Hukum fisika dibalik dinginnya udara pada AC
Sebagai negara beriklim tropis, banyak rumah dan Gedung menggunakan pendingin ruangan. Pertanyaannya, kenapa udara yang keluar dari kotak AC ini, punya suhu dingin ? dari mana asal hawa dingin tersebut ?
artikel ini akan jadi jawabannya.
Jadi, sistem AC menggunakan prinsip-prinsip termodinamika. Udara yang keluar dari kotak AC ini, asalnya dari ruangan itu sendiri. Jadi, AC ini sebenarnya Cuma mensirkulasi udara didalam ruangan. Namun, untuk menurunkan suhu udara yang disirkulasi tersebut, ada komponen tambahan yang Namanya evaporator.
Evaporator ini, punya suhu yang sangat dingin. Sesuai hukum termodinamika, Ketika udara disirkulasikan melewati evaporator, akan terjadi perpindahan panas. Perpindahan panas akan terjadi dari udara, ke evaporator. Sehingga udara yang telah melewati evaporator suhunya jadi jauh lebih dingin.
Tapi kalau panas tersebut berpindah ke evaporator, lama kelamaan panas akan berkumpul di evaporator dan membuat evaporator jadi tidak dingin. Kalau evaporator tidak dingin lagi, berarti perpindahan panasnya akan terhenti dong ?
Kenyataannya, udara yang keluar selalu dingin selama apapun AC dinyalakan. Itu disebabkan, panas tersebut tidak berkumpul di evaporator. Panas yang diserap oleh evaporator, akan dialirkan lagi ke komponen lain yang Namanya kondensor.
Kondensor ini, bentuknya hampir mirip seperti evaporator namun lebih lebar dan lebih pipih. Letaknya, ada pada box AC bagian luar.
Kondensor juga punya kipas untuk melepaskan panas ke udara bebas. Jadi, alur perpindahan panasnya, panas dari udara dalam akan pindah ke evaporator. Lalu panas di evaporator, dikirimkan ke kondensor. Kemudian, kipas akan melepaskan panas yang terkumpul di kondensor ke udara bebas.
Mekanisme tersebut memang masuk akal untuk membuat panas dari udara didalam ruangan, dipindahkan keluar. Tapi masih ada yang janggal. Kita tahu kalau suhu udara yang keluar dari AC itu bisa 16 derajat. Itu berarti, suhu di evaporator juga pasti lebih dingin dari 16 derajat. Padahal, kipas di kondensor itu menghembuskan udara luar yang suhunya kadang tembus 30 derajat.
Sementara kita tahu kalau panas itu mengalir dari suhu tinggi ke rendah. Lalu kenapa suhu evaporator bisa sangat dingin ? dari mana asal suhu dingin tersebut ?
Ternyata, itu semua disebabkan karena fluida untuk memindahkan panas dari evaporator ke kondensor itu bukan fluida biasa. Ini biasa disebut refrigerant atau freon.
Freon itu gas yang unik. Karena gas ini punya perbedaan temperature berdasarkan nilai tekanannya. Jadi, kalau freon punya tekanan tinggi, maka suhunya cenderung panas. Namun, Ketika tekanannya rendah, suhu freon bisa sedingin batu es.
Jadi konsepnya, freon didalam sistem AC harus diatur tekanannya. Untuk membuat itu semua, maka diantara kondensor dan evaporator, diberikan dua komponen tambahan. Kompresor untuk menaikan tekanan, dan katup ekpansi untuk menurunkan tekanan.
Kompresor, letaknya ada setelah evaporator. Jadi, awal mulanya freon akan mendinginkan evaporator. Lalu, evaporator akan menyerap panas dari udara didalam ruangan. Panas yang diserap oleh evaporator, akan dialirkan ke kondensor melalui freon. Sehingga freon yang mengalir keluar evaporator tekanannya rendah tapi suhunya lebih panas, karena membawa panas dari udara ruangan.
Lalu tekanan freon akan dinaikan oleh kondensor. Itu membuat suhu freon jadi naik bahkan melebihi suhu udara luar. Sehingga Ketika sampai pada kondensor, terjadi konveksi. Panas dari freon akan dipaksa untuk keluar melalui hembusan udara yang dipompa oleh kipas.
Sehingga, freon yang mengalir keluar dari kondenosr suhu jadi lebih rendah meski tekanannnya masih tinggi.
Lalu, freon akan melewati katup ekspansi. Disini, freon akan di lepaskan ke pipa yang lebih lebar. Sehingga tekanannya turun drastis. Penurunan tekanann itu juga menurunkan suhunya secara drastis.
Sehingga freon mampu mendinginkan evaporator untuk siklus yang berikutnya. Jadi, sirkulasi tersebut akan berulang-ulang selama AC dinyalakan. Sehingga, udara dingin akan terus tercipta selama tidak ada kebocoran freon ke udara luar.
