Cooling Tower adalah suatu menara atau bangunan sirkulasi udara secara langsung atau tidak langsung kontak dengat air panas dan kemudian diubah menjadi air dingin yang diharapkan atau memindahkan sejumlah panas dari suatu fluida ke fluida lain.
Prinsip Kerja
Cooling Tower ini beroperasi menurut prinsip difusi, dimana adanya perubahan temperatur dapat mengakibatkan perbedaan besarnya laju perpindahan massa yang terjadi. Besarnya laju perpindahan massa dipengaruhi oleh luas daerah kontak antara fluida panas dan fluida dingin.
Peranan Cooling Tower banyak digunakaan untuk mendinginkan air, dimana proses pendinginan dapat terjadi dengan bantuan udara luar serta kipas untuk mempercepat pendinginan tersebut.
Proses heat transfer melibatkan; transfer latent heat yang
disebabkan oleh penguapan air dalam porsi kecil, dan juga transfer sensible heat
yang disebabkan oleh perbedaan temperatur antara air dan udara. Diperkirakan 80%
dari transfer heat itu adalah kalor latent dan 20% sisanya adalah kalor
sensible. Sebuah cooling tower bisa digunakan sebagai penghilang panas dalam
proses thermodynamics konvensional seperti pendinginan atau generasi tenaga
steam ataubiasa digunakan dalam berbagai proses dimana air digunakan untuk
penukar panasdan ini baik atau diinginkan untuk membuat penolak panas pada
udara atmospherics. Air bekerja sebagai sebagai fluida penukar panas,
menghilangkan panas ke udaraatmospherics kemudian didinginkan dan disirkulasi
pada system untuk menghasilkanoperasi yang ekonomis.Kemungkinan teoritis dari
perpindahan panas per pound dari sirkulasi udara dalam suatu cooling tower
bergantung pada temperatur dan uap air dari udara(moisture content of the air).
Suatu indikasi uap air dari udara adalah temperatur wet-bulbnya. Idealnya,
temperatur wet-bulb harus lebih rendah dari temperatur teoritis dimana air dapat
didinginkan.
Sistem operasi
cooling tower berdasarkan pada penguapan dan perubahan panas sensible, dimana
campuran dua aliran fluida pada temperatur yang berbeda (air dan udara) akan
melepaskan panas latent penguapan yang menyebabkan efek pendinginan ke fluida
yang lebih panas dalam masalah ini air. Efek pendinginan inidicapai dengan
merubah sebagian cairan ke keadaan uap dengan melepaskan panas latent
penguapan. Selain itu, panas sensible juga berperan ketika air panas
yang dilewatkan kontak dengan aliran udara dingin yang masuk, sehingga udara
akanmendinginkan air dan temperatur akan meningkat sesuai dengan jumlah panas sensible
yang diperolehnya. Jika udara kering pada temperatur konstant dijenuhkan dengan
air pada temperatur yang sama dalam suatu peralatan kontak langsung. Uap air
akan masuk ke udara dengan membawa panas latentnya. Humiditas campuran udara-uap
air akan meningkat selama penjenuhan, karena tekanan uap dari air yang berpindah
dari lingkungan air lebih besar dari tekanan uapnya dalam udara tak jenuh
sehingga penguapan dapat terjadi. Dan bila tekanan uap dari air di udara sama
dengan cairannya, maka penguapan akan terhenti. Perpindahan material oleh
perbedaan tekanan uap (beda konsentrasi) disebut difusi.
Mendesain Cooling Tower biasanya menggunakan metode Chart /
Grafik yang data dan preliminary desain dalam hal estimasi size tower, cost,
mechanical.
2. Non Evaporative Cooling Tower atau Dry Cooling Tower Transfer panas dari hot water menjadi cold water menggunakan transfer panas sensible. Terdapat tiga jenis desain untuk tipe non evaporative cooling tower :
Tipe - tipe dasar
Cooling Tower secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian
besar yaitu :
1. Evaporasi Cooling Tower atau Wet Cooling Tower Transfer
panas dari hot water menjadi cold water menggunakan proses transfer panas lewat
evaporasi. Tiga perbedaan mendasar pada desain evaporative cooling tower yaitu
:
- Atmospheric Cooling Tower
- Natural Draft Cooling Tower
- Mechanical Draft Cooling Tower ;
- Forced Draft
- Counter Current
Induced Draft
- Cross Flow Induced
Draft
- Hyperbolic Tower
2. Non Evaporative Cooling Tower atau Dry Cooling Tower Transfer panas dari hot water menjadi cold water menggunakan transfer panas sensible. Terdapat tiga jenis desain untuk tipe non evaporative cooling tower :
- Air Cooled Condenser
- Air Cooled Heat Exchanger
- Cooling Air flow
3. Wet Dry Cooling Tower
Gabungan dari dua tipe dasar diatas
dengan dua proses pendinginan yangdigunakan secara pararel atau terpisah
Pembagian cooling tower secara garis
besar diatas dibagi berdasarkan :
1. Berdasarkan arah aliran udara masuk
- Cross flow, udara mengalir secara horizontal, melewati jatuhnya air
- Counter current flow, udara mengalir secara vertikal, melawan jatuhnya air
2. Berdasarkan cara pemakaian alat bantu seperti fan atau
blower
- Induced draft, alat bantu berada di bagian puncak tower
- Force draft, alat bantu berada di bagian bawah tower
3. Berdasarkan kondisi aliran udara bebas tanpa alat bantu
- Atmospheric ; Cooling tower atmospheric tidak dilengkapi dengan mechanical fan untuk mengalirkan udara ke tower, udara diperoleh dari aliran induksi alami oleh tekanan.Udara pada kondisi ini mengalir bebas tanpa memakai penutup tower.
- Natural draft ; Udara mengalir dalam udara pendingin dari tower namun kondisiudara belum tentu atmospheric.
4. Berdasarkan bentuknya
- Rectilinier
- Round Mechanical Draft
5. Berdasarkan perpindahan panas
- Evaporatif
- Dry Tower
- Plumeabatement
- Water Conservation