Sistem AC

Tekanan - Temperatur AC System

Tekanan yang ditingkatkan oleh compressor A/C akan menaikkan titik didih dari bahan pendinginnya (refrigerant). A/C system dirancang untuk beroperasi agar temperatur udara yang tepat dapat dihasilkan untuk melepaskan panas dari udara ruangan penumpang.
Ada hubungan yang membatasi antara cairan bahan pendingin dan uap air dalam udara. Ketika refrigerant yang terkurung dalam sistem A/C ditingkatkan temperaturnya maka ia akan selalu menghasilkan peningkatan dalam tekanannya, walaupun compressor A/C tidak beroperasi pada saat itu.
Titik didih dari R-12 di tempat ketinggian permukaan air laut adalah -29.79•. Tetapi temperatur titik didih ini akan lebih rendah dari (-26.5•) pada system R-134a, dimana tekanan yang terbaca juga cenderung menjadi lebih rendah karena hubungan tekanan-temperaturnya.
Tekanan A/C diekspresikan dalam gauge dengan tekanan positive dalam kg/cm2 atau tekanan negative (Vacuum) dalam cmHg.

Prinsip pendinginan

Perubahan kondisi dari bahan pendingin itu mempunyai kemampuan merubah panas. Pada umumnya, alat pendingin (refrigerator) mengoperasikan refrigerant untuk menghisap panas uadara disekelilingnya. Ada berbagai macam cara kerja refrigerator ini:
1) Pendinginan dengan mengabutkan panas
Cara ini akan membuat bahan cair pendingin mudah dikabutkan, maka ketika ia akan melakukan proses pendinginan ia akan menarik dan melepaskan panas dari bahan itu. Contoh system ini adalah:
- Vapor compression refrigerator

- Suction refrigerator
- Nitrogen refrigerator
2) Pendinginan dengan menghilangkan panas
Cara itu dilakukan dengan menghisap panas (79.68kcal/kg) pada suhu 0• ketika es dicairkan.
3) Pendinginan dengan mensublimasi panas
Cara itu digunakan pada es kering, dimana es kering akan menghisap panas dari udara sekitarnya sehingga membuat es kering itu menjadi gas.
Saat itu juga ia akan membuat panas udara disekitarnya menurun karena suhu sublimasi dari es kering itu.

4) Pendinginan dengan pemampatan bahan pendingin
Jika uap cair bahan pendingin ini ditekan lalu disemburkan dan dikeluarkan pada ruang bertekanan rendah, temperaturnya akan meurun, sehingga akan membuat panas disekitarnya menurun.

Refrigerant

Bahan ini akan menyalurkan panas dari sisi temperatur rendah ke sisi temperatur tinggi, dimana ia akan berubah dari cair ke gas pada tempat bertemperatur rendah dan dari gas ke cair di tempat bertemperatur tinggi. Bahan pendingin ini harus dipadatkan dengan mudah di bawah tekanan yang rendah.

Refrigerant

Bahan ini akan menyalurkan panas dari sisi temperatur rendah ke sisi temperatur tinggi, dimana ia akan berubah dari cair ke gas pada tempat bertemperatur rendah dan dari gas ke cair di tempat bertemperatur tinggi. Bahan pendingin ini harus dipadatkan dengan mudah di bawah tekanan yang rendah.

Kondisi refrigerant

1. Titik didihnya rendah: Jika menggunakan bahan pendingin yang terlalu tinggi titik didihnya, tekanan hisapan compressor akan sangat rendah. Kemungkinan bahan yang dialirkan tercampur gas yang tidak dipadatkan dan bahan pendingin ini akan bocor jika perbedaan tekanan terjadi terlalu besar.
2. Panas latent dalam menguapkan bahan pendingin ini harus tinggi: Jika panas latent saat penguapan tinggi, sungguhpun bahan pendingin ini tidak banyak diuapkan, pendinginan dapat dioperasikan secara efisien.
3. Tekanan kondensasi harus selalu rendah: Jika tekanan gas itu terlalu rendah, maka gas yang tidak dikondensasi dapat dialirkan, tetapi jika tekanan gas terlalu tinggi, sistem itu akan mudah rusak.
4. Volume uap airnya harus kecil: Semakin kecil volume uap air yang dihisap oleh compressor, maka semakin kecil juga jumlah uap air yang dikeluarkan.
5. Gas yang dikeluarkan dari compressor harus rendah: Jika gas yang dikeluarkan compressor tinggi, maka tidak hanya efisiensi volume yang dikurangi tetapi juga oil akan jadi karbon atau dipastikan fungsi pelumasan akan dapat berkurang juga.
6. Temperatur kritis harus cukup tinggi: Jika temperatur kritis rendah, hal itu tidak bisa digunakan sebagai bahan pendingin sebab bahan pendingin itu tidak dapat diuapkan.
7. Karat yang rendah: Bahan pendingin tidak memerlukan bahan berkarat di dalam sistem itu.
8. Non-conductor: Bahan itu selain harus tidak berkarat juga bukan pengantar, dan nilai voltase harus tinggi

Penerapan R-134a

Efek kerusakan pada lapisan ozon dan lingkungan karena Chloro-Fluoro-Carbons (CFC), yang digunakan pada air conditioning system kendaraan, merupakan masalah yang sudah diketahui. Di tahun terakhir ini, dunia tengah membiayai dalam meningkatkan perhatian terhadap masalah yang berhubungan dengan perlindungan lingkungan hidup. Perhatian terbesar di antara masalah itu adalah kerusakan pada lapisan ozon.
Lapisan ozon berfungsi untuk menyaring sinar matahari ultra violet yang berbahaya, dengan demikian perlindungan hidup di atas bumi dapat dilakukan. Untuk itu R-12 yang telah lama digunakan sebagai bahan pendingin untuk proses air conditioning system kendaraan perlu dipertimbangkan, ilmuwan telah menemukan bahwa R-12 adalah salah satu penyebab dari unsur perusak lapisan ozon. Untuk menggantikannya sebagai bahan pendingin baru, R-134A, telah dikembangkan.

R-134A telah terpilih sebagai cairan alternatif yang tidak punya potensi untuk merusak ozon, dengan sifat termodinamik serupa dengan R-12 yang lalu. Ada perbedaan penting antara dua bahan pendingin ini. Yang paling penting, oil yang digunakan dalam R-12 dan R-134A tidaklah dapat dipertukarkan dan tidak bisa dicampur, walaupun sedikit. Artinya untuk mencegah pencemaran dan penggunaan peralatan servis untuk masing-masing jenis bahan pendingin diperlukan. Sebagai tambahan, R-134a jauh lebih dapat larut dalam air, maka fitter-driers harus mempunyai penyerapan yang lebih besar dan A/C system yang menggunakan R-134a memerlukan special hose sebab R-134A system beroperasi pada tekanan yang sedikit lebih tinggi dibanding R-12 system pada temperatur yang sama.

R-134a characteristics

Keuntungan:

1. Tidak ada CI
2. Menstabilkan struktur molekul.
3. Struktur thermodynamika serupa dengan R-12.
4. Tidak dapat terbakar dan tidak beracun.

Kerugian:

1. Pendinginan menurun pada saat suhu kondensasi sama dengan R-12.
2. Masalah penggunaan bahan karet dan plastik.
3. Tidak – tercampur dengan compressor oil (Mineral oil).

Pendinginan air conditioning

Ada 4 langkah operasi pendinginan, dan refrigerant disirkulasikan berulang kali dengan perubahan-perubahan sebagai berikut (Cair Uap Cair).

Evaporasi:

Refrigerant dirubah dari cairan ke gas dalam evaporator. Cairan refrigerant dikabutkan oleh hisapannya sendiri dimana saat proses evaporasi panas latent dibutuhkan dari udara disekitar evaporator.
Udara melepaskan panas untuk didinginkan, dan dialirkan ke dalam ruang dalam kendaraan oleh cooling fan; sambil menurunkan temperatur ruangan itu. Cairan refrigerant itu disalurkan dari expansion valve di dalam evaporator kemudian sekaligus menjadi uap refrigerant, dan perubahan itu terjadi berulang kali dari kondisi cair ke gas.

Tekanan dan temperatur dalam perubahan itu selalu berkaitan, jika tekanan di-set maka temperatur juga akan di-set. Untuk pengabutan yang dilakukan saat temperatur lebih rendah dari perubahan itu (Cair -> Gas) dalam kondisi seperti diatas, tekanan dalam evaporator juga harus dibuat tetap rendah. Karena itu, gas dari refrigerant yang dikabutkan haruslah dikurangi secara kontinyu keluar evaporator oleh hisapan compressor.

Kompresi:

Refrigerant ditekan dalam compressor sampai kondisinya menjadi cair dengan temperature yang tinggi. Gas refrigerant dalam evaporator dihisap oleh compressor akan membuat tekanannya tetap rendah didalam evaporator, dan untuk membuat cairan refrigerant menjadi gas secara dinamis pada temperature yang rendah (0•). Maka tekanan gas refrigerant ditekan dalam cylinder, dan berubah menjadi tinggi, sehingga temperatur dan tekanan refrigerant akan mudah menjadi cair walaupun proses pendinginan dalam temperatur yang lebih tinggi.

Kondensasi:
Refrigerant dirubah dari gas menjadi cair dan didinginkan dari temperatur yang tinggi didalam condenser. Refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan tinggi itu dipancarkan dalam condenser menjadi cairan dan disalurkan ke receiver drier. Hal itu juga dinamakan proses kondensasi panas. Panas yang tinggi dari refrigerant itu dapat dikeluarkan oleh condenser sehingga refrigerant menjadi dingin dan dapat melakukan proses penyerapan panas di ruangan dalam kendaraan.

Ekspansi:
Tekanan cairan refrigerant diturunkan oleh expansion valve. Hal itu disebut proses ekspansi, dimana gas bertekanan itu dikabutkan dengan mudah dalam evaporator sehingga refrigerant menjadi gas, dan expansion valve ini mengatur aliran cairan refrigerant sambil menurunkan tekanannya.
Cairan refrigerant yang dikabutkan ini dalam evaporator di-set oleh tingkat pendinginan yang harus dilakukan dibawah temperatur pengabutan. Untuk itu, penting untuk mengontrol jumlah refrigerant yang dibutuhkan dengan melakukan pengecekan yang benar.

Magnetic clutch

ungsi
Magnetic clutch dipasangkan pada compressor pulley. Magnetic clutch berputar dan menyalurkan putaran engine ke compressor, berdasarkan operasi thermostat dan operasi High / Low pressure switch.

Cara Operasi
a) Saat arus mengalir ke magnetic coil (ON)
- Pulley assembly (Armature & Rotor Frame) dan clutch pad masing-masing dihubungkan.
b) Saat arus diputus aliriannya ke magnetic coil (OFF)
- Pulley assembly (Armature & Rotor Frame) dan clutch pad masing-masing dilepaskan.
- Clutch pad tidak menghubungkan rotor dalam pulley assembly. Sehingga, V-belt berputar bebas.

Compressor AC

Fungsi
Compressor merupakan unit tenaga dalam A/C system. Ia akan memompa gas refrigerant dibawah tekanan dan panas yang tinggi pada sisi discharge (sisi tekanan tinggi dari system) dan menghisap gas bertekanan rendah pada sisi intake (sisi tekanan rendah).

a) Fungsi penghisap: proses ini membuat cairan refrigerant dari evaporator dikondensasi dalam temperatur yang rendah ketika tekanan refrigerant dinaikkan.
b) Fungsi penekanan: proses ini membuat gas refrigerant dapat ditekan sehingga membuat temperatur dan tekanannya tinggi lalu disalurkan ke condenser, dan dikabutkan pada temperatur yang tinggi.
c) Fungsi pemompaan: proses ini dapat dioperasikan secara kontinyu dengan mensirkula-sikan refrigerant berdasarkan hisapan & kompresi.

Pelumasan

Oil pada compressor tersekat dalam ruang oil dan disalurkan ke tiap bagian bersama dengan aliran tekanan gas refrigerant. Jika compressor dioperasikan, oil dalam compressor akan dikirimkan karena tekanan yang dikirimkan ke block dibagian bawah dari kedua sisi penampang-rotary, needle bearing, dan shaft seal melalui lubang oil. Compressor akan mengakhiri pelumasan, dan mengembalikan oil ke ruang bawah melalui suction hose.

Safety valve (Pressure Relief Valve)

Alat ini berfungsi menstabilkan A/C system ketika menyalurkan refrigerant dan oil melalui PRV ketika tekanan tinggi terjadi dalam compressor untuk mencegah A/C system setelah dideteksi bahwa tekanan A/C meningkat ketika condenser fan rusak, refrigerant overcharged (tekanan melewati batas), dan A/C system terjadi penyumbatan.
Oleh karena itu, refrigerant dan oil harus diisi dan diinjeksi lagi ke dalam A/C system setelah mengoperasikan PRV.

Fungsi pengaman belt lock safety

Fungsi pengaman belt lock safety
Ketika mengembangkan engine, jenis belt – 1 umumnya ditujukan untuk mengurangi tenaga yang hilang. Jika bagian dalam A/C compressor dihubungkan ke belt – 1 terjadi kemacetan atau terjadi clutch slip, maka belt itu bisa putus. Untuk itu fungsi belt lock control dipasangkan, dan ada beberapa jenis belt seperti berikut ini.

1. Speed sensor type:
Perlindungan ini dengan cara memutus tenaga compressor ke belt karena terlampauinya perbandingan batas slip normal yaitu perbandingan RPM engine dan RPM compressor dan hal itu diditeksi oleh speed sensor yang terpasang pada compressor.

2. Thermal fuse type
Jenis ini melindungi belt dan engine agar tidak merusak pulley bearing atau menghilangkan clutch slip dengan menghentikan kerja clutch oleh pemutusan listrik ke coil yang dilakukan oleh temperature fuse (184• OFF) yang terpasang pada clutch compressor dan ia selalu mendeteksi panasnya clutch slip

Condenser AC

Condenser didalam air conditioning system merupakan alat yang digunakan untuk merubah gas refrigerant bertekanan tinggi menjadi cairan. Alat tersebut melakukan cara ini dengan menghilangkan panas dari refrigerant panas ke temperature atmospir. Condenser terdiri dari coil dan fin yang berfungsi mendinginkan refrigerant ketika udara tertiup diantaranya. Jenis air conditioning condenser ini adalah aluminum serpentine type (R-12) dan parallel flow type (R-134a) ditempatkan di depan radiator kendaraan.
Jenis parallel Flow type condenser lebih memperbaiki efisiensi dan meminimalkan fungsi pendinginan dibandingkan dengan jenis serpentine Type.

Fungsi
Perubahan refrigerant dari bentuk gas yang bersuhu dan bertekanan tinggi menjadi cairan yang bersuhu dan bertekanan tinggi juga belum cukup untuk proses pendinginan selanjutnya. Karenanya gas refrigerant ini dimasukkan kedalam condenser agar panasnya disalurkan ke udara luar atau disamakan dengan suhu atmospir.

Cara Operasi Dari sisi pandang panas, bila temperatur (sekitar 60•) dari refrigerant dalam condenser dan / atau temperatur udara luar (sekitar 55•) merupakan kegagalan, karena suhu refrigerant akan menjadi sekitar 57•. Walaupun suhu refrigerant diturunkan hanya sekitar 2~3•, ia tetap akan berubah dari gas menjadi cairan, karena sifat alami refrigerant.
Condenser kendaraan, yang menggunakan refrigerant R-12 A/C system, adalah berjenis corrugated type. Tetapi condenser, yang menggunakan refrigerant R-134a system, jenisnya adalah parallel flow type untuk memperbaiki efek pendinginan udara. Dengan cara itu maka efek pendinginan udara dapat diperbaiki sekitar 15% sampai 20%.

Receiver drier Receiver

1) PENYARINGAN REFRIGERANT
2) PENYIMPANAN REFRIGERANT
3) PEMISAHAN GELEMBUNG GAS

Fungsi
Receiver-drier merupakan tabung penyimpan refrigerant cair, dan ia juga berisikan fiber dan desiccant (bahan pengering) untuk menyaring benda-benda asing dan uap air dari sirkulasi refrigerant. Receiver-drier menerima cairan refrigerant bertekanan tinggi dari condenser dan disalurkan ke expansion valve.
a. Jumlah sirkulasi refrigerant haruslah dapat berubah sesuai dengan perubahan beban dari langkah pendinginan. Maka, receiver drier akan membantu penyimpanan refrigerant dengan benar.
b. Ketika cairan refrigerant tercampur gelembung, fungsi pendinginan akan menurun. Dalam hal ini, receiver direr dapat menyalurkan hanya cairan refrigerant saja ke expansion valve dengan memisahkan gelembung dari cairan.
c. Ia juga menyaring benda-benda asing dan uap air dari refrigerant dengan menggunakan “Desiccant” dan “Filter”.
d. Jumlah refrigerant dapat diperiksa melalui sight glass (R-12).

Struktur dan operasi
Alat itu terdiri dari main body filter, desiccant, pipe, dan side glass dlsb. Cairan refrigerant dialirkan ke dalam pipa untuk disalurkan ke expansion valve melalui outlet pipe yang ditempatkan pada bagian bawah main body setelah tersaringnya uap air dan benda asing oleh filter dan desiccant.

Pressure switch Air Conditioner

Dual pressure switch
Dual pressure switch dipasangkan pada refrigerant line di antara condenser dan receiver drier atau pada receiver drier. Dual pressure switch, sebagai alat pengaman, berfungsi untuk menghentikan compressor dengan meng-off-kan magnetic clutch, ketika tekanan pada high pressure line tidak normal tinggi atau rendah.

Low pressure: Jika tidak ada refrigerant dalam system A/C, switch ini akan terbuka, sehingga memutus compressor clutch Ia dapat melindungi kerusakan compressor.

High pressure: Ia mendeteksi tekanan refrigerant pada sisi tekanan tinggi, jika tekanan yang ada lebih tinggi dari normal, maka switch akan terbuka dan memutus aliran listrik, untuk menjaga agar tekanan system A/C tidak melampaui batasnya.

Triple pressure switch

Ada 3 nilai dari tekanan yang di-set oleh switch ini, dan ia mengatasi fungsi-fungsi dual switch, dan middle-pressure switch. Switch ini mendeteksi tekanan refrigerant dan jika tekanannya dinaikkan, switch akan tertutup dan membuat cooling fan berputar pada posisi high-speed.

Expansion valve (katup ekspansi) dan Evaporator

Expansion valve Expansion valve merupakan jenis pemerata tekanan didalam (Block type). Diaphragm terpasang dibagian atas dari expansion valve. Dan, ruangan diaphragm atas dihubungkan ke sensing bulb.

Tujuan dari expansion valve adalah membuat cairan tekanan yang tinggi untuk di semprotkan masuk kedalam evaporator. Ia juga mengontrol, atau sebagai pengatur system untuk mencegah evaporator dari peluapan dan pembekuan (freezing up).

Evaporator adalah penyalur panas yang lain dalam air conditioning system. Ia memiliki coil dan fin seperti condenser, tetapi fungsinya berbeda terbalik. Evaporator menerima atom cairan refrigerant bertekanan rendah dan dingin dari expansion valve. Ketika refrigerant dingin ini melewati coils dari evaporator, maka pengabutan refrigerant akan menyerap panas dari ruang dalam kendaraan.

Keadaan refrigerant setelah receiver drier adalah 100% cair. Segera setelah tekanan cairan itu turun, mulailah terjadi gelembung, dan dengan demikian, gas itu akan menyerap panas. Panas ini dilepaskan dari udara yang ditiup lewat cooling fins dari evaporator dan menyebabkan udara menjadi dingin.
Refrigerant yang benar masuk kedalam evaporator haruslah semuanya cairan 100% setelah melewati receiver drier dan menjadi 100% gas setelah berada di outlet.