Penukar Kalor (Heat Exchanger)

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Penukar kalor adalah suatu perangkat yang digunkan memindahkan energi kalor dari medium satu ke medium yang lain. Perlu diingat bahwa, yang dipindahkan adalah energi kalornya bukan mediumnya. Banyak sekali aplikasi penukar kalor (Heat Exchanger) pada alat-alat yang digunakan sehari-hari, seperti kondenser/evaporator pada AC, Radiator pada mobil, dll.

Penukar kalor biasanya didesain seringkas mungkin.Oleh karenanya pada penukar kalor dikenal yang namannya area density yang dilambangkan dengan β, yaitu rasio antara luas perpundahan panas dengan volume penukar kalor tersebut. Penukar kalor yang memiliki rasio β>700 m²/m³ di kelompokkan sebagai penukar kalor yang compact.

Berbagai jenis keperluan penukar kalor dibutuhkan pada aplikasi-aplikasi tertentu. Oleh karenanya sampai saat ini berbagai macam penukar kalor telah didesain dan diproduksi. Penukar kalor yang paling sederhana adalah penukar kalor yang terdiri dari dua buah pipa yang ukurannya (diameternya) berbeda. Sehingga salah satu pipa diletakkan didalam pipa yang lain. Untuk lebih jelasnya silakan perhatikan gambar di bawah ini. Ada dua macam tipe aliran jenis penukar kalor ini, yaitu aliran di dalam kedua pipa searah dan berlawanan. Aliran fluida yang dingin mendapatkan kalor dari aliran fluida yang panas. 

 Penukar kalor shell and tube sederhana (sumber gambar: heat and mass transfer, Yunus Cengel)

Adapula penukar kalor yang alirannya saling tegak lurus diantara dua fluida yang bertukar kalor. Penukar kalor ini dinamakan Cross Flow. Pada gambar terlihat ada pipa yang terpasang sirip-sirip. Pada pipa mengalir fluida sedangankan pada sirip-siripnya dialirkan udara. Sirip-sirip berfungsi untuk memperbesar luas permukaan sehingga laju perpindahan panas secara konveksi menjadi lebih besar.

 

Penukar Kalor Cross Flow (sumber gambar: heat and mass transfer, Yunus Cengel)

Penukar kalor biasanya dinamakan sesuai dengan fungsinya. Kondenser dan evaporator pada sklus refrigerasi misalnya, pada dasarnya kedua komponen itu ada penukar kalor. Dinamakan condenser karena fungsi penukar kalor tersebut adalah untuk menkondensasikan alira gas ke cair. Begitu pula evaporator, berfungsi untuk menguapkan (evaporasi) cair menjadi gas.