Sistem dan Cara Kerja AC (Air Conditioner)

Sistem pendingin udara modern pertama dikembangkan sekitar tahun 1902. Awal mulanya dirancang untuk memecahkan masalah kelembaban di perusahaan penerbitan karena kertas akan menyerap kelembaban dari udara musim panas yang hangat, sehingga menyulitkan ketika penggunaan teknik tinta berlapis, sehingga diperlukan pipa yang mengalirkan udara ke dalam gedung dengan meniup udara dingin. Udara didinginkan saat melintas di pipa dingin, dan karena udara dingin tidak selembab udara hangat, proses ini dapat mengurangi kelembaban di dalam pabrik dan menstabilkan kadar air di kertas. Mengurangi kelembaban juga memiliki sisi manfaat untuk menurunkan suhu udara.

AC atau air conditioner (pendingin udara) merupakan proses yang sebenarnya digunakan untuk mengurangi suhu udara yang mengisi sebuah ruangan berdasarkan prinsip ilmiah yang sangat sederhana. Sebenarnya, AC sangat mirip dengan alat lain di rumah kita seperti kulkas. AC tidak memiliki casing eksterior seperti kulkas untuk melindungi kotak yang dingin. Sebaliknya, dinding di rumah kita merupakan casing yang menjaga udara dingin yang telah diproses oleh AC agar tidak keluar.

Dasar Cara Kerja AC
AC menggunakan pendingin untuk menurunkan suhu udara dalam ruangan, memanfaatkan hukum fisika: Ketika cairan berubah menjadi gas (dalam proses yang disebut fase konversi) akan menyerap panas. AC mengeksploitasi sifat konversi ini dengan memaksa senyawa kimia khusus menguap dan mengembun secara berulang-ulang dalam sistem kumparan tertutup.

Senyawa yang terlibat adalah refrigeran yang memiliki sifat yang memungkinkannya untuk berubah pada suhu relatif rendah. Dalam komponen AC juga terdapat kipas yang menggerakkan udara panas melalui kumparan yang berisi refrigeran.
Ketika udara panas mengalir di atas pendingin, tekanan rendah menguapkan kumparan, refrigeran di dalamnya menyerap panas karena perubahan dari cair menjadi gas. Untuk menjaga pendinginan tetap efisien, AC harus mengubah gas pendingin kembali menjadi cairan lagi. Untuk melakukannya, kompresor menempatkan gas di bawah tekanan tinggi, sebuah proses yang menciptakan panas. Semua panas tambahan yang diciptakan oleh proses kompresi gas ini kemudian dialirkan ke luar dengan bantuan set kumparan lain yang disebut kondensor, dan dibantu kipas lainnya. Itulah sebabnya ketika kita mendekat ke mesin AC yang biasa ada di luar ruangan, udara di sekitarnya akan terasa lebih panas. Ketika gas mendingin akan berubah kembali menjadi cairan, dan proses di atas dimulai lagi. Ini merupakan proses siklus yang tak berujung.

Kita dapat melihat bahwa ada dua hal yang berbeda terjadi di sebuah perangkat AC. Refrigeran yang mendinginkan udara dalam ruangan, dan gas yang dihasilkan secara terus menerus dikompresi dan didinginkan untuk diubah kembali ke cairan.

Bagian-Bagian dari Sebuah AC
Ada berbagai macam AC yang digunakan di rumah dan gedung-gedung, dan masing-masing memiliki bagian yang berbeda-beda pula tergantung kapasitas dan teknologi yang digunakan. Cara kerja utama dari AC adalah untuk mendinginkan udara dalam ruangan, tapi sebenarnya bukan hanya itu yang dikerjakannya. AC memantau dan mengatur suhu udara melalui termostat. Selain itu juga memiliki filter khusus untuk menghilangkan partikel-partikel dalam udara dari sirkulasi. AC berfungsi sebagai penurun suhu, karena suhu adalah komponen kunci dari kelembaban relatif, mengurangi suhu dari volume udara lembab menyebabkannya melepaskan sebagian kelembaban. Itu sebabnya AC memiliki saluran air untuk membuang sisa-sisa kelembaban yang terumpul, terutama ketika beroperasi pada hari yang lembab.

Bagian utama dari sebuah AC mengelola pendingin dan menggerakkan udara dua arah: di dalam ruangan dan di luar. Bagian utamanya antara lain:

• Evaporator: Menerima refrigeran cair
• Kondensor: Menangani perpindahan panas
• Katup ekspansi: Mengatur aliran refrigeran ke evaporator
• Kompresor: Sebuah pompa yang menekan refrigeran

Sisi dingin AC berisi evaporator dan kipas yang mengalirkan udara di atas kumparan pendingin dan ke dalam ruangan. Sisi panas berisi kompresor, kondensor dan kipas lain untuk mengalirkan udara panas yang dihasilkan dari refrigeran dan dikompresi ke luar. Di antara dua set kumparan, ada sebuah katup ekspansi untuk mengatur jumlah refrigeran cair yang dikompresi ke evaporator. Setelah di evaporator, refrigeran mengalami penurunan tekanan, mengembang dan berubah kembali menjadi gas. Kompresor sebenarnya berupa pompa listrik besar yang menekan gas pendingin untuk mengubahnya kembali menjadi cairan. Di dalam AC ada beberapa sensor tambahan seperti timer dan katup, tapi evaporator, kompresor, kondensor dan katup ekspansi merupakan komponen utama dari sebuah AC.

Komposisi di atas adalah susunan AC konvensional, tapi ada juga beberapa variasi yang berbeda-beda. Terdapat jenis AC yang memiliki semua komponen di atas terpasang ke dalam kotak logam yang relatif kecil yang dipasang di bagian atas dinding ruangan. Ventilasi udara panas terdapat di belakang unit, sedangkan kumparan kondensor dan kipas angin serta sirkulasi udara terdapat dalam ruangan. AC yang lebih besar memiliki cara kerja yang sedikit berbeda: AC pusat berbagi tempat antara kontrol termostat dengan sistem pemanas, sedangkan kompresor dan kondensor yang merupakan sisi yang menghasilkan panas tidak berada di dalam ruangan. Pada bangunan yang sangat besar, seperti hotel dan rumah sakit, unit kondensasi eksterior biasanya dipasang di atap.

Sistem Pendingin AC Hemat Energi
Karena meningkatnya biaya listrik dan tren Go Green yang berkembang akhir-akhir ini, banyak orang yang beralih ke metode pendinginan alternatif untuk menghemat biaya dan ramah lingkungan. Tidak hanya konsumen rumahan, perusahaan dan bisnis besar juga mulai menggunakan sistem pendingin alternatif.
Sistem pendingin es adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengurangi biaya listrik tinggi selama suhu yang panas. Pendingin es sangat sederhana seperti namanya. Tangki besar berisi air yang membeku menjadi es pada malam hari, ketika kebutuhan energi tidak terlalu tinggi. Keesokan harinya, sistem seperti AC konvensional memompa udara dingin dari tangki es ke dalam gedung. Pendingin es cukup menghemat uang, mengurangi polusi, menurunkan konsumsi listrik dan dapat digunakan bersama sistem konvensional. Kelemahan dari pendingin es adalah biaya sistem yang masih mahal dan memerlukan banyak ruang.

Sebuah sistem pendingin es adalah cara yang bagus untuk menghemat uang dan menghemat energi, tetapi harga dan ruang yang terbatas menjadi kendala. Salah satu cara lain untuk menghemat biaya energi adalah dengan menggunakan sistem pemanas dan pendingin geo-thermal, juga dikenal sebagai ground source heat pumps (GSHP) yang dianggap sistem paling hemat energi dan ramah lingkungan dari semua sistem pendingin ruang, tapi mungkin saat ini masih belum umum digunakan di Indonesia.
Meskipun bervariasi, dengan jarak sekitar 2-3 meter di abawah tanah memiliki suhu bumi berkisar hingga 25 derajat Celsius. Prinsip dasar di balik teknologi geo-thermal adalah dengan menggunakan suhu konstan ini sebagai sumber panas, bukan menghasilkan panas dengan listrik.
Jenis yang paling umum dari geo-thermal untuk rumah adalah sistem loop tertutup. Pipa Polyethylene yang dikubur di bawah tanah, baik secara vertikal seperti sumur atau horizontal di kedalaman 1-3 meter, dapat juga dikubur di bawah kolam. Air atau campuran air yang tidak membeku dipompa melalui pipa-pipa ini. Selama cuaca dingin, cairan mengumpulkan panas dari bumi dan membawanya melalui sistem dan mengalir ke dalam gedung sehingga menghasilkan pemanas ruangan. Selama suhu panas, sistem membalikkan cara kerjanya untuk mendinginkan bangunan dengan menarik panas dari bangunan, membawanya melalui sistem dan menempatkannya di tanah.

Bagikan Artikel ini