Penjelasan Cara Kerja Siklus AC Split dengan Lengkap
Air Conditioner alias Pengkondisian Udara
merupakan seperangkat alat yang mampu mengkondisikan ruangan yang kita
inginkan, terutama mengkondisikan
ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya.
Seperangkat alat tersebut diantaranya kompresor,
kondensor, orifice tube, evaporator, katup ekspansi, dan evaporator dengan penjelasan sebagai berikut :
Kompresor
:
Kompresor adalah
power unit dari sistem sebuah AC. Ketika AC dijalankan, kompresor mengubah
fluida kerja/refrigent berupa gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang
bertekanan tinggi. Gas bertekanan tinggi kemudian diteruskan menuju kondensor.
Kondensor
:
Kondensor adalah
sebuah alat yang digunakan untuk mengubah/mendinginkan gas yang bertekanan
tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi. Cairan lalu dialirkan ke
orifice tube.
Orifice
Tube :
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 terpenting dari sistem. 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/pendingin
:
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 kompresor untuk memperoleh tekanan dan
beredar dalam sistem lagi. Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang
berfungsi untuk menyerap kelembapan dari refrigent.
Kompresor yang ada pada sistem pendingin
dipergunakan sebagai alat untuk memampatkan fluida kerja (refrigent), jadi
refrigent yang masuk ke dalam kompresor 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 kompresor 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 AC
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 kompresor (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 kompresor, 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 [***] mengontrol motor
kompresor 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 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 AC 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.