Prinsip Kerja Air Conditioning (AC)

Tuesday, December 21, 2010

Prinsip Kerja Air Conditioning (AC) | IMROEE - Air Conditioning (AC) atau Air Conditioner dimanfaatkan sebagai pemberi kenyamanan dilingkungan tempat kerja. AC juga dimanfaatkan sebagai salah satu cara dalam upaya peningkatan produktivitas kerja. Karena dalam beberapa hal manusia membutuhkan lingkungan kerja yang nyaman untuk dapat berkerja secara optimal. Tingkat kenyamanan suatu ruang juga ditentukan oleh temperatur, kelembapan, sirkulasi dan tingkat kebersihan udara.

Sebenarnya, AC maupun kulkas menggunakan prinsip yang sama yaitu saat cairan menguap diperlukan adanya kalor. Dalam proses ‘menghilangkan’ panas, sistem AC juga menghilangkan uap air, guna meningkatkan tingkat kenyamanan orang selama berada di dalam ruangan tersebut. Filter (penyaring) tambahan digunakan untuk menghilangkan polutan dari udara.

AC yang digunakan dalam sebuah gedung besar biasanya menggunakan AC sentral. Selain itu, jenis AC lainnya yang umum adalah AC ruangan yang terpasang di sebuah jendela. 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.

Berikut ini adalah gambar dari siklus dingin pada Air Conditioning (AC).

Gambar 1: Gambar sederhana Siklus dingin pada AC: 1) condensing coil, 2) expansion valve, 3) evaporator coil, 4) compressor.
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), kondensor coil (kumparan penukar panas), dan kipas pada jendela luar. Berikut ini adalah gambar sederhana siklus dingin.

Gambar 2: Siklus dingin dan komponen pada AC
Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang berisi cairan refrigerant yang dingin, hasilnya udara menjadi dingin, kemudian melalui teralis/kisi-kisi dan kembali ke dalam ruangan. Pada kompresor, gas refrigerant dari cooling coil lalu dipanaskan dengan cara pengompresan. Pada kondensor coil, refrigerant melepaskan panas dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil.

Untuk lebih jelasnya, penjelasan lebih mendetail sehubungan dengan komponen dan mekanisme AC dapat dilihat pada gambar 3. Sebelumnya, kita perlu mengenal bagian-bagian dari AC agar kita dapat memahami sistem kerja AC. Sistem kerja AC terdiri dari bagian yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tekanan supaya penguapan dan penyerapan panas dapat berlangsung. Berikut ini adalah penjelasan mengenai bagian-bagian /komponen-komponen AC:

Kompresor

Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas menghisap uap yang bertekanan lebih rendah dari evaporator kemudian menekannya (mengkompres) masuk ke Kondensor, dengan demikian suhu dan tekanan uap tersebut menjadi tinggi. Kompresor atau pompa hisap tekan berfungsi sebagai pusat sirkulasi yang mengalirkan refrigan ke seluruh sistem pendingin dan mempertahankan perbedaan tekanan dalam sistem. Semakin tinggi temperatur yang dipompakan semakin besar tenaga yang dikeluarkan oleh kompresor.

Kompresor pada AC sering analogikan dengan jantung pada tubuh manusia sabagai pusat sirkulasi darah yang diedarkan ke seluruh tubuh.

Kondensor

Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah/mendinginkan gas yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi. Kondensor berfungsi sebagai alat penukar kalor, menurunkan temperatur refrigeran, dan mengubah wujud refrigeran dari bentuk gas menjadi cari.

Biasanya, pada kondensor AC menggunakan udara sebagai media pendinginnya (air cooling condensor). Sejumlah kalor yang terdapat pada refrigeran dilepaskan ke udara bebas dengan bantuan kipas (fan motor). Agar proses pelepasan kalor bisa lebih cepat, pipa kondensor didesain berliku dan dilengkapi dengan sirip. Untuk itu, pembersihan sirip-sirip pada kondensor yang dibiarkan dalam kondisi kotor, akan mengakibatkan Ac menjadi kurang dingin.

Katup ekspansi/Pipa Kapiler

Pipa kapiler merupakan komponen pada AC yang berfungsi menurunkan tekanan refrigeran dan mengatur aliran refrigeran menuju evaporator. Fungsi utama pipa kapiler ini sangat vital karena menghubungkan dua bagian tekanan berbeda, yaitu tekanan tinggi dan tekanan rendah.

Refrigeran bertekanan tinggi sebelum melewati pipa kapiler akan diuba atau diturunkan tekanannya. Akibat dari penurunan tekanan refrigeran menyebabkan penurunan suhu. Pada bagian inilah (pipa kapiler) refrigeran mencapi suhu terendah (terdingin). Pipa kapiler terletak di antara saraingan (filter) dan evaporator.

Evaporator

Evaporator atau pendingin merupakan refrigerant menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas evaporator meniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigerant dalam evaporator mulai berubah kembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung sedikit cairan. Campuran refrigerant 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 refrigerant.

Jadi, sistem kerja AC dapat diuraikan sebagai berkut :

Proses kompresi dimulai ketika refrigeran meninggalakan evaporator. Masuknya refrigeran ke dalam kompresor melalui pipa masukan kompresor (intake). Ditinjau dari wujud, suhu, dan tekanan, ketika akan masuk ke dalam kompresor, refrigeran berwujud gas atau uap, bertemperatur rendah, dan bertekanan rendah. Selanjutnya, melalui kompresor, refrigeran dikondisikan tetap berwujud gas, tetapi memiliki tekanan dan suhu tinggi. Hal tersebut bisa diilakukan karena kompresor dapat menghisap gas dan mengompresikan refrigeran sehingga mencapai tekanan kondensasi. Stelah tekanan dan suhu refrigeran diubah, selanjutnya refrigeran dipompa dan dialirkan menuju ke kondensor.

Proses Kondensasi dimulai ketika refrigeran meninggalkan kondensor. Refrigeran berwujud gas yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dialirkan menuju kondensor. Di dalam kondensor, wujud gas refrigeran berubah menjadi wujud cair. Panas yang dihasilkan refrigeran dipindahkan ke udara di luar pipa kondensor. Agar proses kondensasi lebih efektif, digunakan kipas (fan) yang dapat mengembuskan udara luar tepat di permukaan pipa kondensor. Dengan begitu, panas pada refrigeran dapat dengan mudah dipindahkan ke udara luar. Setelah melalui proses kondensasi, refrigeran menjadi wujud cair yang bertemperatur lebih rendah, tetapi tekanan refrigeran masih tinggi. Selanjutnya, refrigeran dialirkan menuju ke pipa kapiler.

Proses penurunan tekanan dimulai ketika refrigeran meninggalkan kondensor. Di dalam pipa kapiler, terjadi proses penurunan tekanan yang rendah. Selain itu, pipa kapilerjuga berfungsi mengontrol aliran refrigeran di antara dua sisi tekanan yang berbeda, yaitu tekanan tinggi dan rendah. Selanjutnya, refrigeran cair yang memiliki suhu dan tekanan rendah dialirkan menuju ke evaporator. Pross ini merupakan proses pendinginan refrigeran.

Proses evaporasi dimulai ketika refrigeran akan masuk ke dalam evaporator. Dalam eadaan ini, refrigeran berwujud cair, bertemperatur rendah, dan bertekanan rendah. Kondisi refrigeran semacam ini dimanfaatkan untuk mendinginkan udara luar yang melewati permukaan evaporator. Agar lebih efektif mendinginkan udara ruangan, digunakan blower (indoor) untuk mengatur sirkulasi adara agar melewati evaporator. Proses yang terjadi di balik proses pendinginan udara ruangan adalah proses penangkapan panas (kalor) dengan refrigeran yang mengalir ke dalam evaporator. Karena juga menyerap panas udara di dalam ruangan, refrigeran akan mengalir menuju ke kompresor. Proses ini terjadi berulang dan terus-menerus sampai suhu atau temperatur ruangan sesuai dengan keinginan. (Prinsip Kerja Air Conditioning (AC) | IMROEE)

Perbaikan menyusul... Buat yang merasa lebih berkompeten di bidang AC atau lebih tepatnya Prinsip Kerja Air Conditioning/Air Conditioner (AC), silahkan koreksi artikel ini. Thanks!