Download - BAB II Cooling Tower
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 1/21
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Menara Pendingin
Menara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk
menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan
mengemisikannya ke atmosfir. Fungsi menara pendingin adalah untuk
menghilangkan panas dari peralatan proses produksi. Pendinginan alat produksi
terjadi dengan meningkatnya suhu media pendingin atau air.Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke
aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya,
air yang tersisa didinginkan secara signifikan. Menara pendingin mampu
menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan
udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu
biayanya lebih efektif dan efisien energinya. Diagram sistematik menara
pendingin dapat dilihat pada gambar 1 di baah ini!
"ambar 1. Diagram skematik sistim menara pendingin
#$aboratorium %asional Pacific %orthest, &''1(
)
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 2/21
*
2.2 Komponen –komponen pada Menara Pendingin
+omponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan adah,
bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers,
nosel dan fan.
2.2.1 Rangka dan wadah
ampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar
#adahcasing (, motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih
kecil, seperti unit fiber glass, adahnya dapat menjadi rangka.
2.2.2 Bahan Pengisi
ampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi #terbuat dari plastik atau
kayu( untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak
udara dan air. erdapat dua jenis bahan pengisi!
1. /ahan pengisi berbentuk percikanSplash fill ! air jatuh diatas lapisan yang
berurut dari batang pemercik horisontal, secara terus menerus pecah menjadi
tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. /ahan
pengisi percikan dari plastik memberikan perpindahan panas yang lebih baik
daripada bahan pengisi percikan dari kayu.
&. /ahan pengisi berbentuk film! terdiri dari permukaan plastik tipis dengan
jarak yang berdekatan dimana diatasnya terdapat semprotan air, membentuk
lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Permukaannya
dapat berbentuk datar, bergelombang, berlekuk, atau pola lainnya. 0enis bahan
pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam
olume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.
2.2. Ko!am air dingin
+olam air dingin terletak pada atau dekat bagian baah menara, danmenerima
air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. +olam
biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin.
Dalam beberapa desain, kolam air dingin berada dibagian baah seluruh bahan
pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlaanan arah pada forced draft, air
di bagian baah bahan pengisi disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang
berfungsi sebagai kolam air dingin. Sudu-sudu fan dipasang dibaah bahan
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 3/21
2
pengisi untuk meniup udara naik melalui menara. Dengan desain ini, menara
dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan dan
motornya.
2.2." Drift eliminators
3lat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara
supayatidak hilang ke atmosfir.
2.2.# Sa!$ran $dara mas$k
4ni merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk bisa
berada pada seluruh sisi menara #desain aliran melintang( atau berada dibagian
baah menara #desain aliran berlaanan arah(.
2.2.% Louvers
Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers.
+egunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan
menahan air dalam menara. /eberapa desain menara aliran berlaanan arah tidak
memerlukan louver .
2.2.& Nosel
3lat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. Distribusi air
yang seragam pada puncak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan
pembasahan yang benar dari seluruh permukaan bahan pengisi. %osel dapat
dipasang dan menyemprot dengan pola bundar atau segi empat, atau dapat
menjadi bagian dari rakitan yang berputar seperti pada menara dengan beberapa
potongan lintang yang memutar.
2.2.' Fan
Fan aksial #jenis baling-baling( dan sentrifugal keduanya digunakan dalam
menara. 5mumnya fan dengan baling-baling propeller digunakan pada menara
induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam
menara forced draft. ergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang
digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-rubah diatur. Sebuah
fan dengan baling-baling yang dapat diatur tidak secara otomatis dapat digunakan
diatas range yang cukup luas sebab fan dapat disesuaikan untuk mengirim aliran
udara yang dikehendaki pada pemakaian tenaga terendah. /aling-baling yang
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 4/21
6
dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka
merespon perubahan kondisi beban.
2. Prinsip Ker(a Menara Pendingin
3ir panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribusikan secara
merata didalam rumah cooling tower, lalu akan jatuh kebaah dikarenakan gaya
graitasi atau pancaran air diarahkan ke baah. 3ir dan udara yang masuk melalui
filling arahnya searah. Disana terjadi perpindahan panas dan massa, dimana
perpindahan panas dan massa terjadi dari air ke udara. 5dara yang banyak
memiliki kandungan air #jenuh( disirkulasikan dengan kipas sehingga udara yang
belum jenuh masuk ke rumah cooling tower. 3ir dingin yang ditampung di bak
penampung digunakan kembali.
Dalam proses ini, terjadi penghilangan air karena terjadi penguapan. Sehingga
harus diberi masukan air tambahan #make up water (. 3ir dingin yang dihasilkan
dileatkan melalui saringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral
tertahan dan tidak meleati alat lainnya.
2." )enis – (enis Menara Pendingin3da banyak jenis menara pendingin, namun pada umumnya pengkasifikasian
dilakukan berdasarkan sirkulasi air yang terdapat di dalamnya. Menurut 0.7.
Singham menara pendingin dapat diklasifikasikan atas tiga bagian, yaitu!
1. Menara pendingin basah #wet cooling tower (
&. Menara pendingin kering #dry cooling tower (
). Menara pendingin basah-kering #wet-dry cooling tower (
Setiap jenis menara pendingin ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-
masing.
2.".1 Menara Pendingin Basah *Wet Cooling Tower +
Menara pendingin basah mempunyai sistem distribusi air panas yang
disemprotkan secara merata ke kisi-kisi, lubang-lubang atau batang-batang
hori8ontal pada sisi menara yang disebut isian. 5dara masuk dari luar menara
melalui kisi-kisi yang berbentuk celah-celah hori8ontal yang terpancang pada sisi
menara. 9elah ini biasanya mengarah miring ke baah supaya air tidak keluar.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 5/21
:
;leh karena ada percampuran antara air dan udara terjadi perpindahan kalor
sehingga air menjadi dingin. 3ir yang telah dingin itu berkumpul di kolam atau
bak di dasar menara dan dari situ diteruskan ke dalam kondensor atau dibuang
keluar, sehingga udara sekarang kalor dan lembab keluar dari atas menara.
Menara pendingin basah dapat dibagi menjadi!
1. Natural Draft ata$ Atmospheric
Menara pendingin aliran angin alami pada mulanya berkembang di <ropa.
/eberapa unit pertama dibangun di /elanda pada aal abad ke-1= yang terbuat
dari kayu dan akhirnya dibuat dari beton bertulang seperti yang banyak digunakan
sekarang ini. Pada aalnya unit ini berbentuk silinder dan akhirnya berbentuk
hiperbola yang umum dipakai deasa ini. 3lat ini digunakan secara luas terutama
di negara 4nggris dan 3merika, unit pertama dibuat tahun 1=:&.
Menara pendingin aliran angin alami tidak menggunakan kipas # fan(. 3liran
udaranya bergantung semata-mata pada tekanan dorong alami. Pada menara
pendingin alami ini tidak ada bagian yang bergerak, udara mengalir ke atas akibat
adanya perbedaan massa jenis antara udara atmosfer dengan udara kalor lembab di
dalam menara pendingin yang bersuhu lebih tinggi daripada udara atmosfer di
sekitarnya. +arena perbedaan massa jenis ini maka timbul tekanan dorong yang
mendorong udara ke atas. /iasanya menara pendingin tipe ini mempunyai tinggi
yang besar dan dapat mencapai ketinggian puluhan meter.
Menara pendingin ini menggunakan cerobong asap beton yang sangat besar
untuk memasukkan udara melalui media. Dikarenakan ukuran tower yang besar
#tinggi 2'' kaki dan diameter dasarnya *'' kaki( maka secara umum digunakan
untuk laju alir diatas &''.''' galmenit. /iasanya jenis tower ini digunakan untuk
menghasilkan daya di 3merika Serikat. 0enis ini tidak menggunakan kipas untuk
menghasilkan aliran udaranya, udara diperoleh dari aliran induksi natural atau
alami dari tekanan spray.
5dara masuk melalui bagian baah, dan kontak dengan air panas yang jatuh
menetes ke baah. 5dara yang menjadi panas keluar melalui bagian atas menara.
Menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan
suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara.
/egitu udara panas mengalir ke atas melalui menara #sebab udara panas akan
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 6/21
>
naik(, udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk
di bagian baah. idak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara
panas yang dapat mempengaruhi kinerja.
Ke$nt$ngan !
1( emat listrik #tidak ada konsumsi daya untuk menginduksi aliran udara-
tidak ada kipas(.
&( 7amah lingkungan.
)( 3da suara mekanik #kipas tidak ada(.
*( +eselamatan operasi.
2( 3da resirkulasi seperti bulu-bulu ditolak pada tingkat tinggi.
6( erbatas ilayah petak.
:( erbatas peraatan.
>( inggi umur panjang #umumnya lebih dari harapan tanaman hidup(.
=( Payback period antara > dan 16 tahun tergantung pada beberapa faktor
yang utama adalah biaya konstruksi local.
2. Mechanical Draft
Menara pendingin jenis ini paling banyak digunakan. Tower ini
menggunakan kipas besar untuk mengambil udara melalui sirkulasi air. 3ir
mengalir kebaah diatas permukaan fill yang membantu meningkatkan panas
antara air dan udara. Menara pendingin jenis mechanical draft dibagi menjadi
dua macam yaitu !
1. Forced draft
Menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau
mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. 3ir jatuh turun diatas permukaan
bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan aktu kontak antara air dan
udara ? hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara
keduanya. $aju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak
parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk
tahanan sistim dll.
Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. Menara
tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan ? sebagai contoh
menara beton hanya bias dibuat di lapangan. /anyak menara telah dibangun dan
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 7/21
=
dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. 0adi, banyak
menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin
indiidu atau @selA. 0umlah sel yang mereka miliki misalnya suatu menara delapan
sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya. Menara dengan jumlah sel banyak,
dapat berupa garis lurus, segi empat, atau bundar tergantung pada bentuk indiidu
sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan pada sisi atau dibaah sel.
/anyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan
kapasitas yang dikehendaki. 0adi, banyak menara pendingin yang merupakan
rakitan dari dua atau lebih menara pendingin indiidu atau @selA. 0umlah sel yang
mereka miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan
jumlah selnya. Menara dengan jumlah sel banyak, dapat berupa garis lurus, segi
empat, atau bundar tergantung pada bentuk indiidu sel dan tempat saluran udara
masuk ditempatkan pada sisi atau dibaah sel.
Menara ini mempunyai kipas, basin, dan pipa yang diletakkan didalam
struktur tower. Pada jenis ini, kipas diletakkan dibagian baah atau dasar. idak
ada celah pada dinging bagian luarnya. Struktur baja atau susunan kayu tertutupi
dengan basin.2. Induced draft
Menara jenis ini terdiri dari dua macam yaitu, Counterflow dan Crossflow.
0enis counterflow dan crossflow ini selain dimasukkan kedalam induced draft juga
dapatt dimasukkan kedalam karakteristik cooling tower berdasarkan aliran
udaranya yang dapat dilihat pada gambar &.
a. Counterflow
Pada tower counterflow ini, udara bergerak naik secara ertikal melalui fill,
berlaanan dengan jatuhnya air. Dikarenakan keperluan pemasukan yang tinggidan daya hisap yang penuh, penggunaan sistem spray bertekanan tinggi, tekanan
udara yang hilang besar, maka beberapa counterflow tower kecil yang secara fisik
lebih tinggi, memerlukan lebih banyak pompa, dan menggunakan lebih banyak
kipas dibandingkan crossflow. Pada counterflow tower yang lebih besar,
penggunaan sistem distribusi bertekanan rendah gravity-releated, ditambah
dengan ketersediaan daerah masukan dan daerah plenum untuk pengaturan udara,
menyebabkan peraatan yang sangat diperlukan.
b. Crossflow
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 8/21
1'
Menara jenis ini mempunyai fill konfigurasi yang aliran udaranya mengalir
secara hori8ontal, air yang akan didinginkan dialirkan kedalam kolom masukan air
panas yang diletakkan dibagian atas fill, dan didistribusikan ke fill secara graitasi
melalui lubang orificies didasar basin. Cooling tower jenis crossflow ini terdiri
atas ) macam, yaitu !
1( ouble flow
&( Single flow
)( Spray filled
"ambar &. System menara pendingin jenis induced draft
2.".2 Menara Pendingin Kering * Dr!Cooling Tower +
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 9/21
11
Menara pendingin kering #dry cooling tower ( adalah menara pendingin yang
air sirkulasinya diairkan di dalam tabung-tabung bersirip yang dialiri udara.
Semua kalor yang dikeluarkan dari air sirkulasi diubah. Menara pendingin kering
dirancang untuk dioperasikan dalam ruang tertutup.
Menara pendingin jenis ini banyak mendapat perhatian akhir-akhir ini karena
keunggulannya yaitu!
1. idak memerlukan pembersihan berkala sesering menara pendingin basah.
&. idak memerlukan 8at kimia aditif yang banyak
). Memenuhi syarat peraturan pengelolaan lingkungan mengenai pencemaran
termal dan pencemaran udara pada lingkungan.
Meskipun begitu, menara pendingin kering mempunyai beberapa
kelemahan, yaitu efisiensinya lebih rendah, sehingga mempengaruhi efisiensi
siklus keseluruhan.
3da dua jenis menara pendingin kering, yaitu!
1. Menara pendingin kering !angs$ng *direct dr!cooling tower +
Menara pendingin kering jenis langsung merupakan gabungan antara
kondensor dan menara pendingin. 5ap buangan turbin dimasukkan ke kotak uap
melalui talang-talang besar supaya jatuh pada tekanan yang tidak terlalu besar dan
dapat terkondensasi pada aktu mengalir ke baah melalui sejumlah besar tabung
atau kumparan bersirip. abung ini didinginkan dengan udara atmosfer yang
mengalir di dalam atmosfer. +ondensat mengalir karena gaya graitasi ke
penampung kondensat dan dipompakan lagi ke sistam air umpan instalasi dengan
bantuan pompa kondensat. erdapat pula sistem untuk menyingkirkan gas dan
mencegah pembekuan pada cuaca dingin.
/eberapa kelemahan dari menara pendingin jenis ini adalah!
1. anya dapat beroperasi dengan olume besar.
&. Memerlukan talang-talang ukuran besar.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 10/21
1&
"ambar ) Menara Pendingin +ering $angsung
2. Menara pendingin kering tak !angs$ng *indirect dr!cooling tower +
Menara pendingin jenis tak langsung dapat dibagi menjadi dua jenis lagi, yaitu!
a. Menara pendingin kering tak langsung dengan menggunakan kondensor
permukaan koensional.
3ir sirkulasi yang keluar dari kondensor masuk melalui tabung
bersirip dan didinginkan oleh udara atmosfer di dalam menara. Menara ini
boleh menggunakan jujut jenis alami seperti pada gambar. ;perasi
kondensor pada jenis ini harus dilakukan pada tekanan ',1: sampai ',&:
kPa. Pada jenis ini, digunakan kondensor terbuka atau kondensor jet.
+ondensat jatuh ke dasar kondensor dan dari situ dipompakan oleh pompa
resirkulasi ke kumparan bersirip di menara, yang kemudian didinginkan
dan dikembalikan ke kondensor.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 11/21
1)
"ambar * Skematik instalasi menara pendingun kering tak lansung dengan
kondensor permukaan konensional
b. Menara pendingin kering tak langsung dengan sirkulasi bahan pendingin &
fase.
Menara pendingin ini tidak menggunakan air pendingin, tetapi
menggunakan suatu bahan pendingin, seperti dengan menggunakan
amoniak sebagai bahan perpindahan kalor antara uap dan air, sehingga
perpindahan kalor dapat terjadi denagan perubahan fasa, yaitu pendidihan
di dalam tabung kondensor dan kondensasi di dalam tabung menara.
3moniak cair yang hampir jenuh masuk kondensor permukaan dan
diuapkan menjadi uap jenuh dan uap jenuh tersebut dipompakan lagi ke
kondensor. Pendidihan dan kondensasi ini mempunyai koefisien
perpindahan kalor yang lebih tinggi daripada sisi tabung, sehingga
menghasilakn beda suhu yang lebih rendah antara uap dan amoniak dan
antara amoniak dan udara.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 12/21
1*
"ambar 2 Skematik instalasi menara pendingin kering tak langsung dengan
sirkulasi bahan pendingin & fase
2.". Menara Pendingin Basah,Kering *Wet!Dr Cooling Tower +
Menara pendingin basah-kering #wet-dry cooling tower ( merupakan
gabungan antara menara pendingin basah dan menara pendingin kering. Menara
pendingin ini mepunyai dua jalur udara paralel dan dua jalur udara seri. /agian
atas menara di baah kipas adalah bagian kering yang berisi tabung-tabung
bersirip. /agian baah adalah ruang yang lebar yang merupakan bagian yang
basah yang terdiri dari bahan pengisi # filling material (. 3ir sirkulasi yang panas
masuk melalui kepala yang terletak di tengah. 3ir mula-mula mengalir naik-turun
melalui tabung bersirip di bagian kering, kemudian meninggalkan bagian kering
dan jatuh ke isian di bagian basah menuju bak penampung air dingin. Sedangkan
udara ditarik dalam dua arus melalui bagian kering dan basah. +edua arus
menyatu dan bercampur di dalam menara sebelum keluar.
;leh karena arus pertama dipanaskan secara kering dan keluar dalam
keadaan yang kering #kelembaban relatif rendah( daripada udara sekitar,
sedangkan arus kedua biasanya jenuh.
Menara pendingin basah-kering mempunyai keunggulan!
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 13/21
12
1. 5dara keluar tidak jenuh sehingga mempunyai kepulan yang lebih sedikit
&. +arena airnya mengalami pendinginan aal di bagian kering, penyusutan
karena penguapan jauh berkurang, demikian juga dengan kebutuhan air
tambahan.
Menara pendingin basah-kering dapat dilihat pada gambar berikut !
"ambar 6. Menara pendingin basah kering
2.# )enis – (enis Sistem Air Pendingin
2.#.1 "nce Trough #stem *s-stem Pendingin Seka!i Pakai+
Sistem pendingin sekali pakai dirancang sangat sederhana. 3ir dipompa dari
sumber melalui peralatan pertukaran panas dan kemudian dialirkan ke peralatan
operasi. Diagram skematik umum system pendingin sekali pakai ditunjukkan olehgambar * dibaah ini.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 14/21
16
"ambar : Sistem Pendingin Sekali Pakai
Sistem pendingin sekali pakai adalah sistem air pendingin pertama yang
dirancang. Suhu air rendah dan pendinginan cepat serta umumnya dapat dicapai
dengan jumlah minimum. Sistem pendinginan ini dapat digunakan untuk berbagai
aplikasi mulai dari oil cooler kecil untuk kondenser utilitas besar. +euntungan
utama dari sistem pendingin sekali adalah sederhana dan fleksibilitas. /esar
jumlah panas yang tidak diinginkan dapat dibuang sangat efektif dan suhu air
relatif rendah memungkinkan pendinginan dengan permukaan perpindahan panas
minimum.
Sistem pendingin sekali pakai memiliki masalah yang sama seperti sistem
air pendingin yang lain, yaitu! korosi, skala, fouling dan pertumbuhan
mikrobiologis. ingkat masalah yang dihadapi sangat ditentukan oleh desain
sistem dan terutama, kualitas air yang digunakan yang menyangkut karakteristik
fisik dan kimia. 3ir untuk sistem pendingin sekali pakai bisa diambil dari sumur,
danau, sungai, sungai, atau sistem air perkotaan. Secara umum, kita dapat
mengklasifikasikan sistem pendingin sekali pakai ke dalam tiga kategori utama,
yaitu!
1. Sistem Pendingin dengan +apasitas /esar
Sistem besar bisa berkisar dari 1'.''' galon per menit #gpm( aliran air untuk
lebih dari 1''.''' gpm. Sistem ini dapat digunakan dalam berbagai industri dan
sering ditemukan pada pabrik utilitas skala besar. /erbeda dengan sistem yangkecil, sistem besar jarang menggunakan sumur atau sistem air perkotaan sebagai
sumber air utama. Sebaliknya, karena olume air yang dibutuhkan untuk
pendinginan banyak, sistem ini biasanya menggunakan air dari laut, sungai atau
danau. +arena perairan ini biasanya berisi jumlah yang signifikan dari materi
tersuspensi dan bakteri, perhatian pengobatan primer adalah pencegahan fouling
sistem.
&. Sistem air pendingin kapasitas kecil
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 15/21
1:
Sistem kecil dapat berkisar dari beberapa galon per menit aliran air sampai
beberapa ribu galon per menit. Sistem ini dapat digunakan untuk mendinginkan
oil cooler, kompresor udara, udara unit 39, dll. 5ntuk sistem ini, sistem
pendinginan sekali-pakai yang efektif dan memungkinkan banyak fleksibilitas.
Sumber airnya umumnya berasal dari sumur pribadi atau sistem air perkotaan
karena perairan ini biasanya mengandung bahan tersuspensi dan pertumbuhan
mikroba dalam jumlah yang sangat terbatas, memiliki potensi yang kecil untuk
lumut atau pembentukan lendir mikrobiologi. +orosi dan skala dapat masalah
besar jika tidak diakui dan dikoreksi dengan tindakan yang
sesuai. +ecenderungan dari air yang digunakan untuk membentuk skala atau
korosi dapat ditentukan dengan menggunakan $angelier 4ndeks atau indeks
7y8nar Stabilitas #keduanya akan dibahas nanti dalam manual ini(.
2.#.2 "pen $e!circulating #stem *Sistem Pendingin Resirk$!asi er/$ka+
3ir taar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up
cooling toer setelah sebelumnya dilakukan treatment #sedimentasi dan
koagulasi( terlebih dahulu. 3ir tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-
proses di dalam pabrik.
3ir pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling toer
untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. 5ntuk menjaga kualitas
air, misalnya agar tidak terdapat algaebacteria dan pengendapan #scaling(, maka
perlu diinjeksikan beberapa jenis chemicals tertentu. +ualitas air juga dijaga
melalui mekanisme make-up dan blow-down.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 16/21
1>
"ambar >. ;pen re-circulating system
Sebuah sistem pendingin resirkulasi terbuka menggunakan air yang sama
berulang kali untuk mendinginkan peralatan proses. Panas yang diserap dari
proses tersebut harus disebarkan untuk memungkinkan penggunaan air
kembali. Menara pendingin, kolam semprot, dan kondensor uap digunakan untuk
tujuan ini.
Sistem pendingin resirkulasi terbuka memiliki kapasitas yang lebih besar
dibandingkan dengan metode pendinginan sekali pakai. +uantitas air limbah
yang dibuang sangat kecil pada metode sirkulasi terbuka, dan pengolahan kimia
lebih ekonomis. %amun memiliki masalah-masalah sebagai berikut!
• pendinginan oleh penguapan meningkatkan konsentrasi padatan terlarut
dalam air, membesarkan deposisi kecenderungan korosi
• suhu relatif lebih tinggi, secara signifikan meningkatkan potensi korosi
•aktu retensi lebih lama dan air hangat dalam sistem sirkulasi terbuka
meningkatkan kecenderungan pertumbuhan biologis
• gas seperti sulfur dioksida, amonia atau hidrogen sulfida dapat diserap dari
udara, menyebabkan laju korosi yang lebih tinggi
• mikroorganisme, nutrisi, dan potensi foulants juga dapat diserap ke dalam
air di menara
Sistem ini banyak digunakan oleh pabrik yang berada dekat dengan sumber
air taar atau jauh dari laut, misalnya P. Pupuk +ujang, P. P5S74, Pabrik
kertas $eces, P. /;9, dll. Spesifikasi material untuk peralatan yang
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 17/21
1=
menggunakan air taar tidak perlu sebagus peralatan yang menggunakan air laut,
karena air taar lebih tidak korosif dibandingkan dengan air laut.
2.#. Closed $e!circulating #stem *Sistem Pendingin Resirk$!asi ert$t$p+
Sistem air pendingin resirkulasi tertutup bereolusi dari metode yang
digunakan untuk pendinginan mesin desain aal. Dalam sistem tertutup, air
bersirkulasi dalam siklus tertutup dan terkena alternatif pendinginan dan
pemanasan tanpa kontak udara. Panas, diserap oleh air di sistem tertutup,
biasanya ditransfer oleh eBchanger pada sistem resirkulasi terbuka, dari yang
panas yang hilang ke atmosfer.
Sistem air pendingin resirkulasi tertutup sangat cocok untuk pendinginan
mesin gas dan kompresor. Mesin diesel dan lokomotif layanan stasioner biasanya
menggunakan sistem radiator mirip dengan sistem pendingin mobil. 3plikasi
pendinginan sirkulasi berhubugan erat dengan sistem pendingin pada boiler
recoery +raft dan minyak pelumas dan pendingin sampel dalam pembangkit
listrik. Sistem tertutup juga banyak digunakan dalam sistem air pendingin udara
untuk mentransfer pendingin udara pendingin mesin cuci. Pada musim dingin,
sistem yang sama dapat mensuplai udara panas ke mesin cuci. 3ir pendingin
sistem tertutup juga menyediakan metode kontrol suhu proses industri yang dapat
diandalkan.
3ir taar pendingin digunakan untuk mendinginkan proses-proses
didalam pabrik. 3ir taar pendingin yang telah panas didinginkan kembali di
suatu @ secondary cooler A #biasanya plate heat eBchanger( untuk selanjutnya
disirkulasikan kembali secara tertutup kedalam pabrik. 3ir laut dipakai untuk
mendinginkan @ secondary cooler A dengan cara hanya sekali pakai #once through(,
sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 18/21
&'
"ambar=:. 9losed recirculating systemA
Sistem sirkulasi tertutup memiliki banyak keuntungan. Sistem ini
menyediakan kontrol suhu yang lebih baik dalam peralatan panas, dan
persyaratan air make-up kecil. 3ir make-up diperlukan hanya bila kebocoran
terjadi pada rumah pompa atau ketika air telah dikeringkan untuk memungkinkan
perbaikan sistem. ;leh karena itu, air berkualitas tinggi biasanya dapat digunakan
untuk make-up. Penggunaan air berkualitas tinggi juga meminimalkan bahaya
retaknya silinder penukar panas dan kegagalan mekanis lainnya. Sistem tertutup
juga kurang tahan terhadap kontaminan biologis dari bakteri dan alga
dibandingkan sistem terbuka. Sistem tertutup juga mengurangi masalah korosi
secara drastis, karena air sirkulasi tidak terus menerus jenuh dengan oksigen,
seperti dalam sebuah sistem terbuka.
2.% Karakteristik Air Pendingin
+arakteristik dari air pendingin yaitu air taar yang tahan terhadap radiasi,
dan kapasitas panas tinggi. 3ir yang digunakan untuk air pendingin yaitu air berat
karena mempunyai kapasitas panas tinggi, tahan radiasi tinggi pada hal ini
digunakan pada reaktor yang menggunakan uranium alam sehingga tampang
lintang air kecil. 3ir laennya yang digunakan yaitu air bertekanan tinggi dan air
biasa.
0aktor,aktor -ang mempengar$hi pemi!ihan sistem pendingin
1. 3ailability dan reliability
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 19/21
&1
+etersediaan dan kesinambungan sistem pendingin merupakan
pertimbangan utama.
&. !perability dan Maintainability
Meliputi kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan.
). /iaya inestasi
Meliputi seluruh biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas
sistem pendingin.
*. !perating cost
Meliputi biaya man poer, chemical, electrical dan biaya pemeliharaan.
2. Dampak lingkungan
Meliputi konsiderasi pada dampak lingkungan seperti polusi limbah,
maupun polusi panas.
2.& Masa!ah – masa!ah pada Menara Pendingin
Masalah yang berpotensi muncul dalam sistem pendingin adalah ! korosi,
deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi #jamur dan lumut(.
2.&.1 Korosi
+orosi adalah proses elektrokimia, proses anodik yang terjadi dalam sistem
dimana beda potensial dan keberadaan oksigen yang terlarut dalam media akan
membentuk radikal bebas yang sangat reaktif terhadap besi. +ondisi ini akan
diperparah oleh keberadaan chemical lain yang terlarut dalam media #air(.
+orosi terjadi pada akibat p rendah, Selain p ada beberapa jenis
mikroorganisme yang menyebabkan korosi seperti nitrifying bacteria dan Sulfate
7educing /acteria #S7/( yang dapat menghasilkan asam sulfida #&S(. /akteri
ini memiliki kemampuan untuk mengubah ion sufate #S; *( menjadi asam sulfida#&S( yang sangat korosif menyerang logam besi, logam lunak. /akteri ini hidup
sebagai anaerobik #tanpa udara(.
2.&.2 Kerak
+erak adalah endapan yang melekat dalam sistem perpindahan panas,
material endapan yang terlarut dalam air secara spesifik dikenal sebagai
Chardness. Material atau hardness ini akan membentuk kerak bila konsentrasinya
tinggi dan atau temperatur yang cukup tinggi.
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 20/21
&&
Semakin tebal kerak yang terbentuk dalam sistem pendingin, maka efisiensi
cooling tower akan semakin kecil dan bila dibiarkan tanpa control maka saluran
air pendingin akan menjadi buntu.
2.&. $mp$r
$umpur biasanya terbentuk dari endapan yang tidak dapat membentuk kerak
seperti !
1. Suspensi dari besi atau garam kesadahan yang terikut dalam air make up.
&. Material organik alami dari air make up.
). Partikel yang terikut dari udara.
*. "dditive organic yang terikut dari proses yang rusak.
2. asil dari korosi migrasi
2.&." MikroorganismeSistem pendingin air, biasanya menggunakan sirkulasi dimana kontak
dengan udara adalah hal yang utama dalam transfer panas, hal ini memungkinkan
kontak yang sangat besar dengan spora algae, jamur, dan bakteri
#mikroorganisma( dari udara. 3dakalanya lumpur dan mikroorganisma bersinergi
membentuk endapan tebal pada permukaan basin cooling tower.
2.' Pen3egahan terhadap Masa!ah – masa!ah -ang ter(adi pada Menara
Pendingin
Peraatan cooling tower pada prinsipnya adalah peraatan sistem pendingin,
mulai dari tandon air, perpipaan, cooling tower sampai dengan cooling point
#pendingin alat produksi(. Peraatan dengan bahan kimia harus diperhatikan
aspek keseimbangan antara mencegah pembentukan kerak dengan keberhasilan
menahan mencegah terbentuknya korosi. Penentuan dosis chemical didasarkan
pada total volume sistem, make up air yang dikonsumsi, jenis cooling tower , tata
letak dan sistem perpipaan serta analisa air yang dipakai. 3dakalanya terbentuk
endapan yang berlebihan, hal ini terjadi karena kondisi solid dalam air yangterlalu tinggi. /ila pembentukan lumpur terbentuk pada sistem terbuka pada
bagian sisi dari cooling tower, maka peraatan cukup dengan membersihkan
lumpur yang mengendap secara manual. Mikroorganisma dihambat dengan
memberikan chemical yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisma
tersebut.
1. Mengendalikan kerak dengan p
7/24/2019 BAB II Cooling Tower
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 21/21
&)
Dalam keadaan asam lemah # kira ? kira p 6,2 (. 3sam sulfat yang paling
sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara p
dalam daerah yang benar dan mengubah kalsium karbonat, 4ni
memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium karbonat dan membiarkan
cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem
&. Mengendalikan kerak dengan bleed off
#leed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk
memastikan baha air tidak pekat sebagai perbandingan untuk
mengurangi kelarutan dari garam mineral yang kritis. 0ika kelarutan ini
berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas.
). Mengendalikan kerak dengan bahan kimia penghambat kerak.
3da cukup banyak jenis bahan kimia penghambat kerak dan umumnya
dari jenis bahan kimia organic, baik jenis polymer maupun jenis non
polymer. Sebagai contoh, dari jenis polymer yang cukup banyak
digunakan adalah polymer dari jenis acrylateE 5ntuk jenis non polymer,
phosphonate, <D3, Polyphospate, dsb.
*. Masalah Mikrobiologi
Mikroorganisme juga mampu membentuk deposit pada sembarangan
permukaan. ampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan
kotoran lainnya. al ini dapat menyebabkan efektiitas kerja cooling
toer menjadi terganggu. Mikroorganisme yang terdeteksi di dalam air
pendingin adalah algae, fungijamur, dan bakteri.
2. Masalah +ontaminasi
+eadaan cooling toer yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan
organisme renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem, belum lagi
kualitas air make up yang digunakan.