Dokumen ini membahas tentang cooling tower apparatus, termasuk prinsip kerjanya yaitu menggunakan proses difusi untuk menurunkan suhu air proses dengan mengkontakkan air tersebut dengan udara. Juga dibahas macam, komponen, dan cara kerja cooling tower serta perhitungan laju pendinginan dan cooling range.

1. COOLING TOWER APPARATUS
I. Tujuan
1. Mengetahui prinsip dan cara kerja Cooling Tower Apparatus.
2. Mengetahui perhitungan pada Cooling Tower Apparatus.
3. Mengetahui aplikasi dari Cooling Tower.
II. Tinjauan Pustaka
Heat Exchanger merupakan suatu peralatan, dimana terjadi perpindahan
panas dari suatu fluida yang dengan temperatur lebih tinggi kepada fluida yang
temperaturnya lebih rendah. Berdasarkan kontaknya, maka Heat Exchanger
dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu :
1. Direct Contact Heat Exchanger
Fluida yang panas berhubungan langsung dengan fluida dingin dalam suatu
bejana atau ruangan tertentu. Contoh: Cooling Tower.
2. Indirect Contact Heat Exchanger
Fluida panas tidak berhubungan langsung dengan fluida dingin, tetapi heat
transfer melalui media perantara (wall). Contoh: Shell and Tube Heat
Exchanger.
A. Pengertian Cooling Tower
Cooling Tower adalah suatu alat yang dipergunakan mendinginkan
air proses (cooling water) dengan cara mengkontak air tersebut
dengan udara.
Fungsi cooling tower adalah memproses air (cooling water) yang
panas menjadi air yang dingin, sehingga dapat digunakan kembali dan
untuk mengatasi masalah polusi lingkungan.
B. Prinsip Operasi Cooling Tower
Cooling tower ini beroperasi menurut prinsip difusi, dimana adanya
perubahan temperatur dapat mengakibatkan perbedaan besarnya laju
perpindahan massa dan panas yang terjadi.
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 1

2. Besarnya laju perpindahan massa dan panas dipengaruhi oleh luas
daerah kontak antara fluida panas dengan fluida dingin, waktu kontak,
kecepatan fluida dan temperatur fluida.
Pada cooling tower sebagian air menguap ke udara dan kalor
sensibel berpindah dari air panas ke udara yang lebih dingin. Kedua proses
itulah yang mengakibatkan turunnya temperatur air dan untuk menjaga
keseimbangan air, kita hanya perlu menambahkan air (make up water) untuk
menggantikan air yang hilang karena penguapan atau terbawa oleh udara.
C. Macam-Macam Cooling Tower
Pada dasarnya cooling tower terbagi beberapa macam antara lain, yaitu:
1. Berdasarkan arah aliran udara masuk
a. Cross flow.
b. Counter current flow.
2. Berdasarkan cara pemakaian alat bantu seperti fan atau blower
a. Induced draf (alat bantu berada dibagian puncak tower)
b. Force draf (alat bantu berada dibagian bawah tower)
3. Berdasarkan kondisi aliran udara bebas tanpa alat pembantu
a. Atmosphere (udara pada kondisi atmosphereric mengalir bebas
tanpa memakai penutup tower).
b. Natural draf (udara mengalir dalam udara pendinginan dari tower
namun kondisi udara belum tentu atmospheric).
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 2

3. D. Packing Cooling Tower
Jenis bahan isian (packing) pada cooling tower biasanya khusus,
seperti: kayu sipres yang mempunyai daya tahan aksi gabungan air dan
angin. Pengisian packing pada cooling tower harus memenuhi karakteristik
sebagai berikut:
1. Permukaan interfacial antara fuida yang akan didinginkan dengan fluida
yang mendinginkan besar.
2. Memiliki karakteristik aliran fluida yang didinginkan pada packing
harus terjadi pertukaran volume fluida yang besar melalui cross section
tower yang kecil tanpa loading/ fleeding dan presure drop yang rendah
untuk gas.
3. Zat inert fluida dapat diproses secara kimia.
4. Mempunyai kekuatan struktural sehingga mudah dalam penangan
dan instalasi.
5. Biayanya murah.
Terdapat dua cara pengisian packing pada packed tower, yaitu:
1. Random Packing
Jenis random packing yang digunakan, yaitu:
a. Rasching ring.
b. Lessing ring.
c. Partition ring.
d. Belt saddle.
e. Intalox saddle.
f. Tellerate.
g. Pall ring atau flexiring.
2. Regular Packing
Packing jenis ini menguntungkan karena pressure drop yang rendah dan
laju alir fluida yang makin besar, namun packing jenis ini mahal biaya
instalasinya.
Jenis regular packing yang digunakan, yaitu:
a. Rasching ring
b. Double spiral ring
c. Section through expanded metal packing
d. Wood grids
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 3

4. Gambar Bentuk Packing :
Ceramic Packing
Metal Intalox Metal Pall Ring Metal Hypak®
Plastic Flexiring Chempak® Packing Cascade Mini Packing
Panapak Packing Poly Grid Plastic Cooling Tower Packing
Gambar bantuk packing di atas kebanyakan ditemukan pada Packed Tower.
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 4

5. III. Metodologi
A. Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan, yaitu:
1. Satu unit Cooling Tower Armfiel yang dilengkapi dengan pemanas.
2. Aquadest.
3. Udara bebas (sebagai media pendingin).
B. Prosedur Percobaan
1. Siapkan peralatan cooling tower supaya dapat beroperasi
2. Isi aquadest ke basin
3. Hubungkan cooling tower dengan arus listrik, atur debit air yang
mengalir dan Q sesuai dengan yang dikehendaki
4. Catat temperatur inlet dan outlet untuk dry bulb dan wet bulb (T1 - T6)
tekanan dan presure drop yang ditunjukan. Lakukan pengambilan data
sebanyak lima kali dengan tekanan yang berbeda-beda.
5. Hitung laju alir udara masing-masing data.
IV. Hasil Pengamatan Dan Perhitungan
A. Hasil Pengamatan
Q (kW) Mv (g/ s)
X
(mmH2O)
Temperatur (o
C)
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 5

6. Dimana:
T1 = Temperatur dry bulb masuk
T2 = Temperatur wet bulb masuk
T3 = Temperatur dry bulb keluar
T4 = Temperatur wet bulb keluar
T5 = Temperatur air masuk
T6 = Temperatur air keluar
B. Perhitungan
1. Perhitungan Kecepatan Udara dan Approach To Wet Bulb
Spesifikasi volumetrik udara keluar dengan menggunakan cara plot
Temperatur dry bulb udara keluar (T3) dan Temperatur wet bulb keluar
(T4) pada physcometric chart, maka diperoleh Vb.
Air mass flowrate (m) =
bV
x
,1370
Air volume flowrate (V) = m ⋅ Vb
Cross sectional area of empty tower (A) = s2
Kecepatan udara =
A
V
2. Perhitungan Laju Pendinginan dan Cooling Range
Laju pendinginan =
65 TT
Q
−
Cooling Range = T5 – T6
Gambar Skema Cooling Tower Apparatus:
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 6

7. 00.00
1 2
Conectionsfor
PressureDrop
AccrossPacking
ConectionforOrifice
DifferentialPressure
Heaters
0,5KW 1KW
Recirculation
Mano
meter
Temperature
Indicator
1KWSwitch
0,5KWSwitch
MainSwitch
Pump
Thermostat
F V
l a
o l
a v
t e
MakeUp
Tank
WaterOutLock
Temperature
t 6
t 5
t 3
t 4
AirOutlet
TemperatureORIFICE
Droplat
Arrester
WaterDistribution
System
PACKING
t 1t 2
AirInlet
Temperature
BASIN
Air
Inlet
Fan
Damper
Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 7