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 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.
|
|
0 komentar:
Posting Komentar