Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin.

1. Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE)
Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk
memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan bisa berfungsi
sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai adalah air
yang dipanaskan sebagai fluida panas dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water).
Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat
berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida
terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung (direct contact).
Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun
petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari
alat penukar panas adalah radiator mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin
ke udara sekitar.
Prinsip dan Teori Dasar Perpindahan Panas
Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari suatu tempat ke
tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sama sekali. Dalam suatu proses,
panas dapat mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu suatu zat dan atau perubahan tekanan,
reaksi kimia dan kelistrikan.
Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan secara langsung, yaitu fluida yang
panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya pemisah dan secara
tidak langsung, yaitu bila diantara fluida panas dan fluida dingin tidak berhubungan langsung
tetapi dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah.
Perpindahan Panas Secara Konduksi
Merupakan perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling berdekatan antar
yang satu dengan yang lainnya dan tidak diikuti oleh perpindahan molekul-molekul tersebut
secara fisik. Molekul-molekul benda yang panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul
benda yang berada dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya
dilimpahkan kepada molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat
maka akan memberikan panas.
Perpindahan Panas Secara Konveksi
Perpindahan panas dari suatu zat ke zat yang lain disertai dengan gerakan partikel atau
zat tersebut secara fisik.
Perpindahan Panas Secara Radiasi
Perpindahan panas tanpa melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu energi dapat
dihantarkan dari suatu tempat ke tempat lainnya (dari benda panas ke benda yang dingin)
dengan pancaran gelombang elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik ini akan berubah
menjadi panas jika terserap oleh benda yang lain.
Pada Dasarnya prinsip kerja dari alat penukar kalor yaitu memindahkan panas dari dua
fluida pada temperatur berbeda di mana transfer panas dapat dilakukan secara langsung
ataupun tidak langsung.
a. Secara kontak langsung

2. Panas yang dipindahkan antara fluida panas dan
dingin melalui permukaan kontak langsung berarti tidak
ada dinding antara kedua fluida.Transfer panas yang
terjadi yaitu melalui interfase / penghubung antara kedua
fluida.Contoh : aliran steam pada kontak langsung yaitu 2
zat cair yang immiscible (tidak dapat bercampur), gas-liquid,
dan partikel padat-kombinasi fluida.
b. Secara kontak tak langsung
Perpindahan panas terjadi antara fluida panas
dandingin melalui dinding pemisah. Dalam sistem ini,
kedua fluida akan mengalir.
Jenis – jenis Heat Exchanger
1. COIL HEAT EXCHANGER
 Diameter kecil
 Panjang tabung konsentris
ditempatkan dalam tabung yang
lebih besar
 Tabung gabungan yang
melengkung dalam heliks.
 Tipe ini sistemnya kuat, mampu
menangani tekanan tinggi dan
 Perbedaan temperatur yang luas.
Kelebihan :
 Murah
 Kecepatan aliran lebih tinggi
 Bilangan reynolds lebih tinggi
 cocok untuk aliran rendah
Kekurangan :
 Area perpindahan panasnya kecil sehingga kinerja termal buruk
Aplikasi :
 Biasanya digunakan untuk membentuk suatu suhu tetap untuk aliran proses-sampel
sebelum melakukan pengukuran.
 Digunakan untuk mengkondensasikan suhu tinggi aliran sampel
2. SHELL AND COIL COLLERS
Shell dan chiller koil biasanya terdiri dari satu atau lebih bentuk spiral, bare tube
coils yang tertutup shell dan dilas baja. sebagai aturan umum, chiller dioperasikan ekspansi
kering dengan refrigeran di koil dan cairan dingin di shell. dalam beberapa kasus, chiller
yang dioperasikan banjir, dalam hal refrigerant berada dalam shell dan cairan dingin
melewati tabung. pengaturan ini memiliki keuntungan dari memberikan holdover
kapasitas, sehingga membuat jenis ini ideal untuk aplikasi kecil chiller memiliki beban
puncak tinggi tetapi interquent. digunakan terutama untuk mendinginkan air untuk minum
dan untuk tujuan lain

3. Instantaneous shell and coil chillers pada prinsipnya digunakan untuk
mendinginkan bir dan minuman lain dalam bar, dalam kasus lain minuman sering precoole d
untuk beberapa tingkat sebelum masuk chiller.
3. SHELL-AND-TUBE HEAT EXCHANGERS
 Terdiri dari seikat tabung sejajar yang memberikan transfer panas, permukaannya
memisahkan dua aliran fluida
 Pada bagian tube-side : Fluida melewati secara aksial melalui bagian dalam tabung;
 Pada bagian shell-side : Fluida melewati bagian luar tabung.
 Pada bagian Baffles : Sekat luar dan tegak lurus pada tabung, berbentuk melintang dan
menyokong tabung
 Tube side menutup ujung tabung, memastikan pemisahan dua aliran
Kelebihan
 Thermal performance lebih tinggi
dari tipe penukar kalor jenis Oil
 Tekanan lebih tinggi dari penukar
kalor jenis pelat
 Efisiensi yang tinggi,
 Memerlukan tempat yang minim
 Mudah dirawat
 Mudah beradaptasi hampir semua
tipe liquid chilling
Kekurangan :
 Kinerja termal [thermal performance] lebih rendah dari tipe penukar kalor jenis pelat
 Tekanan lebih rendah dari penukar kalor jenis coil
4. PLATE HEAT EXCHANGER
Tipe lain dari heat exchangger adalah heat
exchanger plat. Terdiri dari pelat ganda, tipis,
sedikit terpisah yang memiliki permukaan yang
sangat besar dan bagian-bagian aliran fluida untuk
perpindahan panas. Susunan yang berupa plate
ditumpuk dapat lebih efektif, dalam ruang yang
tersedia, dari shell dan heat exchanger tube.
Kemajuan dalam hal gasket dan teknologi

4. pengelasan telah membuat penukar panas tipe pelat semakin praktis. Dalam aplikasi
HVAC, exchangers panas banyak dari jenis ini disebut plate dan frame atau kerangka
sehingga heat exchanger ini mudah di bongkar pasang untuk kepentingan pembersihan,
dan inspeksi. Tapi juga ada banyak jenis exchanger plate yang permanen atau tipe close,
seperti jenis plate dip-brazed and vacuum-brazed plate. Tipe ini cocok di aplikasikan pada
sistem refrigerasi.
Kelebihan
 Koefisien perpindahan panas tinggi
 Mudah di bongkar pasang untuk
 Area perpindahan panas luas
kepentingan pembersihan, dan
 Penurunan tekanan rendah
inspeksi.
 Efektivitas tinggi
 Tipe ini cocok di aplikasikan pada
sistem refrigerasi
Kekurangan
 Kemampuan tekanan rendah
 Ada banyak jenis exchanger plate yang permanen atau tipe close,
5. PLATE & SHELL HEAT EXCHANGER
Jenis berikutnya adalah plate heat exchanger & shell heat exchanger yang
menggabungkan heat exchanger plate dan teknologi heat exchanger shell & tube. Di
tengah-tengah dari hebat exchanger ada satu plate yang dilas melingkar dibuat dengan
menekan dan memotong pelat bulat dan di las secara bersamaan. Nozel ditambahkan yang
membawa aliran masuk dan keluar dari platepack (arah aliran 'pelat sisi'). The platepack
sepenuhnya dilas dipasang ke dalam kulit luar yang menciptakan arah aliran kedua ('Shell
sisi').
Kelebihan
 Transfer panas tinggi,
 Suhu pendekatan dekat.
 Tekanan tinggi,
 Aman terhadap kebocoran pada
 Suhu operasi yang tinggi,
tekanan dan suhu tinggi
 Ukuran yang ringkas,
 Penyumbatan yang rendah
6. ADIABATIC WHEEL HEAT EXCHANGER
Jenis berikutnya heat exchanger menggunakan intermediate fluida atau tempat yang
solid untuk menahan panas, yang kemudian pindah ke sisi lain dari penukar panas akan
dirilis. Dua contoh ini adalah roda adiabatik, yang terdiri dari roda besar yang berputar
melalui cairan panas dan dingin, dan heat exchanger fluida.
7. PHASE-CHANGER HEAT EXHANGER
Heat exchanger ini dapat digunakan baik untuk memanaskan cairan hingga
menguap (atau mendidih) atau digunakan sebagai kondensor untuk mendinginkan uap dan
mengkondensasi ke cairan.
Aplikasi
 Reboilers digunakan untuk memanaskan umpan masuk untuk menara penyulingan

5.  Pembangkit tenaga listrik yang memiliki uap yang digerakkan turbin biasanya
menggunakan heat exchanger untuk mendidihkan air menjadi uap.
 Heat exchanger atau unit serupa untuk memproduksi uap dari air yang sering disebut
boiler atau generator uap.
8. SPIRAL HEAT EXCHANGER (SHE)
 Bentuk (gulungan) tabung helik (atau seperti obat nyamuk)
 Jarak antara lembar saluran spiral dijaga dengan menggunakan paku pengatur jarak
yang dilas sebelum bergulung.
 Begitu paket spiral utama telah di gulung. Alternatif atas dan bawah yang dilas dan
setiap ujungnya ditutup oleh penutup berbentuk kerucut pipih.
 Hal ini menjamin tidak ada percampuran dua cairan akan terjadi. Jika ada kebocoran
akan ke bagian berisi fluida yang sama.
Kelebihan
 Efisien terhadap ruang/tempat
 Mudah untuk perbaikan dalam kinerja
 Lebih murah rendah biaya modal
 Rendah biaya energi.
Pengaturan Arus :
3 jenis arus utama dalam heat excahnger spiral
1) Counter-current Flow: cairan mengalir dalam arah berlawanan
2) Spiral Flow/Cross Flow: salah satu cairan dalam aliran spiral dan yang lainnya di aliran
silang
3) Distributed Vapour/Spiral flow: desain ini adalah kondensor, dan biasanya dipasang
secara vertikal.
Aplikasi
 Biasanya pada Pasteurisasi,
 Pemanasan bioreaktor,
 Pendinginan limbah dan lainya