AC merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengatur suhu udara ruangan dengan cara memindahkan kalor (panas).
Cara kerja AC umumnya menggunakan prinsip siklus refrigerasi. Setidaknya AC memiliki empat komponen utama yang memiliki fungsi masing-masing dan refrigeran sebagai media atau fluida kerja. Refrigeran akan terus menerus berputar-putar sehingga terjadi siklus refrigerasi/pendinginan.
Komponen utama pada AC:
1. Kompresor
2. Kondenser
3. Evaporator
4. Katup ekspansi
Fungsi masing komponen AC:
1. Komporesor
Fungsi kompresor menghisap refrigeran dari evaporator (dalam bentuk gas) dan mengalirkan nya ke kondensor sehingga siklus refrigerasi terjadi. Tekanan setelah kompresor sampai katup ekspansi menjadi tinggi sebaliknya setelah katup ekspansi yaitu dievaporator tekanan menjadi rendah karena refrigeran dihisap kompresor untuk dialirkan kembali.
2. Kondenser
pada kondenser terjadi proses pengkondensasian refrigeran atau pengembunan refrigeran dari gas menjadi cair. Kondenser merupakan heat exchanger (HE) yang terdiri dari pipa yang dilenkapi kisi-kisi. Udara dialirkan pada kisi-kisi tersebut sehingga terjadi perpindahan kalor dari refrigeran yang lebih tinggi ke udara luar.
3. Peranti ekspansi
Katup ekspansi adalah komponen yang berfungsi menurunkan tekanan refrigeran. Katup ekspansi dapat menurunkan tekanan karena luas penampang dari katup ini dibuat lebih kecil dari luas penampang pipa penhubung sehingga aliran refrigeran menjadi terhambat. Tekanan refrigeran menjadi naik sebelum melewati katup ekspansi. Setelah melewati katup ekspansi tekanan refrigeran menjadi turun.
4. Evaporator
Evaporator berfungsi untuk menguapkan refrigeran cair menjadi gas pada evaporator terjadi proses evaporasi atau penguapan dimana proses tersebut kebalikan dari kondenser. Evaporator juga merupakan heat exchanger (HE) terdiri dari pipa-pipa yang dilenkapi dengan kisi-kisi udara. Udara dari ruangan dialirkan ke evaporator, kalor dari udara tersebut diambil oleh refrigerant dalam evaporator, sehingga setelah melewati evaporator udara tersebut menjadi lebih dingin. Perpindahan kalor dari udara ke refrigeran dalam evaporator terjadi karena temprature refrigeran dalam evaporator lebih rendah dari temperatur udara ruangan.
Siklus refrigerasi pada AC:
Misalkan refrigeran yang digunakan tipe (freon) R22.
Pada titik 1-2 R22 berada di tekanan rendah (0.7 Mpa), kemudian mengalami kompresi isentropik ke titik 2 (setelah kompressor) sehingga tekanan menjadi tinggi (2 Mpa). Suhu refrigeran R22 menjadi sekitar 75 celcius dalam bentuk gas.
Pada titik 3-4, Suhu 75 celcius lebih tinggi daripada udara lingkungan sekitar kondenser (misalkan udara sekitar 30) sehingga refrigeran melepaskan kalor. Akibatnya temperatur refrigerant turun sampai refrigeran mulai mengembun, pada tekanan 2 Mpa R22 mulai mengembun pada temperatur sekitar 40 derajat celcius.
Pada titik 3 – 4, Pada temperatur ini (40 derajat celcius) masih lebih tinggi dari pada suhu udara lingkungan, refrigeran tetap melepaskan kalor. Pelepasan kalor ini tidak menurunkan suhu tetapi merubah fasa refrigeran dari fasa gas menjadi fasa cair (mengembun/kondensasi).
Proses kondensasi ini terus terjadi dari menjadi campuran
gas-cair dan akhirnya menjadi cair semua. Proses ini terjadi pada unit kondenser. Kondenser ini diletakkan diluar ruangan rumah atau gedung.
Pada titik 4-5
Setelah fasa refrigeran menjadi cair semua, kemudian mengalami ekspansi yang menyebabkan tekanan refrigeran turun dari 2 Mpa menjadi tekanan rendah 0.7 Mpa secara isoentalphy. Penurunan tekanan ini disertai dengan penurunan suhu yang sangat drastis yaitu dari 40 menjadi 15 derajat celcius. Fasanya pun sedikit berubah, dari semula cair semua menjadi ada sedikit gas.
Pada titik 5 ke 1, Suhu 15 derajat celcius ini lebih rendah dari pada suhu udara ruangan yang didinginkan (misalkan suhu ruangan 27 derajat celcuis). Akibatnya terjadi perpindahan kalor dari udara ruangan
ke refrigeran. Namun perpindahan kalor ini tidak membuat refrigeran mengalami kenaikan suhu melainkan mengalami perubahan fasa dari cair menjadi fasa gas. Proses ini berlangsung dievaporator.
Demikianlah ringkasan proses siklus pendinginan dari cara kerja air conditioner (AC) yang menyebabkan temperatur udara ruangan menjadi turun.
Dilihat dari arah aliran cairan refrigeran dievaporator dilewatkan dari bawah hingga keatas sudah dalam fasa gas.
Sedangkan pada condenser aliran gas dialirkan dari atas pipa dan turun kebagian bawah pipa bersamaan dengan proses kondensasi menjadi fasa cair.
Pada instalasi AC bagian outdoor dan indoor dibuat sejajar, sedangkan pipa dilewatkan dibagian atas supaya mencegah terbawanya oli beserta refrigeran yang mengakibatkan proses pendinginan tidak maksimal. Begitu juga halnya, agar kerja kompresor tidak terlalu berat untuk mempompa cairan dari condenser ke evaporator sehingga beban kerja kompresor tidak terlalu berat dan lebih hemat dalam konsumsi energi listrik.