Heat exchanger adalah alat yang memindahkan panas dari satu medium ke medium lain tanpa kontak langsung. Terdapat berbagai jenis heat exchanger seperti shell and tube, plate, dan spiral yang masing-masing memiliki kelebihan dan aplikasi tertentu seperti pada pembangkit listrik, industri kimia, dan pengolahan limbah.

1. Heat Exchanger
[Alat Penukar Kalor]
INTAN DIAN HERYANI

2. Apa itu Heat Exchanger?
• Alat yang dibangun untuk efisiensi perpindahan
panas dari satu medium ke medium lainnya yang
dipisahkan oleh dinding yang solid, sehingga tidak
ada kontak langsung dan tidak bercampur
• Alat yang membantu perpindahan panas dari fluida
panas ke fluida dingin tanpa ada kontak langsung,
selalu menggunakan elemen konduksi yang
bisasanya dalam bentuk tabung atau lempengan
untuk memisahkan dua fluida.

3. Fungsi Heat Exchanger
Mengontrol sistem atau
substansi temperatur dengan
menambah atau
menghilangkan energi termal

4. Aplikasi
• Biasa digunakan • Contoh : Mesin
pada : pembakaran
• Pemanas ruangan internal dimana
• mesin pendingin air sebagai
• pembangkit tenaga pendingin yang
listrik mengalir dalam
• pabrik kimia radiator, udara
• pabrik petrokimia melalui coil,
• kilang minyak sehingga air
bumi mendinginkan
• pengolahan limbah

5. Tipe - Tipe Heat Exchanger
Heat
Exchanger Berdasarkan tipe a
Laminar
Turbulen
Berdasarkan tipe konstruksi
Coil heat exchanger
Shell-and-tube heat exchanger
Plate heat exchanger
Sipral Heat Exchanger

6. Aliran Turbulen dan Laminar
• Aliran turbulen lebih baik dalam perpindahan panasnya karena
fliuda bercampur
• Aliran laminar, proses perpindahan panas bergantung
seluruhnya pada konduktifitas termal dari fluida untuk
perpindahan panas dari dalam aliran ke dinding exchanger
• Aliran laminar menghasilkan kerugian kecil, yang hasilnya
berbanding lurus dengan kenaikan kecepatan. contohnya : dua
kali lipat kecepatan aliran, menggandakan kehilangan tekanan

7. Tipe aliran pada exchanger dapat
ditentukan dengan Reynolds
number (NRe)
•

8. Keseimbangan
•

9. Efektivitas
• Perbandingan aktual panas yang ditransfer ke panas yang bisa
ditransfer oleh penukar kalor dengan ukuran tak terbatas
• Cara terbaik untuk membandingkan berbagai jenis penukar
kalor

10. Contoh Efektivitas
• Pada gambar menunjukkan aliran fluida
panas yang didinginkan oleh aliran fluida
dingin dengann heat exchanger tipe
counterflow
• Dalam sebuah penukar panas yang ideal,
dengan = 1, keluar

11. Persamaan Heat Exchanger
•

12. Thermal Performance
• Thermal performance penukar panas diperkirakan dengan
menghitung transfer panas secara keseluruhan koefisien U dan
daerah A.
• Temperatur inlet dari dua aliran dapat ditentukan dengan 3
persamaan,
yang mana delta T log menggunakan rata-rata aritmatik, dan
keseimbangan energi panas dalam setiap
aliran.

13. Coil heat exchanger [Penukar Kalor Jenis Kumparan/k
kelebihan :
• Murah
• Diameter kecil • Kecepatan aliran lebih tinggi
• Bilangan reynolds lebih tinggi
• Panjang tabung • cocok untuk aliran rendah
konsentris kekurangan :
ditempatkan dalam • Area perpindahan panas nya kecil
sehingga kinerja termal buruk
tabung yang lebih
besar -Aplikasi :
- biasanya digunakan untuk membentuk
• Tabung gabungan suatu suhu tetap untuk
yang melengkung aliran proses-sampel sebelum
dalam heliks. melakukan pengukuran.
- Digunakan untuk mengkondensasikan
• Tipe ini sistemnya suhu tinggi aliran
sampel
kuat, mampu

14. Shell an coil collers
• Satu atau Aplikasi
lebih bentuk spiral, • mendinginkan bir
bare tube coils yang dan minuman lain
tertutup shell dan dalam bar, dalam
dilas baja. kasus lain minuman
• Tidak bisa sering precooled
mendinginkan cairan untuk beberapa
dibawah 3° C tingkat sebelum
masuk chiller.

15. Shell and tube
• Terdiri dari seikat tabung sejajar yang Kelebihan
memberikan transfer panas, permukaannya • Thermal performance lebih tinggi dari
memisahkan dua aliran fluida tipe penukar kalor jenis coil
• Tekanan lebih tinggi dari penukar kalor
• Pada bagian tube-side Fluida melewati jenis pelat
secara aksial melalui bagian dalam tabung; • efisiensi yang tinggi,
• memerlukan tempat yang minim
• Pada bagian shell-side • mudah dirawat
• Fluida melewati bagian luar tabung. • mudah beradaptasi hampir semua tipe
liquid chilling
• Pada bagian Baffles Sekat luar dan tegak
lurus pada tabung, berbentuk melintang dan Kekurangan :
menyokong tabung • Kinerja termal [thermal performance] lebih
rendah dari tipe penukar kalor jenis pelat
• Tube side menutup ujung tabung, • Tekanan lebih rendah dari penukar kalor
memastikan pemisahan dua aliran jenis coil

16. Plate heat exchanger
• Terdiri dari pelat ganda,
tipis, sedikit terpisah
yang memiliki
permukaan yang sangat
besar dan bagian-bagian
aliran fluida untuk
perpindahan panas.
Kelebihan kekurangan
• Koefisien perpindahan - Kemampuan tekanan rendah
panas tinggi - Ada banyak jenis exchanger
plate yang permanen atau tipe close,
• Area perpindahan panas
luas
• penurunan tekanan
rendah

17. Plate & shell heat exchanger
• Menggabungkan
heat exchanger
plate dan teknologi
heat exchanger
shell & tube. Kelebihan
• transfer panas tinggi,
• Di tengah-tengah
• tekanan tinggi,
dari heat exchanger • suhu operasi yang tinggi,
ada satu plate yang • ukuran yang ringkas,
dilas melingkar • penyumbatan yang rendah
dibuat dengan • suhu pendekatan dekat.
menekan dan • aman terhadap kebocoran
pada tekanan dan suhu tinggi
memotong pelat

18. Adiabatic wheel heat exchanger
• Heat exchanger menggunakan
intermediate fluida atau tempat yang
solid untuk menahan panas, yang
kemudian pindah ke sisi lain dari
penukar panas akan dirilis.
• Dua contoh ini adalah roda adiabatik,
yang terdiri dari roda besar yang
berputar melalui cairan panas dan
dingin, dan heat exchanger fluida.

19. Heat exchanger perubah fasa
• Heat exchanger
ini dapat
digunakan baik
untuk
Aplikas
memanaskan • Reboilers digunakan untuk memanaskan
cairan hingga umpan masuk untuk menara penyulingan
menguap (atau • Pembangkit tenaga listrik yang
memiliki uap yang digerakkan turbin
mendidih) atau biasanya menggunakan heat exchanger
untuk mendidihkan air menjadi uap.
digunakan
• Heat exchanger atau unit serupa untuk
sebagai memproduksi uap dari air yang sering
disebut boiler atau generator uap.

20. Spiral Heat Exchanger (SHE)
• Bentuk (gulungan)
tabung helik (atau
seperti obat nyamuk)
• Jarak antara lembar
saluran spiral dijaga
dengan menggunakan
paku pengatur jarak
yang dilas sebelum Kelebihan
bergulung. • efisien terhadap ruang/tempat
• Begitu paket spiral • mudah untuk perbaikan dalam kinerja
utama telah di gulung. • lebih murah rendah biaya modal
Alternatif atas dan • rendah biaya energi.
bawah yang dilas dan Aplikasi
setiap ujungnya ditutup • Biasanya pada Pasteurisasi,
oleh penutup berbentuk • pemanasan bioreaktor,
kerucut pipih. • endinginan limbah dan lainya
• Hal ini menjamin tidak
ada percampuran dua
cairan akan terjadi. Jika