Pengertian Alat penukar kalor atau Heat Exchanger

Alat penukar kalor atau Heat Exchanger adalah alat yang digunakan untuk menukar atau mengubah temperatur fluida atau mengubah phasa fluida dengan cara mempertukarkan kalornya dengan fluida lain. Arti dari mempertukarkan disini adalah memberikan atau mengambil kalor. Pemahaman teknologi Heat Exchanger membutuhkan pengetahuan dalam bidang Termodinamika, Mekanika Fluida, Heat Tranfer, Ilmu Material dan Ilmu Proses Produksi.

Heat Exchanger umumnya merupakan peralatan dimana dua jenis fluida yang temperaturnya dialirkan kedalamnya dan saling bertukar kalor melaui bidang-bidang perpindahan panas atau dengan cara kontak langsung (bercampur). Bedang perpindahan panas ini umumnaya berupa dinding pipa-pipa atau sirip-sirip yang dipasangkan pada pipa(fin).

Kalor dapat dipindahkan diantara kedua fluida tersebut, besarnya sangat tergantung pada kecepatan aliran fluida, arah alirannya, sifat-sifat fluida, kondisi permukaan dan luas bidang perpindahan panas serta beda temperatur diantara kedua fluida. Fluida yang mengalir didalam Heat Exchanger kadang-kadang mengandung zat-zat yang mengendap atau menggerak pada permukaan pipa atau bereaksi dan menyebabkan korosi atau kerusakan lainnya, sehingga herformansi Heat Exchanger dapat menjadi turun. Dengan demikian untuk menunjang program maintenance peralatan ini, sebaiknya pengetahuan dasar perlu dikuasai agar dapat diperoleh keuntungan yang optimal.

Didalam dunia industri proses kimia perpindahan energi atau panas adalah hal yang banyak dilakukan. Sebagaimana diketahui bahwa panas dapat berlangsung lewat tiga cara, dimana mekanisme perpindahan panas itu sendiri berlainan adanya. Adapun perpindahan panas itu dilaksanakan dengan: 

Secara molekuler, yang disebut dengan konduksi. Secara molekuler dimana dalam mekanisme ini digerakkan oleh suatu molekul yang berada pada tingkat energi (temperatur) yang lebih tinggi dan memberikan energi ke molekul-molekul didekatnya yang berada pada tingkat energi yang lebih rendah. 

Secara aliran, yang disebut perpindahan konveksi. Transfer panas yang disebabkan secara konveksi melibatkan pertukaran energi antara suatu permukaaandengan fluida didekatnya. 

Secara Gelombang Elektromagnet, yang disebut dengan radiasi. Dimana transfer panas antar permukaan berbeda dengan konduksi dan konveksi karena transfer panas radian tidak membutuhkan medium propogasi dan transfer panas dipisahkan oleh suatu vakum sempurna. 

Khususnya perpindahan panas yang kita bicarakan dalam kasus Alat Penukar Kalor disini menyangkut butir 1 dan 2 yaitu secara konduksi dan konversi.

APK merupakan suatu peralatan dimana terjadinya perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi kepada fluida lain yang temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas tersebut dapat dilakukan secara langsung atau tidak. Maksudnya adalah :

• APK yang langsung, ialah dimana fluida yang panas akan bercampur langsung dengan fluida yang dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan tertentu.
• APK yang tidak langasung, ialah dimana fluida panas tidak berhubungan langsung (indirect contact) dengan fluida dingin, jadi perpindahan panasnya itu mempunyai media perantara seperti pipa, pelat atau peralatan jenis lainnya.

Jenis-Jenis Alat Penukar Kalor

Dalm standard mekanika TEMA (Tubular Exchanger Manufacture Association), terdapat (2) dua macam kelas Heat Exchanger, yaitu : 

kelas R, yaitu peralatan yang bekerja dengan kondisi yang berat, misalnya untuk industri minyak dan industri kimia berat. 

Kelas C, yaitu yang dibuat untuk “General Purpose” dengan didasarkan pada segi ekonomis dan ukuran kecil, degunakan untuk proses-proses umum diindustri. 

Jenis-jenis Heat Exchanger yang terdapat didalam industri perminyakan dapat dibedakan atas : 

Jenis Shell and Tube 

Jenis ini merupakan yang paling banyak digunakan dalam industri perminyakan. Alat ini terdiri dari sebuah shell (tabung/silinder) dimana didalamnya terdapat satu bendle (berkas) pipa dengan diameter yang relative kecil.

Pada jenis ini tiap pipa mempunyai shell sendiri. Untuk menhindari tempat yang terlalu panjang, Heat Exchanger ini dibentuk menjadi U. Pada beberapa keperluan khusus, bagian pipa luar diberi sirip. 

Koil Pipa 

Heat Exchanger ini mempunyai pipa berbentuk koil yang dibenamkan disebuah “box” berisi air dingin yang mengalir atau air yang desemprotkan untuk mendinginkan fluida panas yagn mengalir didalam pipa. 

Pipa Terbuka (Opentube Section) 

Pada Heat Exchanger ini pipa-pipa tidak ditempatkan lagi didalam shell, tetapi dibiarkan di udara. Pendinginan dilakukan dengan mengalirkan air atau udara pada bagian luar pipa.