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:
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
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. 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. [**] 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. |
