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.

cara kerja sistem AC

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.
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.
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.

Efek dari Pendingin Ruangan (AC)

Tanpa sadar kita menghabiskan sebagian waktu di dalam ruangan berpendingin udara atau air conditioner (AC). Mulai dari kantor, mobil, angkutan umur, pertokoan, hingga kamar tidur.

Kita sekadar mencari kenyamanan di tengah iklim tropis yang mudah membuat gerah. Tanpa peduli efek buruk di balik kenyamanan hawa dingin yang dihasilkan mesin penyejuk ruangan. Apa saja efek buruknya?

1. Gemuk
Sejumlah penelitian menguatkan tudingan bahwa suhu udara yang nyaman menjadi salah satu dari 10 penyebab utama kenaikan berat badan. Suhu udara yang nyaman seringkali membuat kita malas bergerak.

Minimnya aktivitas tubuh meniadakan pelepasan energi pembakaran lemak. Dalam jangka panjang, timbunan lemak akan terakumulasi dan memicu obesitas. Sebab itu, mereka yang terbiasa hidup di ruangan berpenyejuk ruangan disarankan memiliki jadwal rutin berolah raga untuk membakar lemak tubuh.

2. Sick Building Syndrom
Perbedaan suhu udara antara ruangan berpendingin udara dan luar ruang bisa mempengaruhi daya tahan tubuh. Beranjak ke ruang dingin dalam kondisi bercucur keringat usai melakukan aktivitas di bawah sinar matahari bisa mengakibatkan sakit kepala, lemas, sesak napas, bahkan sulit berkonsentrasi.

3. Penularan penyakit
Hampir semua ruang berpendingin udara minim ventilasi. Kondisi ini membuat sirkulasi udara tidak lancar dan hanya menghasilkan udara daur ulang. Saat salah satu penghuninya membawa virus, otomatis virus itu akan terperangkap di ruangan sehingga berpotensi menular ke penghuni lain dengan cepat.

4. Penuaan kulit
Mesin pendingin udara bekerja menurunkan temperatur udara dengan menangkap partikel-partikel air di udara untuk memproduksi hawa dingin. Kondisi ini secara tak langsung menurunkan kelembaban udara yang memicu masalah kulit kering.

Jika sebagian besar waktu kita habis di ruang berpendingin udara biasakan menggunakan pelembab ekstra untuk kulit. Kita harus memiliki trik untuk menjaga kelembaban kulit demi mempertahankan elastisitasnya

Berbagai efek buruk itulah yang kemudian dijadian acuan untuk mengembangkan teknologi pendingin udara yang lebih menyehatkan. Tak heran, jika kita sering melihat mesin pendingin udara yang menjanjikan perlindungan dari virus dan sebagainya

Minyak Goreng Ubah Atap Rumah Jadi Pendingin Ruangan

NEW YORK - Sebuah materi baru terbuat dari minyak goreng untuk memasak dapat mengubah atap rumah Anda bersifat seperti bunglon. Campuran minyak goreng tersebut mengubah atap rumah menjadi properti optik, memantulkan matahari saat terik dan menyerap sinar matahari saat cuaca dingin.

Dengan kata lain, atap tersebut akan berfungsi sebagai sistem penghangat dan pendingin ruangan di rumah Anda. Ide menggunakan bahan bangunan dan atap khusus untuk mengurangi biaya energi rumah tangga sebenarnya bukanlah sesuatu hal yang baru.

Sebelumnya, atap ramah lingkungan dibuat hanya untuk satu musim. Contohnya, atap 'pendingin' yang memantulkan cahaya matahari, membantu menyejukkan rumah dikala musim panas. Namun akibatnya, ketika musim dingin tiba, atap tersebut tidak dapat difungsikan.

Dilansir LiveScience, Selasa (23/3/2010), atap baru yang diciptakan perusahaan teknologi United Environment and Energy bisa berfungsi di dua musim dan cuaca yang berbeda. Atap tersebut dibuat dari polymer berbahan dasar minyak goreng yang bertalian dalam rantai molekul yang panjang dan mengeras menjadi bahan plastik.

"Kuncinya adalah bahan rahasia di dalam polymer yang mengubah atap menjadi properti optik. Bahan ini bukan mengubah warna atap, melainkan mengubah temperatur suhu," kata Vice President United Environment and Energy Ben Wen.

Wen menyebutkan, jika dibandingkan dengan atap konvensional, atap berbahan bio ini dapat mengurangi biaya sistem pendingin dan penghangat ruangan.

"Atap seperti ini akan menghemat biaya bahan bakar dan energi listrik serta mengurangi emisi bahan organik yang mudah menguap. Sebagai tambahan, atap ini juga mengurangi limbahy jutaan galon minyak bekas memasak yang biasa digunakan untuk memasak nugget ayam dan kentang goreng

Prinsip Umum Sistem Refrigerasi

Tentu saja secara alami energi panas hanya dapat berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Untuk terus menerus memindahkan energi panas dari ruangan yang dingin ke lingkungan yang lebih panas diperlukan suatu sistem refrigerasi.

Secara sederhana dapat dikatakan bahwa sistem refrigerasi harus memiliki “bagian dingin” dan “bagian panas”. Agar ruangan menjadi lebih dingin, energi panas harus diserap dari dalam ruangan oleh “bagian dingin” sistem refrigerasi dan dibuang melalui “bagian panas” sistem refrigerasi. Tentu saja sesuai hukum ke-2 thermodinamika, tidak mungkin suatu siklus sistem apapun dapat bekerja secara kontinu memindahkan energi panas dari “bagian dingin” ke “bagian panas” tanpa memerlukan input energi dari luar. Pada penggunaan air conditioning, umumnya input energi ini berupa energi listrik yang digunakan untuk menggerakkan kompresor mekanik. Lalu bagaimana sebuah sistem refrigerasi modern bekerja?

Sistem refrigerasi modern memanfaatkan sifat cairan yang dapat menyerap kuantitas panas yang besar pada saat penguapan (evaporasi) dan melepaskan kuantitas panas yang besar pada saat pengembunan (kondensasi). Baik evaporasi dan kondensasi dapat terjadi pada suhu tertentu yang dikenal sebagai titik didih atau titik embun. Nilai titik didih atau titik embun ditentukan oleh tekanan fluida. Pada tekanan yang tinggi, titik didih akan menjadi lebih tinggi dan pada tekanan yang lebih rendah, titik didih akan menjadi lebih rendah.

Jika kita turunkan tekanan suatu fluida sehingga suhu didihnya menjadi lebih rendah daripada suhu ruangan, maka fluida tersebut akan mendidih dan menguap (evaporasi). Untuk berubah fase dari cairan menjadi gas, fluida memerlukan energi panas. Energi panas ini akan diambil oleh fluida dari ruangan sehingga ruangan akan menjadi dingin dan panas digunakan oleh fluida untuk berubah wujud menjadi fase gas. Komponen yang mengakibatkan evaporasi dikenal sebagai evaporator.

Setelah fluida menyerap aliran kalor dari ruangan dan berubah menjadi gas, energi panas yang berhasil diserap harus dibuang ke lingkungan luar. Akan tetapi tekanan fluida masih rendah, jika diekspos langsung ke “bagian panas” dari sistem, fluida ini malah akan menyerap lebih banyak panas karena titik didih masih lebih rendah daripada suhu lingkungan. Agar energi panas dapat dibuang, fluida dalam bentuk gas ini harus memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada lingkungan luar. Supaya titik didih lebih tinggi, tekanan fluida harus dinaikkan. Komponen yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida dikenal sebagai kompresor. Setelah melalui kompresor, tekanan fluida akan menjadi lebih tinggi.

Setelah melalui kompresor, fluida akan memiliki tekanan dan  titik didih yang lebih tinggi dari lingkungan. Karena titik didih fluida lebih tinggi dari lingkungan, proses kebalikan dari apa yang terjadi di evaporator terjadi. Fluida gas akan berubah wujud menjadi cair (kondensasi) dan membuang aliran energi panas ke lingkungan. Agar siklus lengkap, supaya fluida dapat dialirkan ke evaporator lagi tekanan fluida harus diturunkan oleh alat yang dikenal sebagai expansion valves.

Pendingin Ruangan dengan Tenaga Panas Matahari: Revolusi Air Conditioning untuk Masa Depan

Bayangkan pada saat anda berjalan di siang hari, di jalan-jalan kota besar. Bayangkan matahari bersinar terik, membuat anda berkeringat kepanasan. Kemudian anda berjalan memasuki suatu supermarket atau toko, hal apa yang pertama kali anda rasakan? Pada umumnya anda akan merasakan bahwa udara panas di luar akan berubah seketika menjadi udara sejuk di dalam ruangan. Setiap kali anda mengalami hal ini, anda sedang menikmati suatu sistem teknologi modern yang dikenal sebagai air conditioning. Air conditioning adalah sistem pengaturan suhu dan kelembaban untuk kenyamanan thermal manusia.  Penggunaan sistem air conditioning yang semakin meningkat di berbagai pertokoan, kantor-kantor, kendaraan pribadi, gedung sekolah dan kampus menjadi hal yang biasa dalam kehidupan kita sehari-hari. Tren perkembangan penggunaan sistem air conditioning  menunjukkan perkembangan yang sangat pesat di seluruh dunia.
Sayangnya, konsumsi energi listrik pada sistem air conditioning konvensional relatif sangat tinggi. Konsumsi energi listrik yang begitu besar menuntut daya listrik yang besar pula. Mengingat bahwa listrik pada umumnya masih dihasilkan oleh bahan bakar fosil, penggunaan air conditioning secara tidak langsung juga berkontribusi secara signifikan terhadap emisi gas rumah kaca. Emisi gas rumah kaca menyebabkan peningkatan efek pemanasan global. Karena suhu lingkungan makin panas, makin banyak industri dan rumah tangga yang menggunakan perangkat AC dan menyebabkan emisi gas rumah kaca yang semakin banyak. Hal ini membuat siklus emisi dan pemborosan energi yang tiada habisnya.

Mengingat bahwa menghambat laju penggunaan sistem air conditioning adalah hal yang nyaris mustahil, diperlukan solusi ramah lingkungan untuk sebuah sistem air conditioning baik dari segi proses maupun dari sumber energi yang digunakan. Solusi untuk masa depan untuk pemenuhan energi yang berkelanjutan memerlukan sebuah sistem yang menggunakan energi terbarukan dan sekaligus ramah lingkungan.

Salah satu sistem yang memiliki prospek kedepan dalam hal air conditioning dengan energi terbarukan adalah sistem solar thermal cooling, pendinginan ruangan dengan menggunakan panas matahari. Menghasilkan udara yang dingin dengan menggunakan panas matahari sekilas tampak konyol. Pada umumnya matahari dikenal selama berabad-abad sebagai sumber panas. Namun dengan menggunakan teknologi modern, ada beberapa proses thermal yang dapat menggunakan energi panas matahari untuk menggerakkan suatu proses pendinginan.

Salah satu proses thermal yang dapat digunakan untuk menggerakkan proses pendinginan adalah suatu proses refrigerasi yang dikenal sebagai absorption chilling. Secara umum, suatu sistem refrigerasi bertugas untuk memindahkan energi panas dari suatu ruangan tertutup ke lingkungan, agar suhunya lebih rendah dari suhu lingkungan.

Berikutnya akan dijelaskan tentang:

1. Prinsip Umum Sistem Refrigerasi Modern
2. Perbedaan Proses Refrigerasi Konvensional dengan Sistem Solar Thermal Cooling
3. Keunggulan Utama Sistem Solar Thermal Cooling

Ket: Bagian 1 dan 2 merupakan penjelasan teknis dari sistem pendingin. Jika pembaca tidak tertarik dengan detail teknis silahkan langsung membaca bagian 3.

Perbedaan Proses Refrigerasi Konvensional dengan Sistem Solar Thermal Cooling

Lalu dimanakah letak perbedaan antara sistem refrigerasi dengan listrik biasa dan dengan panas matahari? Pada prinsipnya tidak ada perbedaan kecuali pada bagaimana fluida dapat dinaikkan titik didihnya sehingga dapat mengembun (kondensasi) pada kondenser. Pada sistem biasa yang menggunakan input listrik, titik didih ini dicapai dengan menggunakan kompresi mekanik. Pada sistem pendingin yang menggunakan energi matahari, titik didih ini dicapai dengan menggunakan “kompresi thermal”. Bandingkan gambar siklus di bawah ini dengan diagram skema pendinginam konvensional pada gambar sebelumnya.

Bagaimanakah kompresi thermal bekerja? Kompresi thermal bekerja dengan menggunakan kombinasi generator, absorber,  pompa dan heat exchanger  untuk menggantikan kerja kompresor. Fluida yang praktis untuk digunakan adalah campuran air dengan LiBr. Fungsi dari penggunaan larutan LiBr adalah untuk menaikkan titik didih dari air, namun menurunkan tekanan uap saturasi dari air.

Fluida bersuhu dan tekanan rendah memasuki “bagian dingin” evaporator dan menguap dengan menyerap energi panas dari lingkungan. Setelah melalui evaporator, uap fluida bersuhu dan tekanan rendah memasuki absorber yang memiliki larutan yang rendah kadar airnya. Larutan ini menyerap refrigerant dan bertambah kadar airnya. Proses penyerapan ini bersifat eksothermik sehingga energi panas dibuang ke lingkungan pada proses ini. Larutan yang kadar airnya tinggi dipompa sehingga larutan bergerak memasuki generator. Pada generator, energi di supply dengan menggunakan energi panas matahari,  sehingga uap air terbentuk pada tekanan yang tinggi. Uap bertekanan tinggi ini diembunkan di kondenser sehingga melepas energi panas ke lingkungan. air yang telah berkondensasi diturunkan tekanannya menggunakan expansion valves lalu dikembalikan ke evaporator dan begitu siklus terus berlanjut. Pada proses ini, input energi panas matahari pada generator menggantikan input energi listrik pada kompresor. Di sini digunakan pompa juga untuk mengalirkan fluida namun dayanya jauh lebih kecil daripada daya kompressor (dapat diabaikan). Penyerapan panas terjadi pada evaporator, sama dengan sistem konvensional dan pembuangan panas terjadi pada absorber dan kondenser.   Dengan menggunakan sistem yang dikenal sebagai absorption chilling ini, energi listrik yang mahal dapat digantikan oleh panas matahari menggunakan proses kompresi. Jika panas matahari sedang tidak mencukupi dapat di backup juga dengan menggunakan pemanas gas.