Cara Kerja AC dan Bagian-Bagiannya

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 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.

PENTING: Penambahan refrigerant atau Freon AC hanya diperlukan untuk mengganti volume Freon yang hilang akibat kebocoran. Selama unit AC tidak mengalami kebocoran, Anda tidak akan perlu untuk mengisi refrigerant/Freon pada saat melakukan service AC.

komponen dan fungsi sistem AC

Komponen – Komponen ( Spare Part / Onderdil ) Utama AC Mobil meliputi :

Kompresor ( compresor ) http://www.flickr.com/photos/26957683@N00/127532191/

Berfungsi memberikan tekanan pada zat pendingin ( refrigerants ) agar bersikulasi pada sistem. Kompresor ada dua jenis yaitu jenis rotari (gerakan rotor di dalam stator kompresor akan menghisap dan menekan zat pendingin ) dan torak ( untuk menghisap dan menekan zat pendingin dilakukan oleh gerakan torak di dalam silinder kompresor ). Agar kinerja kompresor tidak terlalu membebani mesin dan lebih awet maka dipasangi alat bernama pressure swicth untuk mengatur secara otomatis jalannya kompresor.

Menurut http://www.ict.pontianak.go.id/interaktif/MISAM/Ch1/17/index.html

Keuntungan kompresor rotari :

Karena setiap putaran menghasilkan langkah – langkah hisap dan tekan secara bersamaan, maka momen putar lebih merata akibatnya getaran/kejutan lebih kecil.

Ukuran dimensinya dapat dibuat lebih kecil & menghemat tempat.

Kerugian :

Sampai saat ini hanya dipakai untuk sistem AC yang kecil saja sebab pada volume yang besar, rumah dan rotornya harus besar pula dan kipas pada rotor tidak cukup kuat menahan gesekan.

Merk kompresor AC mobil yang ada di pasaran Indonesia yang populer Denso dan Sanden. Harga kompresor ac mobil berkisar Rp. 1 jt hingga 4 jt. Rata – rata harga baru kompresor AC mobil merk Denso untuk Toyota Kijang Kapsul yaitu Rp. 1,5 jt, Innova Rp. 2 jt, Avanza Rp. 1,9 jt, Isuzu Panther dari 1,6 jt ( panther kapsul ) hingga 2 jt ( panther lama ), Suzuki Carry Futura Rp. 2jt, Daihatsu Zebra 1,9 jt, Xenia ( 1.0 )Rp. 2,1 jt, Terios Rp. 2jt, Mitsubishi Kuda Rp. 1,7 jt.

Kondensor / Kondensator ( condenser )

Berfungsi mendinginkan atau memperkecil kalor zat pendingin yang telah diberi tekanan oleh kompresor. Pada saat diberi tekanan kompresor suhu zat pendingin menjadi panas, setelah melewati kondensor menjadi dingin dan berubah jadi cair. Merk kondensor di pasaran antara lain Denso, IMT Yaruki, Paco. Harganya mulai Rp. 400rb hingga 1,5 jt tergantung merk dan jenis kendaraannya.

Receiver Dryer / Drier

Berfungsi menyerap atau mengeringkan uap air sebagai efek pendinginan zat pendingin dari kondensor. Harga receiver dryer berkisar dari Rp. 150 rb hingga Rp. 400 rb.

Katup Ekspansi ( expansion valve )

Berfungsi menurunkan tekanan zat pendingin dari kondensor sebelum masuk ke evaporator, tujuannya agar zat pendingin berfungsi optimal menyerap panas di sekitar evaporator. Bentuk ekspansi ada yang kotak dan kapiler. Hati – hati jangan sembarangan gonta – ganti atau mencampur jenis zat pendingin, sesuaikan dengan spesifikasi AC anda agar sistem terhindar dari kerusakan mengingat karakter zat pendingin berbeda – beda. Harganya hampir sama dengan receiver dryer.

Evaporator

Berfungsi mengambil panas zat pendingin agar menjadi lebih dingin serta merubahnya menjadi gas. Sepintas mirip kondensor cuma evaporator lebih banyak mengambil panas dibandingkan kondensor. Evaporator diletakkan dalam dashboard mobil dan dilengkapi motor blower atau kipas peniup untuk menghembuskan udara dingin ke dalam kabin mobil. Agar udara yang ditiup bersih maka diperlukan filter untuk menyaring kotoran yang ikut tertiup blower. Harga evaporator mulai Rp. 500 rb hingga 1 jt. Setelah zat pendingin melewati evaporator lalu kembali ke kompresor.

Zat Pendingin ( Refigerant )

Dahulu yang umum dipakai adalah freon jenis R – 12 namun karena merusak lapisan ozon maka diganti dengan jenis R 134a yang ramah lingkungan. Namun perlu diketahui AC yang didesain menggunakan zat pendingin R – 12 tidak boleh begitu saja dicampur atau full diganti R 134a tanpa mengganti beberapa sparepart sistem AC dan jenis oli kompresor. Hal ini mengingat molekul R 134a lebih kecil dari R – 12. Kalau anda memaksakan mencampur tanpa mengganti spare part dan oli kompresor maka dipastikan kompresor macet / rusak serta sering freon habis karena bocor. Oli kompresor R – 12 adalah ND-OIL6 (mineral oil) atau ND-OIL7 sedangkan Oli kompresor R134a adalah ND-OIL8 (synthetic oil) atau ND-OIL9.

Berikut hal – hal yang perlu dilakukan untuk pindah dari R – 12 ke R 134a
Sparepart yang perlu diganti agar sistem R – 12 bisa diganti R134a yaitu : ( http://saft7.com/index.php?p=167 )
Seal / Penyekat/ O-Ring
Pada sistem AC R12, digunakan NBR(Nitrile Butadiene Rubber) sebagai bahan dasar penyekat/seal termasuk O-Ring, Lip-Seal pada kompresor dan selang-selangnya.
Sialnya, NBR ini larut dengan freon R134a karena akan mengembang dan membusa!
Sistem R134a menggunakan RBR (Rubber in Behalf of R134a), jadi bisa dibilang karet sealer khusus R134a.
Secara fisik O-Ring untuk R134a lebih tebal (gemuk) ketimbang R12.
Hose / Selang Tekanan Tinggi dan Rendah
Sampai saat ini selang tekanan tinggi dan rendah menggunakan NBR. Artinya jika tetap digunakan untuk sistem R134a akan menyebabkan freon bocor!
Jadi.. selang harus disesuaikan dengan sistem R134a.
Dryer-Receiver
Sampai sekarang isi dryer-receiver menggunakan Silica-Gel untuk menghilangkan uap air, sehingga untuk R134a dibutuhkan lebih banyak Silica-Gel. Untuk memisahkan air pada R134a digunakan Zeolite untuk menggantikan Silica-Gel.
Sistem Sambungan Pipa/Selang
Sistem penyekatan pada sambungan selang/pipa pun berbeda antara sistem R12 dengan R134a.
Hingga perubahan pada katup/socket pengisian freon pun berubah.
Magnetic Clutch
Tekanan pada suhu tinggi R134a lebih tinggi dari R12, sehingga kompresor butuh tenaga lebih besar untuk mengkompresi freon. Jelas akhirnya butuh model Magnetic Clutch yang berdaya kerja lebih baik dan kuat, selain itu rotor dan bearing pun dibuat spek yang lebih baik dari sistem sebelumnya.
Kalau magnetic clutch tidak disesuaikan… jelas sistem tidak akan bekerja dengan baik.
Condenser
Pada sistem R134a, tekanan pada sisi tekanan tinggi lebih besar ketimbang R12, sehingga terlihat perubahan bentuk pada fin yang dibuat lebih rapat dengan tube yang lebih tipis/ramping agar dapat melepas radiasi panas lebih baik.
Pressure Switch
Dari hal-hal di atas sudah terlihat bahwa tekanan dalam sistem R134a lebih besar dari R12, tentunya Pressure Switch yang dipakai untuk ON/OFF kompresor perlu berubah juga.
Expansion Valve dan Evaporator Pressure Regulator (EPR)
Akibat tekanan yang lebih tinggi maka bukaan klep pada expansion valve dan EPR juga disesuaikan sehingga kapasitas pendinginannya sama dengan R12.

Untunglah sekarang ada Musi Cool refigerant buatan Pertamina yang lebih ramah lingkungan dan cocok mnggantikan sistem R – 12 maupun R – 134a tanpa perlu mngganti sparepart.