LABORATORIUM TEKNIK PERAWATAN

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL : Pelayanan Perawatan Menara Pendingin

(Cooling Tower)

PEMBIMBING : Saripudin ST, MT.

Oleh :

Kelompok : 10 (Sepuluh)

Nama : Dila Adila (131411059)

Rima Agustin Merdekawati (131411061)

Ulfa Nurul Azizah (131411063)

Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

Praktikum : 2 April 2015

Penyerahan : 13 April 2015

(Laporan)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada unit pendinginan berkapasitas besar, biasanya menggunakan kondensor dengan

pendingin air. Hal ini disebabkan karena faktor ekonomis. Untuk itu diperlukan alat bantu

sirkulasi air yang disebut dengan menara pendingin (cooling tower). Alat ini berfungsi untuk

mendinginkan air panas yang berasal dari kondensor dan mensirkulasikannya kembali ke

menara pendingin. Menara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk

menurunkan suhu aliran air dengan cara menyerap panas dari air dan mengemisikannya ke

atmosfir. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran

udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa

didingnkan secara signifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari

peralatan-peralatan perpindahan panas yang lain yang hanya menggunakan udara untuk

membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif

dan efisien.

1.2 Tujuan

Mengerti cara kerja dari sistem menara pendingin (cooling tower)

Mengerti cara kerja masing-masing komponen menara pendingin

Melakukan perawatan dan perbaikan ringan

Mengetahui kondisi/kinerja cooling tower dengan mengukur variabel-variabel operasi

untuk mengetahui penyimpangan dari kondisi normal

Mampu memberikan solusi perawatan dan perbaikan

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Kerja Menara Pendingin

Pada sistem refrigerasi berkapasitas sedang dan besar biasanya menggunakan air sebagai media

pendingin Kondenser. Hal ini dikarenakan air memiliki kemampuan memindahkan kalor yang

lebih baik daripada udara, sehingga dengan menggunakan air sebagai pendinginnya ukuran

Kondenser dengan kapasitas yang sama bisa menjadi lebih kecil dibandingkan dengan yang

berpendingin udara.

Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran

udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa

didinginkan secarasignifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari

peralatan-peralatan yanghanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator

dalam mobil, dan olehkarena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya.

2.2 Komponen menara pendingin

Komponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air

dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan.

1. Rangka dan wadah

Gambar 2.1 Menara Pendingin

Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar

(wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil,

seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka.

2. Bahan Pengisi

Hampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastic atau kayu) untuk

memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. Terdapat dua

jenis bahan pengisi:

- Bahan pengisi berbentuk percikan/Splash 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. Bahan pengisi percikan dari plastic

memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari

kayu.

- Bahan 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. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan

memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang lebih kecil daripada bahan

pengisi jenis splash.

3. Kolam air dingin

Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin

yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. Kolam biasanya memiliki sebuah

lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin. Dalam beberapa desain, kolam

air dingin berada dibagian bawah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran

yang berlawanan arah pada forced draft, air di bagian bawah bahan pengisi disalurkan ke

bak yang berbentuk lingkaran yang berfungsi sebagai kolam air dingin. Sudu-sudu fan

dipasang dibawah bahan pengisi untuk meniup udara naik melalui menara. Dengan

desain ini, menara dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan

dan motornya.

4. Drift eliminators

Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya tidak hilang ke

atmosfir.

5. Saluran udara masuk

Ini merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk bisa berada pada

seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian bawah menara (desain

aliran berlawanan arah).

6. 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. Beberapa desain menara aliran berlawanan arah tidak memerlukan louver.

7. Nosel

Alat 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. Nosel 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.

8. Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam menara

Umumnya fan dengan baling-baling/propeller digunakan pada menara induced draft dan baik

fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam menara forced draft. Tergantung

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. Baling-baling

yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon

perubahan kondisi beban.

2.3 Material untuk Menara

Pada mulanya menara pendingin dibuat terutama dari kayu, termasuk rangka, wadah, louvers,

bahan pengisi dan kolam air dingin. Kadangkala kolam air dingin terbuat dari beton. Saat ini,

telah digunakan berbagai macam bahan untuk membangun menara pendingin. Bahan-bahan

dipilih untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, mengurangi perawatan, dan turut

mendukung kehandalan dan umur layanan yang panjang. Baja yang sudah digalvanis, berbagai

kelas stainless steel, fiber glass, dan beton sangat banyak digunakan dalam pembuatan menara,

juga alumunium dan plastik untuk beberapa komponen.

1. Rangka dan wadah. Menara yang terbuat dari kayu masih tersedia, namun beberapa

komponen dibuat dari bahan yang berbeda, seperti wadah casing fiber glass disekitar rangka

kayu, saluran masuk udara louvers dari fiber glass, bahan pengisi dari plastik dan kolam air

dingin dari baja. Banyak menara (wadah dan kolam) nya terbuat dari baja yang digalvanis

atau, pada atmosfir yang korosif, menara dan/atau dasarnya dibuat dari stainless steel.

Menara yang lebih besar kadangkala terbuat dari beton. Fiber glass juga banyak digunakan

untuk wadah dan kolam menara pendingin, sebab dapat memperpanjang umur menara

pendingin dan memberi perlindungan terhadap bahan kimia yang berbahaya.

2. Bahan pengisi. Plastik sangat banyak digunakan sebagai bahan pengisi, termasuk PVC,

polypropylene, dan polimer lainnya. Jika kondisi air memerlukan penggunaan splash fill,

splash fill kayu yang sudah diberi perlakuan juga banyak digunakan. Disebabkan efisiensi

perpindahan panasnya lebih besar, bahan pengisi film dipilih untuk penggunaan yang

sirkulasi airnya bebas dari sampah yang dapat menghalangi lintasan bahan pengisi.

3. Nosel. Plastik juga digunakan luas untuk nosel. Banyak nosel terbuat dari PVC, ABS,

polipropilen, dan nylon yang diisi kaca.

4. Fan. Bahan yang biasa digunakan untuk fan adalah alumunium, fiber glass dan baja yang

digalvanis celup panas. Baling-baling fan terbuat dari baja galvanis, alumunium, plastik yang

diperkuat oleh fiber glass cetak.

2.4 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan Cooling Tower

Jangkauan dingin (rentang dingin) : suhu air panas sampai suhu air dingin

Mendekatnya titik didih dan titik beku

Jumlah air yang didinginkan

Kecepatan udara yang melalui sel

Tinggi tower.

Udara Panas Keluar

Udara Pendingin masuk

Sistem Perpipaan

Make up water

Aliran air panas

Aliran air dingin ke penampungan

Sistem Perpipaan

BAB 3

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 ALAT DAN BAHAN

1. Bahan kimia untuk treatment2. Amplas/Sikat3. Kunci Pipa4. Kunci Pas

5. Beaker Glas/Plastik6. Termometer7. Stop Watch

3.2 PROSEDUR PERCOBAAN

3.2.1 Pemeriksaan Air Pendingin

3.2.2 Pembersihan saluran pipa air pendingin dengan chemical treatment

Mengukur suhu air pendingin masuk dingin masuk dan keluar

Mengukur laju alir air pendingin

Membuat larutan kimia dengan konsentrasi yang sudah ditentukan

Memasukan ke kolam air pendingin

Mensirkulasikan air pendingin sampai kekeruhanya tetap

3.2.3 Pembersihan Kolam Air

3.2.3 Pemeriksaan Komponen dalam Menara Pendingin : Saluran Udara, Nozel , Fan

Mengkosongkan air pendingin didalam kolam air

Membersihkan kotoran dalam kolam air dengan amplas/sikat

Membilas kolam dengan air bersih dan mengosongkan kembali

Memeriksa saluran udara,nozel dan fan , apakah normal sesuai spesifikasinya

Jika tidak, bersihkan dan perbaiki

BAB 4

DATA PENGAMATAN

4.1 Bagian-bagian dari Cooling Tower

Tabel 4.1 Bagian dari Cooling Tower

No Gambar Nama Alat1. Cooling Tower

Berfungsi sebagai menara pendingin.

2. Motor penggerak fanBerfungsi untuk menggerakan kipas.

3. Fan (Kipas angin)Berfungsi untuk mengambil udara panas yang berasal dari air yang didinginkan.

4. A. Nozzle Berfungsi menyemprotkan air untuk membasahi pahan pengisi. Distribusi air yang seragam pada puncak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan pembasahan yang benar dari seluruh permukaan bahan pengisi.

B. Bahan PengisiBerfungsi untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. Bahan pengisi ini berbentuk film: terdiri dari permukaan plastik tipis dengan jarak yang berdekatan.

5. Kolam air dinginKolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. Kolam biasanya memiliki lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin.

A

B

6. Pipa-pipa yang menyambungkan menara pendingin ke tangki penampung, dan dari alat yang menghasilkan air yang akan didinginkan.

7. Tangki penampung air dinginBerfungsi untuk menampung air dingin, hingga air tersebut dapat dialirkan ke bagian yang lain.

4.2 Bagian Cooling Tower yang harus dirawat

Tabel 4.2 Bagian dari Cooling Tower yang harus dirawat

No Gambar Keterangan1. Sebelum dibersihkan.

2. Setelah dibersihkan.

3. Kerak yang menempel pada casing dalam.

4. Kerak dan lumut yang terdapat pada kolam air dingin.

BAB 5

PEMBAHASAN

Cooling tower atau menara pendingin merupakan peralatan yang digunakan untuk

menurunkan suhu aliran air dengan cara menyerap panas dari air dan mengemulsikannya ke

atmosfir. Prinsip kerja cooling tower adalah air dari bak dipompa menuju heater untuk

dipanaskan dan dialirkan ke menara pendingin. Air panas yang keluar tersebut melakukan kontak

dengan udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower yang

terpasang pada bagian atas menara pendingin, lalu mengalir jatuh ke bahan pengisi.

Komponen cooling tower meliputi :

1. Rangka dan wadah.

Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar

(wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil,

seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka.

2. Bahan Pengisi.

Hampir seluruh Cooling tower menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastic atau

kayu) untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan

air. Terdapat dua jenis bahan pengisi:

o Bahan pengisi berbentuk percikan/Splash 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. Bahan pengisi percikan

dari plastic memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan

pengisi percikan dari kayu.

o Bahan 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. Jenis bahan pengisi

film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang

lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.

3. Kolam air dingin.

Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah Cooling tower, dan menerima air

dingin yang mengalir turun melalui Cooling tower dan bahan pengisi. Kolam biasanya

memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin.

4. Drift eliminators.

Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya tidak hilang

ke atmosfir.

5. Saluran udara masuk.

Ini merupakan titik masuk bagi udara menuju Cooling tower. Saluran masuk bisa berada

pada seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian bawah menara

(desain aliran berlawanan arah).

6. Louvers.

Pada umumnya, Cooling tower dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers.

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

air dalam Cooling tower. Beberapa desain Cooling tower aliran berlawanan arah tidak

memerlukan louver.

7. Nosel.

Alat 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. Nosel dapat dipasang dan menyemprot dengan

pola bundar atau segi empat, atau dapat menjadi bagian dari rakitan yang berputar seperti

pada Cooling tower dengan beberapa potongan lintang yang memutar.

8. Fan.

Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam Cooling

tower. Umumnya fan dengan baling-baling/propeller digunakan pada Cooling tower

induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam menara

forced draft. Tergantung 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. Baling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat

beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.

Perawatan pada Cooling Tower

Perawatan cooling tower yang dilakukan pada praktikum meliputi pemeriksaan casing, kolam air

dan bahan pengisi. Pada saat pemeriksaan, ditemukan kerak pada ketiga komponen tersebut.

Maka dari itu dilakukan pembersihan kerak dengan cara mengelapnya dan membilasnya dengan

air hingga kerak-kerak yang menempel menghilang. Kemudian pada casing alat juga dilakukan

pembersihan dari lumut-lumut yang menempel.

BAB 6

KESIMPULAN

Prinsip kerja menara pendingin adalah menurunkan suhu air pendingin dengan cara kontak air dengan udara dengan cara dehumdifikasi.

Menara pendingin di Jurusan Teknik Kimia POLBAN digunakan untuk mendinginkan air yang berasal dari proses distilasi.

Menara pendingin terdiri dari rangka/wadah, kolam penampung, fan, motor fan dan pipa-pipa/saluran penyambung ke tiap unit.

BAB 8

REFERENSI

Jobsheet Perawatan dan Perbaikan. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.

Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. Butterworth Publisher

Australian Institute of Refrigeration, Airconditioning and Heating. No date. www.airah.org.au. [Diunduh pada 12 April 2015 pukul 8.56 PM]

Chemical and Proses Engineering Resources. No date. www.cheresources.com.[Diunduh pada 12 April 2015 pukul 8.59 PM]

Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. No date. www.eere.energy.gov. [Diunduh pada 12 April 2015 pukul 9.01 PM]

Langkah Petualang. 2009. Cooling Tower. http://langkahpetualang.wordpress.com/2009/09/07/cooling-tower/. [Diunduh pada 12 April 2015 pukul 9.04 PM]

Ramdhan, Muhammad. 2000. Cooling Tower di Industri. http://7sinners.blogspot.com/2010_05_01_archive.html. [Diunduh pada 12 April 2015 pukul 9.06 PM]