Penukar panas adalah peralatan yang dirancang untuk memindahkan panas dari satu tempat ke tempat lain. Fungsinya adalah mengekstraksi panas dari cairan seperti air panas atau uap dan mengarahkannya ke cairan lain seperti air dingin atau udara. Proses perpindahan panas dari satu fluida ke fluida lain disebut Perpindahan Panas. Karena penukar panas diterapkan di banyak tempat seperti pabrik, pembangkit listrik atau bahkan rumah kita, penukar panas menjadi sangat penting. Di bawah ini, bagaimana kita mengelola panas dalam sistem ini?
Untuk mendapatkan gambaran yang jelas tentang mekanisme operasi di balik penukar panas, dijelaskan sedikit hal tentang cara kerja perpindahan panas. Panas adalah suatu bentuk energi yang mengalir dari benda panas ke benda dingin. Saat Anda menyentuh kompor yang panas misalnya, panas berpindah dari kompor ke tangan Anda yang selanjutnya membuatnya terasa hangat. Inilah alasan bagus untuk mewaspadai permukaan yang panas. Ada tiga mekanisme pergerakan panas yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.
Konveksi terjadi ketika panas dibawa oleh cairan yang bergerak seperti udara dan air. Ini adalah mekanisme perpindahan panas yang sangat signifikan dalam berbagai jenis perangkat seperti penukar panas. Sebagai contoh, air panas mengalir melalui alat penukar panas dan secara konveksi melepaskan panasnya bersama dengan air dingin yang juga mengalir melalui alat penukar tersebut.
Ini adalah proses perpindahan panas yang disebut radiasi, yang terjadi tanpa adanya kontak langsung antar benda. Sebagai contoh, perhatikan bagaimana bumi dipanaskan oleh matahari secara sederhana. Hal ini terjadi karena panas matahari menyebar melalui ruang angkasa – namun karena tidak ada molekul dalam ruang hampa, hal ini menghangatkan planet kita tanpa harus menyentuh kita.
Penukar panas sangat bagus karena dapat membantu menghemat energi. Mereka mengekstraksi panas dari cairan panas dan kemudian memindahkannya agar mengalir ke cairan dingin, melakukannya tanpa kehilangan energi apa pun. Dalam oven proses - Ini sangat jelas dan banyak digunakan namun, dengan penggunaan penukar panas kita dapat menghemat sekitar 25 hingga 35% energi; Misalnya sebuah pabrik yang memanaskan air yang melewati beberapa langkah/level di dalamnya pabrik yang sama, sekarang karena langkah pertama yang panas memungkinkan alternatif tingkat keempat yang dingin sehingga satu lagi tugas pemanas dapat dihindari. Dengan cara ini tidak ada energi panas yang terbuang, sehingga menghemat tagihan bulanan Anda secara signifikan.
Perbedaan suhu antara kedua cairan berperan penting dalam perpindahan panas. Lebih banyak panas yang dipindahkan dengan perbedaan suhu yang lebih besar. Inilah sebabnya mengapa penting untuk merancang penukar panas dengan mempertimbangkan perbedaan suhu yang tepat. Ini merupakan pertimbangan penting bagi para insinyur untuk memastikan bahwa penukar panas berfungsi secara efektif.
Desain yang sangat menarik adalah penukar panas saluran mikro. Cara lain untuk menggunakan penukar panas ini adalah bentuknya seperti saluran kecil, lebarnya hanya beberapa milimeter. Saluran kecil ini mampu memberikan kinerja termal yang baik dalam volume yang sangat kecil karena rasio area-volume yang tinggi. Hal ini menjadikan mereka kandidat ideal untuk pertukaran panas semacam ini.