teknik pendingin
Post on 01-Jan-2016
115 Views
Preview:
TRANSCRIPT
TUGAS ALAT PENUKAR KALOR
TENTANG
KONDENSOR
DI
S
U
S
U
N
OLEH :
MUHAMMAD ZULHAM NST
100120051
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MALIKUSSALEH
REULET - ACEH UTARA
2013
KATA PENGANTAR
Dengan rahmat dan hidayah yang diberikan oleh Allah SWT, akhirnya penulis
bisa menyelesaikan tugas yang berjudul KONDENSOR guna memenuhi tugas Mata
Kuliah Alat Penukar Kalor. Semua ini juga tidak lepas dari peran orang – orang yang
telah membantu dan membimbing penulis dalam penyusunan tugas ini. Maka dari
itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Zulfikar ST,.MT. , selaku dosen pembimbing mata kuliah alat penukar
kalor.
2. Teman – teman yang telah membantu dalam pembuatan tugas ini.
3. Dan semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu.
Semoga tugas ini bisa bermanfaat bagi saya pada khususnya dan semua pihak
yang membaca pada umumnya. Penulis menyadari, bahwa tugas ini masih jauh dari
sempurna, maka dari itu penulis mohon saran dan kritik yang membangun dari
semua yang membaca tugas ini guna pengembangan dimasa mendatang.
Reulet, 27 Juli 2013
Penulis
i
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................ i
DAFTAR ISI .............................................................................................. ii
BAB I PENDAHULUAN........................................................................... 1
1.1 Latar Belakang.................................................................................. 1
BAB II PEMBAHASAN............................................................................ 2
2.1 Pengertian Kondensor ...................................................................... 2
2.2 Macam-macam Kondensor............................................................... 4
1.Menurut Jenis Cooling Medium.................................................... 4
a). Shell and Tube Condensor...................................................... 4
b).Shell and Coil Condensor....................................................... 6
c). Tube and Tubes Condensor.................................................... 7
2.Berdasarkan Jenis Desain.............................................................. 8
a). Berbelit-belit........................................................................... 8
b).Arus Paralel............................................................................ 8
c). Electric Cooling Fan............................................................... 9
3.Berdasarkan Klasifikasi Umum..................................................... 9
a). Surface Condensor.................................................................. 9
b).Direct Contact Condenser....................................................... 12
2.3 Contoh Jenis Kondensor.................................................................... 14
BAB III KESIMPULAN............................................................................ 17
DAFTAR PUSTAKA................................................................................. 18
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air conditioner adalah istilah umum untuk perlengkapan yang menjaga udara
di dalam ruangan agar temperatur dan kelembaban sesuai. Apabila di dalam ruangan
temperaturnya tinggi maka panas diserap oleh pendingin agar temperaturnya turun.
Sebaliknya jika temperatur ruangan rendah, udara panas dihembuskan agar
temperatur naik, kelembaban ditambah atau dikurangi agar terasa nyaman. Dengan
demikian perlengkapan yang diperlukan untuk suatu Air Conditioner terdiri atas
cooler, heater, moisture controller dan ventilator.
Sistem AC (Air Conditioning) yang biasa digunakan pada ruangan atau mobil,
pada umumnya AC yang digunakan adalah cooler. Pada sistem AC terdiri dari
beberapa komponen utama, yaitu : kompresor, kondensor, evaporator, katup ekspansi,
pipa kapiler, receiver dryer, blower dan refrigerant. Masing-masing komponen
mempunyai fungsi tersendiri dan saling berkesinambungan di dalam sistem.
Kompresor berfungsi mengalirkan refrigerant dalam sistem, kondensor berfungsi
melepaskan panas yang dibawa refrigerant ke udara luar, evaporator berfungsi
menyerap panas di dalam ruangan, katup ekspansi berfungsi menurunkan tekanan
refrigerant, pipa kapiler merupakan tempat aliran refrigerant, receiver dryer berfungsi
menyaring gelembung-gelembung udara yang terbawa oleh refrigerant, blower
berfungsi menghembuskan udara ke dalam ruangan, dan refrigerant adalah zat
pendingin. Jika salah satu komponen diatas rusak atau tidak ada, maka system AC
tidak akan dapat bekerja.
Pada kesempatan ini sedikit akan kita bahas mengenai macam-macam
kondensor yang pada umumnya digunakan untuk pendingin ruangan dan kendaraan.
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kondensor
Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang
berfungsi untuk melepaskan kalor kelingkungan. Kondensor banyak digunakan dalam
kehidupan kehidupan sehari-hari baik itu dalam industri rumah tangga, industri
otomotif, maupun dalam industri farmasi dan obat-obatan. Di Indonesia sendiri,
kondensor bukanlah hal yang asing. Kondensor banyak kita jumpai dalam perangkat
pendingin pada mobil, maupun Air Conditioner yang terpasang pada gedung-gedung,
instalasi perkantoran atau fasilitas umum seperti mall dan supermarket.
Tabel Klasifikasi refrigeran di kondensor
Komponen Refrigeran Zat pendingin
Kondensor
Di dalam pipaGas di luar
Cairan di dalam
Di luar pipaGas di dalam
Cairan di dalam
Laju perpindahan panas pada kondensor adalah fungsi dari kapasitas
refrigerasi dan suhu evaporasi serta suhu kondensasi. Kondensor harus dapat
membuang panas yang diserap di evaporator dan yang ditambahkan di kompresor.
Istilah yang umum digunakan untuk menunjukkan tingkat perpindahan panas dari
kondenser ke evaporator adalah rasio pelepasan panas (heat rejection ratio) yang
dihitung dengan persamaan:
2
Namun rasio perpindahan panas ini kurang tepat karena tidak memperhitungkan kerja kompresi. Nilai rasio perpindahan panas ini juga dapat dihitung dengan bantuan grafik di bawah.
Pada kondensor, terjadi kondensasi pada uap yang mengembun di luar pipa. Koefisien kondensasi yang terjadi di luar pipa dihitung dengan persamaan:
dengan :
hct = koefisien kondensasi (W/m2K)g = percepatan gravitasi (m/s2)ρ = rapat massa fluida (kg/m3)hfg = kalor laten penguapan (J/kg)μ = viskositas kondensat (Pa.detik)Δt = perbedaan suhu antara kondensat dan pipa (K)N = jumlah pipa dalam baris verticalD = diameter luar pipa (m)
Saat kondensor berpendingin air telah digunakan selama beberapa waktu, akan terjadi
pengendapan pada pipa karena adanya kotoran pada fluida yang mengalir.
Pengendapan ini akan mengurangi proses pindah panas dan besarnya disebut sebagai
fouling factor. Beberapa perusahan menetapkan fouling factor sebesar 0.000176
m2K/W.Koefisien pindah panas keseluruhan ditulis ulang menjadi:
Refrigeran berada dalam keadaan superheat, sebaran suhu digambarkan pada grafik
dibawah. Karena perbedaan penurunan suhu ini, beda temperatur antara refrigeran
dan pendingin dihitung dengan persamaan:
3
2.2 Macam-macam Kondensor
1. Menurut Jenis Cooling Medium
Menurut jenis cooling mediumnya kondensor dibagi menjadi 3 jenis yaitu :
a) Air Cooled Condensor (menggunakan udara sebagai cooling
mediumnya),
b) Water Cooled Condensor (menggunakan air sebagai cooling
mediumnya),
c) Evaporatif Condensor (menggunakan kombinasi udara dan air sebagai
cooling mediumnya).
Dari ketiga jenis kondenser tersebut, yang paling banyak digunakan di dunia
industri adalah jenis Water Cooled Condensor, dimana konstruksi dari Water
Cooled Condensor yang paling banyak digunakan yaitu :
a) Shell and Tube Condensor
Shell and Tube Condensor atau Kondenser tipe Tabung dan Pipa
digunakan pada kondenser berukuran kecil sampai besar. biasa digunakan
untuk air pendingin berupa ammonia dan freon. Seperti terlihat pada
gambar di dalam kondensor Tabung dan Pipa terdapat banyak pipa
pendingin, dimana air pendingin mengalir di dalam pipa-pipa tersebut,
ujung dan pangkal pipa pendingin terikat pada pelat pipa, sedangkan
diantara pelat pipa dan tutup tabung dipasang sekat-sekat untuk membagi
aliran air yang melewati pipa-pipa dan mengatur agar kecepatannya
cukup tinggi, yaitu 1,5 – 2 m/detik.
4
Air pendingin masuk melalui pipa bagian bawah kemudian keluar melalui
pipa bagian atas. Jumlah saluran maksimum yang dapat digunakan
sebanyak 12, semakin banyak jumlah saluran yang digunakan maka
semakin besar tahanan aliran air pendingin. Pipa pendingin ammonia
biasa terbuat dari baja sedangkan untuk freon biasa terbuat dari pipa
tembaga. Jika menginginkan pipa yang tahan tehadap korosi bias
menggunakan pipa kuningan datau pipa cupro nikel. Ciri-ciri kondensor
Tabung dan Pipa adalah :
Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehingga ukurannya
relatif lebih kecil dan ringan.
Pipa dapat dibuat dengan mudah.
Bantuk yang sederhana dan mudah pemasangannya.
Pipa pendingin mudah dibersihkan.
5
b) Shell and Coil Condensor
Kondensor tabung dan koil banyak digunakan pada unit pendingin
dengan Freon refrigerant berkapasitas lebih kecil, misalnya untuk
penyegar udara, pendingin air, dan sebagainya.
Seperti gambar dibawah ini, Kondensor tabung dan koil dengan tabung
pipa pendingin di dalam tabung yang dipasang pada posisi vertical. Koil
pipa pendingin tersebut biasanya dibuat dari tembaga, berbentuk tanpa
sirip maupun dengan sirip. Pipa tersebut mudah dibuat dan murah
harganya.
Pada Kondensor tabung dan koil, aliran air mengalir di dalam koil pipa
pendingin. Disini, endapan dan kerak yang terbentuk di dalam pipa harus
dibersihkan menggunakan zat kimia (detergent).
Adapun cirri-ciri Kondensor tabung dan koil sebagai berikut :
Harganya murah karena mudah dalam pembuatannya.
Kompak karena posisinya yang vertical dan mudah dalam
pemasangannya.
Tidak perlu mengganti pipa pendingin, tetapi hanya perlu
pembersihan dengan menggunakan detergen.
6
c) Tube and Tubes Condensor.
Kondensor jenis pipa ganda merupakan susunan dari dua pipa coaksial
dimana refrigerant mengalir melalui saluran yang terbentuk antara pipa
dalam dan pipa luar yang melintang dari atas ke bawah. Sedangkan air
pendingin mengalir di dalam pipa dalam arah berlawanan, yaitu
refrigerant mengalir dari atas ke bawah.
Pada mesin pendingin berkapasitas rendah dengan Freon sebagai
refrigerant , pipa dalam dan pipa luarnya terbuat dari tembaga. Gambar
dibawah ini menunjukkan Kondensor jenis pipa ganda, dalam bentuk
koil. Pipa dalam dapat dibuat bersirip atau tanpa sirip.
Kecepatan aliran di dalam pipa pendingin kira-kira antara 1-2 m/detik.
Sedangkan perbedaan temperature air keluar dan masuk pipa pendingin
(kenaikan temperature air pendingin di dalam kondensor) kira-kira
mencapai suhu 100 C. laju perpindahan kalornya relative besar.
Adapun cirri-ciri Kondensor jenis pipa ganda adalah sebagai berikut:
Konstruksi sederhana dengan harga yang memadai.
Dapat mencapai kondisi yang super dingin karena arah aliran
refrigerant dan air pendingin yang berlawanan.
Penggunaan air pendingin relative kecil.
Sulit dalam membersihkan pipa, harus menggunakan detergen
Pemeriksaan terhadap korosi dan kerusakan pipa tidak mungkin
dilaksanakan. Penggantian pipanya pun juga sulit dilakukan.
7
2. Berdasarkan Jenis Desain
a) Berbelit – belit
Jenis kondensor terdiri dari satu tabung panjang yang digulung berakhir
dan kembali pada dirinya sendiri dengan sirip pendingin ditambahkan di
antara tabung.
b) Arus Paralel
Desain ini sangat mirip dengan radiator aliran silang. Alih-alih bepergian
refrigeran melalui satu bagian (seperti tipe serpentine) sekarang dapat
melakukan perjalanan di berbagai bagian. Ini akan memberi luas
permukaan yang lebih besar untuk udara ambien dingin untuk kontak.
8
c) Condensor Electric Fan
Kebanyakan kendaraan dengan AC membutuhkan kipas listrik untuk
membantu aliran udara, baik mendorong atau menarik udara melalui
kondensor, tergantung pada sisi mana kondensor kipas ditempatkan.
Kebanyakan kendaraan modern sekarang memiliki kisi-kisi depan yang
lebih kecil atau bukaan bumper bar. Hal ini menyebabkan kondisi aliran
udara yang buruk terutama pada siaga bila A / C kinerja dibatasi oleh
jumlah aliran udara di atas kondensor.
3. Berdasarkan Klasifikasi Umum
a) Surface Condensor
Prinsip kerja surface Condensor Steam masuk ke dalam shell kondensor
melalui steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam
kemudian bersinggungan dengan tube kondensor yang bertemperatur
rendah sehingga temperatur steam turun dan terkondensasi, menghasilkan
kondensat yang terkumpul pada hotwell.
Temperatur rendah pada tube dijaga dengan cara mensirkulasikan air
yang menyerap kalor dari steam pada proses kondensasi. Kalor yang
dimaksud disini disebut kalor laten penguapan dan terkadang disebut juga
kalor kondensasi (heat of condensation) dalam lingkup bahasan
kondensor. Kondensat yang terkumpul di hotwell kemudian dipindahkan
dari kondensor dengan menggunakan pompa kondensat ke exhaust
kondensat. Ketika meninggalkan kondensor, hampir keseluruhan steam
9
telah terkondensasi kecuali bagian yang jenuh dari udara yang ada di
dalam sistem. Udara yang ada di dalam sistem secara umum timbul akibat
adanya kebocoran pada perpipaan, shaft seal, katup-katup, dan
sebagainya.
Udara ini masuk ke dalam kondensor bersama dengan steam. Udara
dijenuhkan oleh uap air, kemudian melewati air cooling section dimana
campuran antara uap dan udara didinginkan untuk selanjutnya dibuang
dari kondensor dengan menggunakan air ejectors yang berfungsi untuk
mempertahankan vacuum di kondensor. Untuk menghilangkan udara
yang terlarut dalm kondensat akibat adanya udara di kondensor,
dilakukan de-aeration. De-aeration dilakukan di kondensor dengan
memanaskan kondensat dengan steam agar udara yang terlalut pada
kondensat akan menguap. Udara kemudian ditarik ke air cooling section
dengan memanfaatkan tekanan rendah yang terjadi pada air cooling
section. Air ejector kemudian akan memindahkan udara dari sistem.
Surface Condensor dibedakan menjadi dua jenis lagi, yaitu :
Horizontal CondensorAir pendingin masuk kondensor melalui bagian bawah, kemudian
masuk ke dalam pipa-pipa pendingin dan keluar pada bagian atas
Sedangkan arus panas masuk lewat bagian tengah kondenser dan
keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
10
Kelebihan Kondenser horizontal adalah :
1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehingga relaif
berukuran kecil dan ringan
2. Pipa pendingin dapat dibuat dengan mudah
3. Bentuk sederhana dan mudah pemasangannya
4. Pipa pendingin mudah dibersihkan
Vertical CondensorAir pendingin masuk konddensor melalui bagian bawah, kemudian
masuk ke dalam pipa-pipa pendingin dan keluar pada bagian atas
Sedangkan arus panas masuk lewat bagian atas kondenser dan keluar
sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
Keterangan :
1. Esterification reactor
2. Vertical frational column
3. Vertical Condensor
4. Horizontal Condensor
5. Storage device
11
Kelebihan Kondenser vertical adalah :
a. Harganya murah karena mudah pembuatannya.
b. Kompak karena posisinya yang vertikal dan mudah pemasangan
c. Bisa dikatakan tidak mungkin mengganti pipa pendingin,
pembersihan harus dilakukan dengan menggunakan deterjen
b) Direct-contact CondensorDirect-contact Condensor mengkondensasikan steam dengan
mencampurnya langsung dengan air pendingin.
Direct-contact atau open Condensor digunakan pada beberapa kasus
khusus, seperti :
1. Geothermal powerplant
2. Pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air
laut (OTEC)
Direct-contact Condensor dibagi menjadi dua jenis lagi, yaitu :
Spray Condensor
Pada spray Condensor, pencampuran steam dengan air pendingin
dilakukan dengan jalan menyemprotkan air ke steam. Sehingga steam
yang keluar dari exhaust turbin pada bagian bawah bercampur dengan
air pendingin pada bagian tengah menghasilkan kondensat yang
mendekati fase saturated.Kemudian dipompakan kembali ke cooling
Tower . Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai
feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-)
cooling tower . Air yang didinginkan pada Cooling tower
disemprotkan ke exhaust turbin dan proses berulang.
Barometric dan Jet Condensor
Ini merupakan jenis awal dari kondenser. Jenis ini beroperasi dengan
prinsip yang sama dengan spray Condensor kecuali tidak
dibutuhkannya pompa pada jenis ini. Vacuum dalam kondensor
diperoleh dengan menggunakan prinsip head statis seperti pada
12
barometric Condensor, atau menggunakan diffuser seperti pada jet
Condensor.
13
2.3 Contoh Jenis Kondensor
1. Sebuah kondensor permukaan adalah contoh dari suatu sistem pertukaran
panas. Ini adalah shell dan penukar panas tabung dipasang di outlet
setiap turbin uap di pembangkit listrik termal . Biasanya, air
pendingin mengalir melalui sisi tabung dan uap memasuki sisi shell di
mana kondensasi terjadi pada bagian luar tabung transfer panas. Menetes
kondensat bawah dan mengumpulkan di bagian bawah, sering dalam built-
in pan disebut Hotwell a. Sisi shell sering beroperasi pada vakum atau
sebagian vakum, sering diproduksi oleh udara
terpasang ejector . Sebaliknya, uap dapat diberi makan melalui tabung
dengan air pendingin atau udara mengalir di sekitar luar.
2. Dalam kimia , kondensor adalah aparat yang mendinginkan panas uap ,
menyebabkan mereka mengembun menjadi cair . Lihat " Kondensor
(laboratorium) "untuk laboratorium kondensor skala, sebagai lawan
kondensor skala industri. Contohnya termasuk kondensor Liebig , Graham
kondensor , dan Allihn kondensor . Hal ini tidak menjadi bingung
dengan reaksi kondensasi yang menghubungkan dua fragmen menjadi
molekul tunggal dengan tambahan reaksi dan reaksi eliminasi.
a. Di laboratorium distilasi , refluks , dan rotary evaporator ,
beberapa jenis kondensor yang umum digunakan. The Liebig
kondensor hanyalah sebuah tabung lurus dalam jaket air
pendingin, dan merupakan bentuk yang paling sederhana (dan
relatif paling mahal) dari kondensor. The Graham kondensor
adalah tabung spiral dalam jaket air, dan kondensor Allihn
memiliki serangkaian konstriksi besar dan kecil pada tabung
dalam, masing-masing meningkatkan luas permukaan yang di
atasnya konstituen uap dapat mengembun. Menjadi bentuk yang
lebih kompleks untuk memproduksi, jenis yang terakhir juga lebih
mahal untuk membeli. Ketiga jenis kondensor adalah gelas
14
laboratorium item karena mereka biasanya terbuat dari
kaca. Kondensor tersedia secara komersial biasanya dilengkapi
dengan ground glass sendi dan datang dalam panjang standar 100,
200, dan 400 mm. Kondensor berpendingin udara yang unjacketed,
sedangkan kondensor berpendingin air mengandung jaket untuk
air.
3. Kondensor yang lebih besar juga digunakan dalam proses distilasi skala
industri untuk mendinginkan suling uap menjadi distilat cair. Umumnya,
pendingin mengalir melalui sisi tabung dan uap suling melalui sisi shell
dengan distilat mengumpulkan di atau mengalir keluar bagian bawah.
4. Sebuah unit kondensor digunakan dalam AC sentral sistem biasanya
memiliki bagian penukar panas untuk mendinginkan dan memadatkan
masuk refrigeran uap menjadi cair, kompresoruntuk menaikkan tekanan
refrigerant dan bergerak bersama, dan penggemar untuk meniup udara luar
melalui panas Bagian penukar untuk mendinginkan refrigeran
dalam. Sebuah konfigurasi khas suatu unit kondensor adalah sebagai
berikut: Bagian penukar panas membungkus di sekitar sisi unit dengan
bagian dalam kompresor. Dalam bagian ini penukar panas, pendingin
melewati melewati beberapa tabung, yang dikelilingi oleh perpindahan
panas melalui sirip pendingin udara yang dapat bergerak dari luar ke
dalam unit. Ada bermotor penggemar dalam unit kondensor di dekat
bagian atas, yang ditutupi oleh beberapa kisi untuk menjaga benda sengaja
jatuh dalam pada kipas angin. Kipas ini digunakan untuk meniup udara
pendingin luar melalui bagian pertukaran panas di sisi dan keluar atas
melalui kisi-kisi. Unit-unit kondensor yang terletak di luar bangunan
mereka mencoba untuk mendinginkan, dengan pipa antara unit dan
bangunan, satu untuk uap refrigeran masuk dan satu lagi untuk refrigeran
cair meninggalkan unit. Tentu saja, sebuah listrik pasokan diperlukan
untuk kompresor dan kipas di dalam unit.
15
5. Kondensor kontak langsung
i. Dalam jenis kondensor, uap dituangkan ke dalam cairan
secara langsung. Uap kehilangan panas laten penguapan,
maka, uap mentransfer panas ke dalam cairan dan cairan
menjadi panas. Dalam hal ini jenis kondensasi, uap dan cair
adalah dari jenis yang sama substansi. Dalam jenis lain dari
kondensor kontak langsung, air dingin disemprotkan ke
dalam uap yang akan diringkas.
16
BAB III
KESIMPULAN
Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang
berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja.
Ada beberapa klasifikasi kondensor, antara lain :
1. Menurut Jenis Cooling Medium
Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condensor)
Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condensor)
Kondensor Berpendingin Campuran Udara dan Air (Evaporating Condensor)
2. Berdasarkan Jenis Desain
Berbelit – belit
Arus parallel
Condenser electric fan
3. Berdasarkan Klasifikasi Umum
Surface condenser
Horizontal condenser
Vertical condenser
Direct-contact condenser
Spray Condenser
Barometric dan Jet Condenser
17
DAFTAR PUSTAKA
Tugas Akhir “Pengaruh Bilangan Reynolds Terhadap Karakteristik Kondensor
Vertikal Tunggal Tipe Concentric Tube Counter Current Dengan Penambahan
Lilitan Kawat Spiral”
http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/.pdf
18
top related