TUGAS AKHIR SATOP
description
Transcript of TUGAS AKHIR SATOP
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman ini, kondensor banyak digunakan sebagai sistem pendingin contohnya pada
sistem pendingin yang ada di kehidupan sehari-hari yaitu pada sistem pendingin ruangan
dan mobil. Kondensor juga dapat digunakan dalam industri contohnya pada sistem
pendingin yang digunakan oleh pabrik-pabrik. Karena kegunaannya yang banyak maka
dalam kesempatan kali ini saya akan membahas tentang kondensor, mulai dari definisi
hingga prinsip kerja dan aplikasi agar menambah pengetahuan kepada para pembaca
makalah ini.
1.2 Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk mencapai beberapa tujuan, diantaranya :
1. Mengetahui definisi kondensor
2. Memahami prinsip kerja dari kondensor
3. Mengetahui kapasitas kondensor
4. Mengetahui komponen utama dari kondensor
5. Mengetahui jenis-jenis kondensor
6. Memahami perhitungan dari kondensor
7. Mengetahui aplikasi kondensor
1.3 Manfaat Penulisan
Saya berharap dari penulisan makalah ini dapat membantu kita semua mengenal dan memahami
kondensor, serta dapat mengaplikasikannya.
1.4 Metodologi Penulisan
Saya menggunakan metode internet untuk mendapatkan data dan informasi yang diperlukan.
Adapun teknik yang dipergunakan dalam makalah ini adalah membaca artikel yang ada di
internet dan literatur yang berhubungan dengan makalah ini.
1.5 Sistematika Penulisan
Makalah ini terdiri dari tiga bab, yakni bab I berupa pendahuluan, bab II merupakan bagian
pembahasan, bab III berupa penutup. Bab pendahuluan berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan
dan manfaat penulisan, metodelogi penulisan dan sistematika penulisan. Bab kedua berisi pokok-
pokok bahasan yang terdiri dari definisi, prinsip kerja, kapasitas, komponen utama, jenis-
jenis, perhitungan, aplikasi dari kondensor. Bab ketiga berisi tentang kesimpulan dan saran.
1
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi kondensor
Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang berfungsi untuk
melepaskan kalor kelingkungan. Kondensor juga merupakan alat untuk membuat
kondensasi bahan pendingin gas dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi.
Kondensor umumnya adalah sebuah pendingin atau penukar panas yang digunakan untuk
berbagai tujuan, memiliki rancangan yang bervariasi, dan banyak ukurannya dari yang
dapat di genggam sampai yang sangat besar. Untuk penempatannya sendiri, kondensor
ditempatkan diluar ruangan yang sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya
keluar. 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.
Gambar 2.1.a Kondensor
Didalam sistem kompresi uap (vapor compression) kondensor adalah suatu komponen
yang berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari uap bertekanan tinggi menjadi cairan
bertekanan tinggi atau dengan kata lain pada kondensor ini terjadi proses kondensasi.
Refrigerant yang telah berubah menjadi cair tersebut kemudian dialirkan ke evaporator
melalui pompa.
2
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Gambar 2.1.b Kondensor pada sistem kompresi uap
Pengertian Kondensasi
Kondensasi berasal dari bahasa latin yaitu condensare yang berarti membuat tertutup.
Kondensasi merupakan perubahan wujud zat dari gas atau uap menjadi zat cair.
Kondensasi terjadi pada pemampatan atau pendinginan jika tercapai tekanan maksimum
dan suhu di bawah suhu kritis. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan,
tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (yaitu tekanan ditingkatkan) menjadi
cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Contoh bentuk
kondensasi di lingkungan sekitar adalah uap air di udara yang terkondensasi secara alami
pada permukaan yang dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada
suatu permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya atau uap air
telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan jenuh.Titik embun udara
adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai terjadi kondensasi di udara. Molekul air
mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya temperatur air akan sedikit turun. Di
atmosfer, kondensasi uap airlah yang menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air
dalam jumlah banyak akan menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke
bumi menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air. Pengendapan atau sublimasi juga
merupakan salah satu bentuk kondensasi. Pengendapan adalah pembentukan langsung es
dari uap air, contohnya salju. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut kondensat.
Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut
kondensor.
2.2 Prinsip Kerja Kondensor
Uap panas yang masuk ke kondensor dengan temperatur yang tinggi dan bertekanan yang
merupakan hasil proses dari turbin. Kemudian uap panas masuk ke dalam Suction Pipe
dan kemudian mengalir dalam tube. Dalam tube, uap panas didinginkan dengan media
pendingin air yang dialirkan melewati sisi luar tube, kemudian keluar melalui Discharge
Pipe dengan temperatur yang sudah turun. Prinsip kondensasi di kondensor adalah
3
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
menjaga tekanan uap Superheat Refrigerant yang masuk ke kondensor pada tekanan
tertentu kemudian suhu Refrigerantnya diturunkan dengan membuang sebagian kalornya
ke medium pendingin yang digunakan di kondensor. Sebagai medium pendingin
digunakan udara dan air atau gabungan keduanya. Dalam perancangan ini akan digunakan
air sebagai media pendingin. Pada proses pendinginan (cooling) cairan refrigerant yang
menguap didalam pipa-pipa Cooling Coil (evaporator) telah menyerap panas
sehingga berubah wujudnya menjadi gas dingin dengan kondisi superheat pada saat
meninggalkan Cooling Coil. Panas yang telah diserap oleh refrigerant ini harus dibuang
atau dipindahkan ke suatu medium lain sebelum ia dapat kembali diubah wujudnya
menjadi cair untuk dapat mengulang siklusnya kembali.
Proses perpindahan kalor di Kondenser terjadi dalam 3 tahapan, yaitu:
1. Penurunan nilai superheat (desuperheating) sampai mencapai temperatur kondensasi.
Pada proses ini terjadi perpindahan kalor sensible .
2. Perubahan wujud dari refrigerant berbentuk gas menjadi cair. Pada proses ini terjadi
perpindahan kalor latent.
3. Pelepasan kalor dari refrigerant cair (sub-cooling) ke media pendingin. Pada proses ini
terjadi perpindahan kalor sensible.
2.3 Kapasitas Kondensor
Kapasitas Kondensor adalah kemampuan kondensor untuk melepaskan kalor dari
refrigerant (sistem) ke media pendingin.
Ada 4 hal yang mempengaruhi kapasitas Kondensor yaitu:
1. Material (bahan pembuat Kondensor)
Setiap material memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk memindahkan kalor.
Material yang paling umum digunakan sebagai bahan pembuat Kondensor adalah
tembaga, aluminium, dan besi. Tembaga merupakan bahan yang paling populer
digunakan karena sifatnya yang sangat baik untuk menghantarkan kalor dan mudah
dibentuk menjadi pipa ataupun koil, dan juga sifatnya yang lebih tahan korosi.
Ukuran Kondensor sebenarnya dapat diperkecil dengan cara memilih material yang
memiliki kemampuan menghantarkan kalor yang lebih baik dan juga perancangan
(design) dari Kondensor itu sendiri. Meskipun demikian Kondensor juga harus
mampu untuk menampung volume dan mengkondensasikan seluruh refrigerant yang
keluar dari Kompressor. Kondenser yang volumenya terlalu kecil menyebabkan
berkurangnya kapasitas Kondenser dan akan menaikkan tekanan kondensasinya.
Catatan: Khusus untuk sistem refrigerasi yang menggunakan Ammonia (R717)
4
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
sebagai refrigerant maka tembaga tidak boleh dipakai sebagai material sistem karena
sifat dari Ammonia yang cenderung merusak/bereaksi dengan tembaga. Apabila
tembaga digunakan dalam sistem Ammonia maka bagian dalam dari tembaga
biasanya dilapisi perunggu untuk menghindari korosi.
2. Luas Area
Semakin besar luas area yang bersinggungan dengan media pendingin maka semakin
besar pula perpindahan kalornya. Untuk Kondenser berpendingin udara biasanya
dilengkapi dengan sirip-sirip sehingga luas areanya menjadi semakin besar,
sedangkan untuk Kondenser berpendingin air agar kapasitasnya bertambah besar
dilakukan penambahan laju aliran air yang masuk ke Kondenser. Catatan: Untuk
Kondenser berpendingin air, pengaturan laju aliran air harus diperhatikan jangan
sampai melebihi batas yang diijinkan karena dengan laju aliran yang berlebihan faktor
gesekan (friction) akan semakin besar.
3. Perbedaan Temperatur
Yang dimaksud disini adalah perbedaaan temperatur kondensasi dengan temperatur
media pendingin. Temperatur kondensasi harus lebih besar daripada temperatur media
pendinginnya
4. Kebersihan Kondenser
Partikel debu yang melekat pada Kondenser berpendingin udara ataupun jamur/kerak
yang melekat pada Kondenser berpendingin air bertindak sebagai insulator yang akan
mengurangi kapasitas perpindahan kalor. Hal ini juga akan menghambat laju aliran
udara/air pendingin.
2.4 Komponen Utama dari Kondensor
Kondensor pada umumnya memiliki beberapa komponen utama, dimana masing-masing
komponen memiliki fungsinya tersendiri. Adapun komponen-komponen utama dari
kondensor adalah sebagai berikut:
1. Suction Pipe dan Discharge Pipe (Pipa saluran masuk dan pipa saluran keluar).
a. Suction Pipe
Suction Pipe adalah pipa saluran masuk untuk masuknya media pendingin ke dalam
kondensor, yang mana media pendingin itu berupa fluida cair yang bertekanan yang
merupakan hasil dari pemampatan di kompresor.
b. Discharge Pipe
Discharge pipe adalah pipa saluran keluar Refrigerant dari kompresor melalui tube ke
tangki receiver.
5
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
2. Tube ( Pipa dalam Kondensor )
Tube adalah pipa aliran yang dilalui Refrigerant yang bertekanan dan panas yang
merupakan hasil dari turbin melalui suction pipe dan akan disalurkan ke discharge
pipe dan kemudian diterima oleh tangki receiver. Umumnya terdapat empat susunan
tube yaitu, Triangular (30o), Rotate square (60o), Square (90o), Rotate square (45o).
Gambar 2. 4.a Lay-Out pada Tube
Susunan triangular memberikan nilai perpindahan panas yang lebih baik bila
dibandingkan dengan susunan rotate square dan square karena dengan susunan
triangular dapat menghasilkan turbulensi yangtinggi, namun begitu tube yang disusun
secara triangular akan menghasilkan pressure drop (penurunan tekanan) yang lebih
tinggi dari pada susunan rotate square dan square. Apabila fluida yang digunakan
memiliki tingkat fouling yang tinggi dan memerlukan pembersihan secara mekanik
(mechanical cleaning) susunan tube secara riangular tidak digunakan, sebaiknya
digunakan susunan square, apabila jenis cleaning yang digunakan adalah chemical
cleaning, maka susunan tubesecara triangular dapat diperimbangkan kembali,
mengingat untuk chemical cleaning tidak memerlukan akses jalur ruang (acess lanes)
6
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
yang lebih seperti pada mechanical cleaning.
3. Buffle
Buffle merupakan jarak bagi antar tube.
Gambar 2.4.b Jenis–jenis buffle yang ada pada tube
4. Water Box
7
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Ruang air pendingin(refrigerant) pada sisi masuk dan keluar terbuat dari baja karbon
dan masing-masing mempunyai lobang lalu orang. Dengan menggunakan air yang
terpisah, maka pencucian setengah kondensor dapat diakukan pada beban rendah
8. Ruang kondensat (hotwell)
Ruang kondensat dilaskan pada sisi selongsong yang menampung semua kondensat
dan dilengkapi dengan gelas penduga dan lubang lalu orang.
9. Selongsong (shell)
Pipanya di roll pada pemegang pipa pada ujung-ujungnya.Untuk memungkinkan
pemuaian antara pipa air masuk dan selongsong, maka fleksibel diafragma dipasang
pada sisi masuk dan keluar dari selongsong. Diafragma ini berfungsi sebagai flange
yang menghubungkan selongsong, plat pemegang pipa dan water box. Expantion join
terbuat dari stainless steel yang terletak pada leher kondensor untuk memungkinkan
diferensial expantion.
2.5 Jenis-Jenis Kondensor
Berdasarkan jenis cooling mediumnya kondensor dibagi menjadi 3 jenis yaitu :
a. Air Cooled Condenser (menggunakan udara sebagai cooling mediumnya).
8
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Air Cooled Condensor mengkondensasikan pembuangan uap dari turbin uap dan
kembali kondensat (cairan yang sudahterkondensasi) ke boiler tanpa kehilangan air
.
Gambar 2.5.a Air Cooled Condensor
Kondenser berpendingin udara diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu:
1. Kondenser dengan pendingin udara alami (Natural Draught Condenser)
Perpindahan kalor dari Kondenser ke udara berlangsung secara alami (aliran udara
konveksi). Karena laju perpindahan kalornya yang rendah maka diperlukan
Kondenser dengan luas area yang besar. Kondensor jenis ini hanya digunakan
9
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
untuk sistem refrigerasi berkapasitas kecil, misalnya kulkas dan freezer untuk
aplikasi di rumah tangga (domestic refrigerator and small freezer).
2. Kondenser dengan pendingin udara paksa (Forced Air Cooled Condenser)
Perpindahan kalor dari Kondenser ke udara berlangsung dengan bantuan kipas
udara (fan). Laju perpindahan kalornya yang lebih besar dibandingkan dengan
Kondenser berpendingin udara alami menjadikan Kondenser jenis ini bisa
berukuran lebih kecil.
Keuntungan dan kerugian dari Kondensor berpendingin udara
Keuntungan: Tersedianya udara yang cukup sebagai media pendingin tanpa
memerlukan biaya tambahan.
Kerugian : Sistem refrigerasi beroperasi pada tekanan kerja yang lebih tinggi
jika dibandingkan dengan Kondenser berpendingin air, akibatnya Kompressor
akan memerlukan daya yang lebih besar sebagai kompensasi dari kenaikan
tekanan dan temperatur kerja.
b. Water Cooled Condenser (menggunakan air sebagai cooling mediumnya).
Pada sistem refrigerasi berkapasitas sedang dan besar biasanya menggunakan air
sebagai media pendingin Kondensor. Hal ini dikarenakan air memiliki kemampuan
memindahkan kalor yang lebih baik daripada udara, sehingga dengan menggunakan
air sebagai pendinginnya ukuran Kondensor dengan kapasitas yang sama bisa menjadi
lebih kecil dibandingkan dengan yang berpendingin udara.
Water Cooled Condenser yang paling banyak digunakan yaitu :
-Shell and Tube Condenser
Shell and Tube Condenser atau Kondensor tipe Tabung dan Pipa digunakan pada
kondensor berukuran kecil sampai besar biasa digunakan untuk air pendingin berupa
ammonia dan freon. Seperti terlihat pada gambar didalam kondensor. Tabung dan
Pipa terdapat banyak pipa pendingin, dimana air pendingin pengalir 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 membagialiran air
10
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
yang melewati pipa-pipa dan mengatur agar kecepatannya cukup tinggi, yaitu
1,5 – 2m/detik.
Gambar 2.5.b Shell and Tube Condenser
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 biasa
menggunakan pipa kuningan atau pipa cupro nikel. Ciri-ciri kondensor Tabung dan
Pipa adalah :
1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehinggaukurannya relatif lebih kecil
dan ringan.
2. Pipa dapat dibuat dengan mudah.
3. Bentuk yang sederhana dan mudah pemasangannya.
4. Pipa pendingin mudah dibersihkan.
-Shell and Coil Condenser
11
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
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 koildengan 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 tersebutmudah dibuat dan murah harganya. Pada
Kondensor tabung dan koil, aliran air mengalir didalam koil pipa pendingin. Disini,
endapan dan kerak yangterbentuk di dalam pipa harus dibersihkan menggunakan zat
kimia (detergent).
Gambar 2.5.c Shell and Coil Condenser
Adapun cirri-ciri Kondensor tabung dan koil sebagai berikut :
1. Harganya murah karena mudah dalam pembuatannya.
2. Kompak karena posisinya yang vertical dan mudah dalam pemasangannya.
12
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
3. Tidak perlu mengganti pipa pendingin, tetapi hanya perlu pembersihan dengan
menggunakan detergen
-Tube and Tubes Condenser
Kondensor jenis pipa ganda merupakan susunan dari dua pipa coaksial dimana
refrigerant mengalir melalui saluran yangterbentuk antara pipa dalam dan pipa luar
yang melintang dari atas ke bawah. Sedangkan air pendingin mengalir di dalam pipa
dalamarah 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.
Gambar 2.5.d Tube and Tubes Condenser
Kecepatan aliran di dalam pipa pendingin kira-kira antara1-2 m/detik. Sedangkan
perbedaan temperature air keluar dan masuk pipa pendingin (kenaikan temperature air
pendingin didalam kondensor) kira-kira mencapai suhu 10oC. Laju perpindahan
13
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
kalornya relative besar. Adapun cirri-ciri Kondensor jenis pipa ganda adalah sebagai
berikut:
1. Konstruksi sederhana dengan harga yang memadai.
2. Dapat mencapai kondisi yang super dingin karena arahaliran refrigerant dan air
pendingin yang berlawanan.
3. Penggunaan air pendingin relative kecil.
4. Sulit dalam membersihkan pipa, harus menggunakandetergen.
5. Pemeriksaan terhadap korosi dan kerusakan pipa tidak mungkin dilaksanakan.
Penggantian pipanya pun juga sulitdilakukan.
c. Evaporatif Condenser (menggunakan kombinasi udara dan air sebagai cooling
mediumnya).
Kombinasi dari kondensor berpendingin air dan kondensor berpendingin udara,
menggunakan prinsip penolakan panas oleh penguapan air menjadi aliran udara
menjadi kumparan kondensasi.
Gambar 2.5.e Evaporatif Condenser
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.
14
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Gambar 2.5.f Kondensor Berbelit-Belit
15
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
16
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Arus Pararel
Desain ini sangat mirip dengan radiator aliran silang. Alih-alih bepergian refrigeran
melalui satu bagian (seperti tipeserpentine) sekarang dapat melakukan perjalanan di
berbagai bagian. Ini akan memberi luas permukaan yang lebih besar untuk udara
ambien dingin untuk kontak.
17
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Gambar 2.5.g Kondensor Arus Pararel
b. Condenser 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 bukan 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.
Gambar 2.5.h Condenser Electric Fan
Berdasarkan Klasifikasi Umum
a. Surface Condenser
Prinsip kerja surface Condenser Steam masuk ke dalam shell kondensor melalui
steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam kemudian bersinggungan
18
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
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
telahterkondensasi 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 dikondensor. Untuk menghilangkan udara
yang terlarut dalam kondensat akibat adanya udara di kondensor, dilakukan
deaeration. 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 Condenser dibedakan menjadi dua jenis lagi, yaitu:
-Horizontal Condensor
Air pendingin masuk kondensor melalui bagian bawah,kemudian masuk ke dalam
pipa-pipa pendingin dankeluar pada bagian atas sedangkan arus panas masuk lewat
bagian tengah kondensor dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
Gambar 2.5.i Horizontal Condensor
19
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Kelebihan Kondensor horizontal adalah :
1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehingga relatif berukuran kecil dan
ringan
2. Pipa pendingin dapat dibuat dengan mudah
3. Bentuk sederhana dan mudah pemasangannya
4. Pipa pendingin mudah dibersihkan
-Vertical Condenser
Air pendingin masuk kondensor melalui bagian bawah, kemudian masuk ke dalam
pipa-pipa pendingin dan
keluar pada bagian atas. Sedangkan arus panas masuk lewat bagian atas kondensor
dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
Gambar 2.5.j Vertical Condenser
Keterangan :1. Esterification reactor
20
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
2. Vertical frational column
3. Vertical Condense
4. Horizontal Condenser
5. Storage device
Kelebihan Kondensor vertical adalah :
1. Harganya murah karena mudah pembuatannya.
2. Kompak karena posisinya yang vertikal dan mudah pemasangan
3. Bisa dikatakan tidak mungkin mengganti pipa pendingin, pembersihan harus
dilakukan dengan menggunakan deterjen.
b. Direct-Contact Condenser
-Direct-contact Condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya
langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open Condenser digunakan pada
beberapa kasus khusus, seperti : Geothermal power plant
, ada power plant yang
menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC) Direct-contact
-Condenser dibagi menjadi dua jenis lagi, yaitu :
a) Spray Condenser
Pada Spray Condenser, 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 di dalam dry-(closed)
21
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
cooling tower . Air yang didinginkan pada Cooling tower disemprotkan ke
exhaust turbin dan proses berulang.
b) Barometric dan Jet Condenser
Ini merupakan jenis awal dari kondensor. Jenis ini beroperasi dengan prinsip yang
sama dengan spray condenser kecuali tidak dibutuhkannya pompa pada jenis ini.
Vacuum dalam kondensor diperoleh dengan menggunakan prinsip headstatis
seperti pada barometric Condenser , atau menggunakan diffuser seperti pada jet
Condenser.
Gambar 2.5.k Jet Condenser
Berdasarkan aliran, kondensor dibagi menjadi dua, yaitu:
a. Single pass
aliran air pendingin hanya sekali melintas kondensor, maka disebut kondensor
lintasan tunggal (single pass)
22
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Gambar 2.5.l Kondensor lintasan tunggal
b. Double pass
air pendingin melintasi kondensor dua kali, maka disebut kondensor lintasan ganda
(double pass).
Gambar 2.5.m Kondensor lintasan ganda
2.6 Perhitungan pada kondensor
Pada kondensor, jumlah kalor untuk melakukan kondensasi uap adalah:
Qc mc ii io
23
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
selanjutnya persamaan konstitutif untuk pendinginan dan perubahan temperatur keluar-
masuk aliran pendingin melalui tube :
Q = m .c t t
P = p p oi
mc dan mp adalah laju aliran uap dan air pendingin, (ii –i o)=λ, kalor latent kondensasi, dan
cp : kalor spesifik pendingin, (to-ti) = beda temperatur keluar dan masuk pendingin.
Gambar 2.6 Profil temperatur Pada Kondensor
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:
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)
24
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
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 vertical
D = 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
sebesar0.000176 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:
2.7 Aplikasi Kondensor
a. Pada AC mobil atau AC ruangan
b. Pada kulkas
c. Pada PLTU
d. Pada sistem pendingin pabrik
e. Pada reactor
PWR (Pressurized Water Reactor) merupakan reaktor daya nuklir yang berpendingin
air ringan dan banyak beroperasi di dunia. Sistem pendingin pada PWR ini terdiri dari
tiga untai aliran pendingin yaitu untai primer, untai sekunder dan tersier. Pada untai
primer, energi kalor dari reaktor dialirkan ke pembangkit uap kemudian oleh untai
sekunder uap air dari pembangkit uap (steam generator) digunakan untuk
25
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
menggerakkan turbin. Uap keluaran dari turbin dikondensasikan oleh alat kondensor
menjadi air kondensat. Kondensor menggunakan air pendingin yang dialirkan pada
untai tersier.
Kondensor pada PWR merupakan komponen pendingin yang sangat penting yang
berfungsi untuk memaksimalkan efisiensi pada turbin uap, oleh karena itu tekanan dan
temperatur pada keluaran uap air diusahakan serendah mungkin sehingga diperoleh
beda tekanan optimum pada turbin. Untuk itu, uap air yang keluar dari turbin yang
telah bertekanan rendah perlu dilewatkan kondensor yang akan dikondensasikan
menjadi air kondensat.
Pada kondensor ini, terjadi pelepasan kalor secara kondensasi dan kalor sensibel. Pada
instalasi PWR umumnya menggunakan kondensor tipe permukaan (surface
condenser), tipe kondensor ini merupakan jenis shell-tube yang-mana air pendingin
disirkulasikan melalui tube.
Uap keluar (exhaust steam) dari turbin masuk ke sisi-shell kondensor yang bertekanan
rendah dikondensasikan dan dikonversikan menjadi air kondensat pada bagian luar
permukaan tube. Kondensor biasanya menggunakan sirkulasi air pendingin dari
menara pendingin (cooling tower) untuk melepaskan kalor ke atmosfir, atau once-
through water dari sungai, danau atau laut.
26
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
Gambar 2.7 Diagram Untai Aliran Pendingin Pada PWR
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa:
1. Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang berfungsi untuk
melepaskan kalor kelingkungan. Didalam sistemkompresi uap (vapor compression)
kondensor adalah suatu komponen yang berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari
uap bertekanan tinggi menjadi cairan bertekanan tinggi atau dengan kata lain pada
kondensor ini terjadi proses kondensasi.
2. Prinsip kerja kondensor adalah uap panas yang masuk ke kondensor dengan
temperatur yang tinggi dan bertekanan yang merupakan hasil proses dari turbin.
Kemudian uap panas masuk ke dalam Suction Pipe dan kemudian mengalir dalam
tube. Dalam tube, uap panas didinginkan dengan media pendingin air yang dialirkan
melewati sisi luar tube, kemudian keluar melalui Discharge Pipe dengan temperatur
yang sudah turun.
27
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
3. Kapasitas Kondensor adalah kemampuan kondensor untuk melepaskan kalor dari
refrigerant (sistem) ke media pendingin dan dipengaruhi oleh:
-Material (bahan pembuat Kondensor)
-Luas Area
-Perbedaan Temperatur
-Kebersihan Kondenser
4. Komponen Utama dari kondensor yaitu :
-Suction Pipe dan Discharge Pipe
-Tube
-Buffle
-Water Box
-Ruang kondensat (hotwell)
-Selongsong (shell)
5. Jenis-jenis kondensor, ada beberapa klasifikasi dari kondensor, antara lain :
-Berdasarkan Jenis Media Pendingin (Cooling Medium)
a. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)
b. Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condenser )
c. Kondensor Berpendingin Campuran Udara dan Air (Evaporating Condenser).
-Berdasarkan jenis desainnya.
a. Berbelit – belit
b. Arus parallel
c .Condenser electric fan.
-Berdasarkan klasifikasi umum
Surface condenser
1. Horizontal condenser
2. Vertical condenser
Direct-contact condenser
1. Spray Condenser
2. Barometric
3. Jet Condenser
-Berdasarkan aliran
a. Single pass (lintasan tunggal)
b. Double pass (lintasan ganda)
28
Sekolah Tinggi Manajemen Industri
6. Perhitungan kondensor dapat dihitung dengan menggunakan rumus seperti yang ada dipembahasan.
7. Aplikasi dari kondensor ini yaitu : AC mobil atau AC ruangan, kulkas, PLTU, sistem pendingin pabrik, reactor.
3.2 Saran
Penulis berharap makalah tentang salah satu alat penukar panas yaitu kondensor yang
telah disajikan dalam bab pembahasan dapat dijadikan referensi ataupun tambahan
wawasan bagi pembaca sehingga dapat membedakannya dan dapat menerapkannya
secara tepat dengan tujuan memajukan pendidikan di Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
Google : http://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-kondensor-adalah.html
Google : http://rahmatcorps.blogspot.com/2011/09/kondensor.html
Google : http://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/08/05/kondensor/
Google : http://web.ipb.ac.id/tepfteta/elearning/media/teknik20pedingin/bab8.php
Google : http://anggara14s.blogspot.com/2012/03/kondensor.html
Google : http://ki-tapunya.blogspot.com/2013/12/cara-kerja-kondensor-beserta-
fungsinya.html
Google : http://rakhman.net/2013/07/jenis-kondensor.html
29