cooling water system

7/23/2019 Cooling Water System

1/15

Nama anggota kelompok :

Vanda Piranty V (2310100017) Ari Susanti (2310100069)

Slamet Wahyudi (2310100077) Sholichul Muin (231010010!)


2/15

Air Pendin"in

1. Pengertian

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui

sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Sedangkan air pendingin adalah air yang

digunakan untuk menyerap panas yang berlebihan.

2. Karakteristik air sebagai media pendingin

Karakteristik dari air pendingin yaitu air tawar yang tahan terhadap radiasi dan memiliki kapasitas

panas tinggi. Air digunakan sebagai media pendingin karena:

Air memiliki kapasitas panas (Cp yang tinggi. Kapasitas panas yang tinggi sangat e!ekti!

"ika digunakan sebagai media pendingin karena zat yang memiliki kapasitas panas yang

tinggi dapat menyimpan panas yang lebih banyak daripada zat yang memiliki kapasitas

panas yang rendah

#ersedia banyak dan murah

$udah ditangani dan murah

%apat membawa panas yang banyak

#idak memuai waktu panas

#idak terdek&mp&sisi

'. Syaratsyarat air sebagai media pendinginAir yang digunakan sebagai media pendingin harus memiliki syaratsyarat sebagai berikut:

#idak bera)un dan tidak berbau dalam semua keadaan

*ika bera)un akan mengganggu dalam pr&ses pengaturan dan peng&lahannya.

#idak menyebabkan k&r&si

yaitu kerusakan l&gam akibat reaksi red&ks antara suatu l&gam dengan berbagai zat di

lingkungannya yang menghasilkan senyawasenyawa yang tidak dikehendaki atau biasa disebut

pengkaratan.

#idak berdep&sit

Air tidak mengandung batu, tanah atau padatan lain yang dapat mengganggu pr&ses pendinginan.

Air lebih e!ekti! sebagai media pendingin dari pada menggunakan udara karena air memiliki

keuntungan daripada udara sebagai berikut "ika dilihat dari segi:

Kapasitas perpindahan panas (Cp

Cp Air + .1-1 (k*kgK

Cp udara + 1.//0 (k*kgK


3/15

Kapasitas panas air yang lebih besar dari udara menun"ukkan bahwa panas yang dapat

disimpan &leh air lebih banyak daripada udara, sehingga panas yang dapat diserap air lebih banyak

dari udara. *adi, pendinginan menggunakan air akan lebih maksimal daripada udara

%ensitas ( dan is)&sity

Air:

+ 334.1 (kgm'

isk&sitas pada 2/ C + 1.//13 )p

5dara:

+ 1.1-00 (kgm'

is)&sitas pada 2/ C + /./1-1 )p

Air memiliki densitas dan is)&sity yang lebih besar daripada udara sehingga air memiliki la"u

aliran yang lebih lambat daripada udara. 6a"u aliran yang lambat akan memperlama k&ntak antarazat pendingin dengan mesin yang didinginkan, sehingga pendinginan akan berlangsung lebih

maksimal dan la"u pendinginannya lebih )epat.

. PenggunaanCooling Water System

Cooling Water Systemdigunakan antara lain untuk:

Pendinginpendingin misal: li7uida, gas, udara

C&ndens&r, C&&ler

$&t&r 8 C&mpress&r

9last !urna)e, steel !urna)e, r&lling mill dll.

eakt&rreakt&r kimia

;erment&r

dsb


4/15

#oolin" Water System

A. Pengertian

Cooling Water System atau sistem air pendingin adalah suatu rangkaian sistem yang bertu"uan

untuk memindahkan panas dari satu media ke media lain. 9agian yang melapaskan panas

dinamakan < cooled< sedangkan bagian yang menerima panas dinamakan < coolant


5/15

C. $ekanisme tipetipe recirculating cooling water system

1. Open Recirculating Cooling Water System

Pada sistem open recirculating cooling water systemprinsipnya menggunakan air yang sama se)araberulangulang untuk pr&ses pendinginan. Panas diserap dari pr&ses harus dihilangkan untuk

digunakan lagi pada air. $ekanisme sistem ini adalah suplai air dip&mpakan se)ara k&ntinu masuk

ke dalam heat exchanger. %i sini ter"adi pertukaran panas. Sehingga air men"adi panas. %ari bawah

cooling tower, udara dialirkan sehingga udara bertemu dengan air panas yang tadi berasal dari heat

exchanger.%i sini k&ntak ter"adi sehingga ada trans!er panas dari air panas tersebut ke udara.

Sehingga ter"adi evaporation loss. %i dalam tower pacing "uga terdapat !an. Air tadi selain

mengalami evaporation loss "uga mengalami windage losskarena!antadi. @al ini menyebabkan

ter"adinya pengurangan air yang )ukup besar. 5ntuk men"aga sistem agar tetap ber"alan baik maka

diperlukan air tambahan dari luar sistem. Air tawar yang berasal dari sungai atau danau dip&mpakan

sebagai mae"up water setelah sebelumnya dilakukan treatment (sedimentasi dan k&agulasi

terlebih dahulu. #ae"up water bersama air sirkulasi dari p&mpa akan dialirkan ke tower pacing

dan pada cooling tower ter"adi eap&rasi lagi seperti mekanisme yang sudah di"elaskan tadi.

Sebagai akibat dari penguapan air yang ter"adi, mineral (kalsium karb&nat, magnesium, s&dium,

garam, dll dari sisa air meningkat k&nsentrasinya. *ika dibiarkan maka mineral tersebut bisa

menyebabkan scallingpada permukaan alat dan dapat menyebabkan kerusakan sistem. Sehingga

diperlukan $low"down untuk membuangnya. Sistem ini memiliki beberapa keuntungan dan

kerugian seperti di bawah ini.

Keuntungan :

*umlah kebutuhan air sedikit (mae up

$emungkinkan untuk meng&ntr&l k&r&si

Kerugian :

nestasi (capital cost lebih tinggi daripada once through

$emerlukan cooling toweryang )ukup besar

=ambar 1. 2. $ekanisme &pen re)ir)ulating )&&ling water system


6/15

Sistem purge dan $lowdown kemungkinan dapat mengakibatkan pen)emaran

lingkungan

%. Closed Recirculating Cooling Water System

Pada sistem closed recirculating cooling water systemprinsipnya menggunakan air se)ara berulang

ulang dalam satu siklus yang berkesinambungan dan tidak ada air yang senga"a dibuang. Selain itu,

air disirkulasikan serta menggunakan sub"ek pendinginan dan panas tanpa berk&ntak dengan udara.

$ekanisme sistem ini adalah suplai air disirkulasikan ke heat exchanger utama. %i sini ter"adi

pertukaran panas. Air panas yang keluar dari heat exchanger disirkulasikan ke heat exchanger

kedua. %i sini biasanya digunakan air laut. Air laut digunakan pada pendinginan kedua ini hanya

sekali pakai. Sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut. Sistem ini tidak

menggunakan eap&rasi terbuka untuk pendinginannya dan ratarata kehilangan air pada

sirkulasinya sedikit. Sehingga mae"up wateryang digunakan tidak banyak. #ae"up water dan

suplai air kemudian disirkulasikan kembali dan se)ara k&ntinu pr&ses tersebut ter"adi. Scallingyang

ter"adi hanya sedikit mengingat tidak digunakannya eap&rasi terbuka. $eskipun demikian k&r&si

akibat sisa mineral yang dibawa air "uga perlu diwaspadai karena tidak adanya sistem $low"downdi

sini. 5ntuk mengantisipasinya maka mae"up water yang ditambahkan pada sistem ini harus

memiliki kualitas tinggi. Sehingga masalah yang dikhawatirkan tidak timbul. Sistem ini memiliki

beberapa keuntungan dan kerugian seperti di bawah ini.

Keuntungan :

Air pendingin yang kembali relati! bersih

#emperatur cooling watermemungkinkan lebih tinggi dari 1//&C

Kerugian :

nestasi capital costsangat tinggi

%ibatasi &leh e&uipment secondary heat exchanger

=ambar 1. 2. $ekanisme closed recirculating cooling water system


7/15

'. Once (hrough Cooling Water System

Sistem once through cooling water system ialah sistem pendingin yang menggunakan kapasitas

pendinginan air dalam satu waktu. Sistem ini menggunkan &lume air yang besar dan langsungdibuang. B&lume air yang besar dibutuhkan bahkan pada sistem yang ke)il sekalipun sehingga

suplai air yang sesuai dibutuhkan dalam temperature rendah. Karena &lume air yang besar, sistem

ini lebih banyak menggunakan air sungai atau danau. $ekanisme sistem ini ialah suplai air dari

sungai atau danau akan disirkulasikan ke heat exchanger. %i sini ter"adi pertukaran panas sehingga

air men"adi panas. %an air langsung dibuang kembali ke sumbernya lagi. %alam sistem ini

diperlukan treatment luar untuk melindungi alatalatnya dari kerusakan serius akibat mineral asing

yang masuk dari air yang dialirkan. ap&rasi di sini diabaikan sehingga tidak ter"adi perubahan

signi!ikan pada air se)ara kimiawi. Sistem ini memiliki beberapa keuntungan dan kerugian seperti

di bawah ini.

Keuntungan :

#idak diperlukan cooling tower

#idak diperlukan peng&lahan treatmentpendahuluan

Kerugian :

K&r&si

)ouling

Sampah dan k&t&ran

P&lusi pen)emaran temperatur di badan air

=ambar 1. 2. $ekanisme once through cooling water system


8/15

Peralatan $alam #oolin" Water System

Menara %endin"in

$enara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air

dengan )ara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atm&s!ir. $enara pendingin

menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan

kemudian dibuang ke atm&s!ir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan se)ara signi!ikan

(=ambar 1

&amar 1' $ia"ram semati sistim menara %endin"in

(6ab&rat&rium Dasi&nal Pa)i!i) D&rthwest, 2//1

K&mp&nen dasar sebuah $enara pendinginmeliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, k&lam

air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, n&sel dan !an. Kesemuanya

di"elaskan dibawah.

Rangka dan wadah.

@ampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menun"ang tutup luar (wadahcasing,

m&t&r, !an, dan k&mp&nen lainnya. %engan ran)angan yang lebih ke)il, seperti unit !i$er glass,

wadahnya dapat men"adi rangka.


9/15

Bahan Pengisi.

@ampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plasti) atau kayu untuk

mem!asilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan k&ntak udara dan air. #erdapat dua "enis

bahan pengisi:

9ahan pengisi berbentuk per)ikanSplash !ill: air "atuh diatas lapisan yang berurut dari

batang pemer)ik h&ris&ntal, se)ara terus menerus pe)ah men"adi tetesan yang lebih ke)il,

sambil membasahi permukaan bahan pengisi. 9ahan pengisi per)ikan dari plasti)

memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi per)ikan dari kayu.

9ahan pengisi berbentuk !ilm: terdiri dari permukaan plastik tipis dengan "arak yang

berdekatan dimana diatasnya terdapat sempr&tan air, membentuk lapisan !ilm yang tipis dan

melakukan k&ntak dengan udara. Permukaannya dapat berbentuk datar, bergel&mbang,

berlekuk, atau p&la lainnya. *enis bahan pengisi !ilm lebih e!isien dan memberi perpindahan

panas yang sama dalam &lume yang lebih ke)il daripada bahan pengisi "enissplash.

Kolam air dingin.

K&lam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin yang

mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. K&lam biasanya memiliki sebuah lubang atau

titik terendah untuk pengeluaran air dingin. %alam beberapa desain, k&lam air dingin berada

dibagian bawah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlawanan arah pada

!orced dra!t, air di bagian bawah bahan pengisi disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang

ber!ungsi sebagai k&lam air dingin. Sudusudu !an dipasang dibawah bahan pengisi untuk meniup

udara naik melalui menara. %engan desain ini, menara dipasang pada landasannya, memberikan

kemudahan akses bagi !an dan m&t&rnya.

Drift eliminators.

Alat ini menangkap tetestetes air yang ter"ebak dalam aliran udara supaya tidak hilang ke atm&s!ir.

Saluran udara masuk.

ni merupakan titik masuk bagi udara menu"u menara. Saluran masuk bisa berada pada seluruh sisi

menara (desain aliran melintang atau berada dibagian bawah menara (desain aliran berlawanan

arah.


10/15

Louvers.

Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers.

Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam

menara. 9eberapa desain menara aliran berlawanan arah tidak memerlukan louver.

Nosel.

Alat ini menyempr&tkan air untuk membasahi bahan pengisi. %istribusi air yang seragam pada

pun)ak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan pembasahan yang benar dari seluruh

permukaan bahan pengisi. D&sel dapat dipasang dan menyempr&t dengan p&la bundar atau segi

empat, atau dapat men"adi bagian dari rakitan yang berputar seperti pada menara dengan beberapa

p&t&ngan lintang yang memutar.

Fan.

;an aksial ("enis balingbaling dan sentri!ugal keduanya digunakan dalam menara. 5mumnya !an

dengan balingbalingpropeller digunakan pada menara induced dra!t dan baik !an propeller dan

sentri!ugal duaduanya ditemukan dalam menara!orced dra!t. #ergantung pada ukurannya, "enis !an

pr&peller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat irubahrubah diatur. Sebuah !an

dengan balingbaling yang dapat diatur tidak se)ara &t&matis dapat digunakan diatas range yang

)ukup luas sebab !an dapat disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki pada

pemakaian tenaga terendah. 9alingbaling yang dapat diatur se)ara &t&matis dapat beragam aliran

udaranya dalam rangka meresp&n perubahan k&ndisi beban.

*+,S-*+,S M*+A.A P*+$,+&,+

Menara %endin"in/enis natural draft

$enara pendingin"enis natural dra!t atau hiperb&la menggunakan perbedaan suhu antara

udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. 9egitu udara panas

mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik, udara segar yang dingin

disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. #idak diperlukan !an

dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kiner"a.


11/15

K&ntruksi bet&n banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga

men)apai 2// m. $enara pendingintersebut kebanyakan hanya digunakan untuk "umlah

panas yang besar sebab struktur bet&n yang besar )ukup mahal.

#erdapat dua "enis utama menara natural dra!t:

$enara aliran melintang (=ambar 2: udara dialirkan melintasi air yang "atuh dan bahan

pengisi berada diluar menara.

$enara dengan aliran yang berlawanan arah (=ambar ': udara dihisap melalui air yang

"atuh dan &leh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam menara, walaupun desain

tergantung pada k&ndisi tempat yang spesi!ik.

Menara %endin"inDraft Meani

$enara dra!t mekanik memiliki !an yang besar untuk mend&r&ng atau mengalirkan udara

melalui air yang disirkulasi. Air "atuh turun diatas permukaan bahan pengisi, yang membantu

(=ul! C&ast Chemi)al C&mmer)ial n), 1330

meningkatkan waktu k&ntak antara air dan udara E hal ini membantu dalam memaksimalkan

perpindahan panas diantara keduanya. 6a"u pendinginan menara dra!t mekanis tergantung pada

banyak parameter seperti diameter !an dan ke)epatan &perasi, bahan


12/15

pengisi untuk tahanan sistim dll.

$enara dra!t mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. $enara tersedia dalam

bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan E sebagai )&nt&h menara bet&n hanya bisa

dibuat dilapangan.

9anyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang

dikehendaki. *adi, banyak $enara pendinginyang merupakan rakitan dari dua atau lebih

$enara pendinginindiidu atau


13/15


14/15

Pada kesetimbangan air dalam CGS terdapat 2 sistem, yaitu

1. Hpen )ir)ulating CGS

2. Cl&se )ir)ulating CGS

5ntuk sistem yang pertama akan ter"adi kehilangan air yang )ukup banyak karena adanya air yang

keluar dari sistem melalui ap&rati&n l&ss (, 9l&wd&wn (9, dan Gindage l&ss (G. Air yang

hilang dari sistem ini harus diganti atau yang sering disebut $akeup water ($. 5ntuk mengetahui

berapa banyak air yang hilang dari sistem maka dapat dihitung dengan langkahlangkah berikut.

a $enghitung ap&rati&n l&ss ( dengan persamaan berikut:

R * !low rate o! cooling water +m'hour

- * water lost $y evaporation per hour

C * speci!ic heat o! water at constant pressure +calg.oC +/,00

calg.oC at water temperature o! 2/ oC

34 + latent heat &! water eap&rati&n (k)alkg (appr&I.J04- k)alkg

b $enghitung Gindage l&ss (G dan 9l&wd&wn (9

%ari beberapa langkah diatas dapat dihitung $akeup water ($ yang harus dilakukan yaitu

berdasarkan perhitungan $ + J 9 J G

5ntuk mengetahui bl&wd&wn kapan dapat dilakukan maka dapat dihitug melalui


15/15

CR+k&nsentrasi diss&ed s&lid pada air sirkulasi

C#+ k&nsentrasi diss&ed s&lid pada make up water

Sedangkan6pada waktu tertentu setelah &perasi sistim air pendingin dimulai dapat

menggunakan persamaan berikut:

6/+mulamula (J1

( + waktu &perasi

-dan Wrelati! k&nstan,5sebagai k&ntr&l

Pada sistem ke dua yaitu

cooling water system

Documents