1. Cara Kerja AC dan Bagian-Bagiannya
Di era serba maju sekarang ini, kita pasti sudah sangat akrab dengan air conditioner.
Kehidupan modern, apalagi di perkotaan hampir tidak bisa lepas dari pemanfaatan
teknologi ini. Namun apakah banyak dari kita yang tahu bagaimana cara kerja ac
sehingga bisa menghasilkan udara yang nyaman (baca: dingin) bagi kehidupan kita?
Udara dingin tersebut sebenarnya merupakan output dari sistem yang terdiri dari
beberapa komponen, yaitu; compressor AC, kondensor, orifice tube, evaporator,
katup ekspansi, dan evaporator. Berikut adalah penjelasan singkat mengenai peran
masing-masing bagian tersebut:
Compressor AC
Compressor AC adalah power unit dari sistem AC. Ketika AC dijalankan,
compressor AC mengubah fluida kerja/refrigent berupa gas dari yang bertekanan
rendah menjadi gas yang bertekanan tinggi. Gas bertekanan tinggi kemudian
diteruskan menuju kondensor.
Kondensor AC
Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah gas yang bertekanan
tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi yang kemudian akan dialirkan
ke orifice tube. Kondensor merupakan bagian yang “panas” dari air conditioner.
Kondensor bisa disebut heat exchange yang bisa memindahkan panas ke udara atau
ke intermediate fluid (semacam air larutan yang mengandung ethylene glycol), untuk
membawa panas ke orifice tube.
Orifice Tube
Orifice tube merupakan tempat di mana cairan bertekanan tinggi diturunkan tekanan
dan suhunya menjadi cairan dingin bertekanan rendah. Dalam beberapa sistem,
selain memasang sebuah orifice tube, dipasang juga katup ekspansi.
Katup Ekspansi
Katup ekspansi merupakan komponen penting dalam sistem air conditioner. Katup
ini dirancang untuk mengontrol aliran cairan pendingin melalui katup orifice yang
merubah wujud cairan menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup
pemuaian dan memasuki evaporator/pendingin.
Evaporator AC
Refrigent menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas
evaporator meniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigent dalam evaporator
mulai berubah kembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung
sedikit cairan. Campuran refrigent kemudian masuk ke akumulator / pengering. Ini
juga dapat berlaku seperti mulut/orifice kedua bagi cairan yang berubah menjadi uap
bertekanan rendah yang murni, sebelum melalui compressor AC untuk memperoleh
2. tekanan dan beredar dalam sistem lagi. Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang
berfungsi untuk menyerap kelembapan dari refrigent.
Thermostat
Thermostat pada air conditioner beroperasi dengan menggunakan lempeng bimetal
yang peka terhadap perubahan suhu ruangan. Lempeng ini terbuat dari 2 metal yang
memiliki koefisien pemuaian yang berbeda. Ketika temperatur naik, metal terluar
memuai lebih dahulu, sehingga lempeng membengkok dan akhirnya menyentuh
sirkuit listrik yang menyebabkan motor AC aktif.
Jadi, cara kerja AC dapat dijelaskan sebagai berkut :
Compressor AC yang ada pada sistem pendingin dipergunakan sebagai alat untuk
memampatkan fluida kerja (refrigent), jadi refrigent yang masuk ke dalam
compressor AC dialirkan ke condenser yang kemudian dimampatkan di kondenser.
Di bagian kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent
fase uap menjadi refrigent fase cair, maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor
penguapan yang terkandung di dalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang
dilepaskan oleh kondenser adalah jumlahan dari energi compressor yang diperlukan
dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan.
Pada kondensor tekanan refrigent yang berada dalam pipa-pipa kondenser relatif
jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa
evaporator.
3. Setelah refrigent lewat kondenser dan melepaskan kalor penguapan dari fase uap ke
fase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini
refrigent tekanannya diturunkan sehingga refrigent berubah kondisi dari fase cair ke
fase uap yang kemudian dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent
akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan
karena tekanan refrigent dibuat sedemikian rupa sehingga refrigent setelah melewati
katup ekspansi dan melalui evaporator tekanannya menjadi sangat turun.
Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada
dievaporator relatif lebih besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada
pada kondenser.
Dengan adanya perubahan kondisi refrigent dari fase cair ke fase uap maka untuk
merubahnya dari fase cair ke refrigent fase uap maka proses ini membutuhkan energi
yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang
berada di dalam substansi yang akan didinginkan.
Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan
maka enthalpi [*] substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun, dengan
turunnya enthalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan
menjadi turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan
yang sesuai dengan keinginan. Dengan adanya mesin pendingin listrik ini maka
untuk mendinginkan atau menurunkan temperatur suatu substansi dapat dengan
mudah dilakukan.
Perlu diketahui :
Kunci utama dari air conditioner adalah refrigerant, yang umumnya adalah
fluorocarbon [**], yang mengalir dalam sistem, menjadi cairan dan melepaskan
panas saat dipompa (diberi tekanan), dan menjadi gas dan menyerap panas ketika
tekanan dikurangi. Mekanisme berubahnya refrigerant menjadi cairan lalu gas
dengan memberi atau mengurangi tekanan terbagi mejadi dua area: sebuah penyaring
udara, kipas, dan cooling coil (kumparan pendingin) yang ada pada sisi ruangan dan
sebuah compressor (pompa), condenser coil (kumparan penukar panas), dan kipas
pada jendela luar.
Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang berisi cairan
refrigerant yang dingin, sehingga udara menjadi dingin, lalu melalui teralis/kisi-kisi
kembali ke dalam ruangan. Pada compressor AC, gas refrigerant dari cooling coil
lalu dipanaskan dengan cara pengompresan. Pada condenser coil, refrigerant
melepaskan panas dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil.
Sebuah thermostat AC [***] mengontrol motor compressor AC untuk mengatur suhu
ruangan.
[*] Entalphi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi
internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk
melakukan kerja.
4. [**] Fluorocarbon adalah senyawa organik yang mengandung 1 atau lebih atom
Fluorine. Lebih dari 100 fluorocarbon yang telah ditemukan. Kelompok Freon dari
fluorocarbon terdiri dari Freon-11 (CCl3F) yang digunakan sebagai bahan aerosol,
dan Freon-12 (CCl2F2), umumnya digunakan sebagai bahan refrigerant. Saat ini,
freon AC dianggap sebagai salah satu penyebab lapisan Ozon Bumi menajdi lubang
dan menyebabkan sinar UV masuk. Walaupun, hal tersebut belum terbukti
sepenuhnya, produksi fluorocarbon mulai dikurangi.
[***] Thermostat pada air conditioner beroperasi dengan menggunakan lempeng
bimetal yang peka terhadap perubahan suhu ruangan. Lempeng ini terbuat dari 2
metal yang memiliki koefisien pemuaian yang berbeda. Ketika temperatur naik,
metal terluar memuai lebih dahulu, sehingga lempeng membengkok dan akhirnya
menyentuh sirkuit listrik yang menyebabkan motor AC aktif/jalan.
