Sistem AC - HVAC (heating, ventilating, and air conditioning ) merupakan teknologi yang diaplikasikan didalam ruangan. Teknologi ini diciptakan untuk mengatur suhu nyaman dalam ruangan dan menciptakan udara yang bersih.
Fungsi utama HVAC yaitu Heating untuk menaikan suhu ruangan ketika musim dingin, Ventilating sebagai pertukaran udara dari dalam ke luar, dan air conditioning untuk mendinginkan udara ruangan ketika musim panas.
Terdapat 3 prinsip utama dalam sistem HVAC
Pada dunia otomotif, Keberadaan HVAC sangat penting. Karena HVAC akan mempengaruhi aspek keselamatan dan kenyamanan pengguna. Di indonesia, sebagai negara tropis HVAC banyak diaplikasikan untuk mendinginkan kabin. Itulah mengapa HVAC disebut sistem AC.
Fungsi HVAC
Sebagai pengatur suhu
Ruang yang terbatas dan tertutup pada kabin mobil, menyebabkan tidak adanya sirkulasi udara. Sehingga suhu akan meningkat dan akan terperangkap dalam kabin. HVAC akan melakukan tugasnya untuk sirkulasi udara dan menjaga suhu kabin dalam suhu nyaman.
Mengurangi kelembaban
Ketika kita bernafas tentu akan mengeluarkan uap air. Ketika suhu diluar kabin lebih dingin, uap tersebut akan mengembun di kaca mobil. Embun itu akan mengganggu pandangan pengguna. HVAC sebagai ventilator akan menghembuskan udara kering sehingga tidak terjadi pengembunan.
1. Compressor
Compressor adalah komponen yang berfungsi menaikan tekanan refrigerant. Compressor AC tersedia dalam beberapa jenis. Compressor jenis rotary lebih banyak digunakan pada mobil karena compressor ini memiliki dimensi yang kompak.
2. High pressure hose
Selang ini memiliki diameter yang kecil. selang high berfunsi mengalirkan cairan refrigerant bertekanan sampai ke expansion valve. umumnya selang ini terbuat dari bahan NBR (nitrile-butadiene rubber ).
3. condenser
Condenser berfungsi menyerap panas refrigerant setelah melewati proses kompressi. Condenser terletak didepan radiator. Condenser memiliki rongga yang kecil sehingga kotoran didalam sistem AC berpotensi menyumbat aliran refrigerant di condenser.
4. Dryer
Dryer atau receiver merupakan komponen yang terbuat dari bahan silica gel. Bahan ini akan menyerap uap air dalam sistem AC.
5. Expansoin valve
Expansion valve berfungsi mengubah cairan refrigerant menjadi gas. Prinsipnya sama seperti spray paint. Ketika cairan bertekanan didalam sebuah ruang keluar melalui lubang kecil ke ruang dengan tekanan lebih rendah.
6. Evaporator
Evaporator berfungsi menyerap panas udara yang berhembus dari blower yang melewati evaporator. Uap refrigerant didalam evaporator akan menyerap panas yang terbawa udara.
7. Low presure hose
Pada prinsipnya sama dengan high pressure hose dengan bahan NBR. Selang low press berfungsi sebagai tempat bergerak gas refrigerant dari evaporator. Selang low press memiliki diameter yang lebih besar dari selang high pressure.
8. Extra fan
Extra fan merupakan sebutan lain dari cooling fan. Extra fan berfungsi menghembuskan udara ke condenser untuk menyerap suhu refrigerant.
9. Blower
Blower adalah rangkaian motor listrik yang berfungsi mensirkulasi udara didalam kabin. Selain itu blower juga bisa mensirklasi udara kabin dengan udara fresh dari luar.
10. Electric control
Unit elektronika yang berhubungan dengan arus magnetic clutch, pengaturan suhu kabin, dan pengaturan blower mode.
11. Refrigerant
Refrigerant adalah zat utama dari sistem AC. Zat ini harus bersifat mudah menguap, dan dapat menarik panas latent sebanyak-banyaknya. Terdapat beberapa jenis refrigerant yang digunakan dalam sistem AC. untuk mengenal refrigerat lebih lengkap anda bisa membaca jenis dan karakter refrigerant.
12. Compressor oil
Pada kompresor terdapat banyak bagian yang bergesekan sehingga diperlukan pelumas untuk menjaga komponen kompresor agar tidak aus. Pelumas kompresor berbeda dengan pelumas lain karena pelumas kompresor dan refrigerant menempati ruang yang sama sehingga pelumas dibuat agar tidak berpengaruh terhadap refrigerant.
Ketika kulit kita terkena alkohol atau bensin pasti kita akan merasa dingin. Ketika sebuah es batu diletakan pada air, maka suhu air itu akan menurun. Hal itu terjadi karena zat tersebut dapat menyerap panas. Dengan kata lain ketika panas diberikan paa zat cair, zat cair tersebut akan mengalami perubahan fisik. Panas ini disebut Evaporation latent heat.
Pada sistem AC, refrigerant digunakan sebagai zat yang akan menerima panas. Refrigerant harus berbentuk gas unutuk menyerap panas sekitar. Namun refrigerant harus diubah kembali ke bentuk cair untuk menurunkan suhu. Sehingga proses ini akan terus berlangsung dalam sistem tertutup. inilah cara kerja ac mobil;
Elektronik control
Elektronic control merupaka serangkaian komponen elektronika yang berhubungan dengan pengaturan suhu pendingin, control extra fan dan control blower. Rangkaian ini melibatkan sensor, ECU, dan aktuator.
1. Refrigerant pressure sensor
Sensor ini akan mendeteksi suhu didalam high pressure hose. Sinyal dari sensor ini akan digunakan ECU untuk melepaskan kopling magnet ketika tekanan melebihi batas.
2. Ambient air temperature sensor
Sensor ini akan mendeteksi suhu luar desekitar mobil itu berada. Sensor ini menjadi acuan ECU untuk mengontrol kerja extra fan sehingga proses pendinginan berlangsung akurat.
3. Evaporator air temperatur sensor
Sensor ini akan memberikan informasi tentang suhu udara yang telah dicapai setelah melewati evaporator. Sensor ini akan menjaga suhu kabin sesuai selector range yang dipilih pengguna.
4. User input mode
Ini adalah rangkaian pengaturan kecepatan blower, tingkat suhu, arah hembusan yang diatur oleh pengguna. Tombol pengaturan ini akan mengirimkan sinyal mengenai kecepatan blower dan suhu yang dikehendaki pengguna.
5. ECU
Komponen ini akan megolah semua data dari sensor dan akan mengirimkan sinyal eksekusi ke aktuator. ECU akan mengontrol kecepatan blower dan extra fan. Selain itu ECU akan mengontol kopling magnet sesuai input sensor.
Ketika pengguna menginginkan suhu paling dingin pada kabin, ECU akan menghubungkan kopling magnet dalam waktu lama sehingga tekanan bisa sangat tinggi. Ketika pengguna mengatur suhu pada suhu standar, ECU akan menghubungkan kopling magnet dengan waktu lebih sigkat sehingga tekanan belum terlalu tinggi. Tujuannya untuk menjaga suhu gas refrigerant didalam evaporator sehingga pendinginan berlangsung akurat.
Selain itu saat magnetic clutch terhubung dengan pulley compressor, ECU juga mengontrol ISC (idle speed control) untuk menaikan RPM saat idle. Fungsinya agar mesin dapat bekerja normal saat mendapatkan beban compressor.
6. Blower control
Pada sistem AC sederhana, blower terletak terpisah dengan HVAC control. Sehingga kontrol blower langsung dipengaruhi blower selector melalui beberapa resistor sehingga terjadi tingkat hembusan yang bervariasi.
Pada sistem automatic HVAC, kontrol blower terletak menyatu dengan HVAC control sehingga kontrol blower akan dipengaruhi oleh modul HVAC. Jenis ini memiliki tingkat akurasi lebih baik dan memiliki umur pemakaian yang panjang.
7. Fan control
Ketika refrigerant dikompressi oleh compressor, suhu refrigerant akan naik. Extra fan akan mendinginkan refrigerant saat melewati condenser.
Biasanya pada extra fan memiliki tiga relay dengan kecepatan berbeda. Namun beberapa mobil sudah memiliki fan controler sehingga kecepatan motor diataur berdasarkan presentase.
8. Magnetic clutch control
Kopling magnet memanfaatkan medan magnet sebagai energi untuk menahan kolping magnet agar tetap terhubung. Ketika arus dihentikan, medan magnet akan hilang dan kopling magnet akan terlepas dari pulley sehingga compressor berhenti berputar.
Fungsi utama HVAC yaitu Heating untuk menaikan suhu ruangan ketika musim dingin, Ventilating sebagai pertukaran udara dari dalam ke luar, dan air conditioning untuk mendinginkan udara ruangan ketika musim panas.
Prinsip Kerja HVAC
Terdapat 3 prinsip utama dalam sistem HVAC
- Termodinamika
- Mekanika Fluida
- Heat transfer
Pada dunia otomotif, Keberadaan HVAC sangat penting. Karena HVAC akan mempengaruhi aspek keselamatan dan kenyamanan pengguna. Di indonesia, sebagai negara tropis HVAC banyak diaplikasikan untuk mendinginkan kabin. Itulah mengapa HVAC disebut sistem AC.
Fungsi HVAC
Sebagai pengatur suhu
Ruang yang terbatas dan tertutup pada kabin mobil, menyebabkan tidak adanya sirkulasi udara. Sehingga suhu akan meningkat dan akan terperangkap dalam kabin. HVAC akan melakukan tugasnya untuk sirkulasi udara dan menjaga suhu kabin dalam suhu nyaman.
Mengurangi kelembaban
Ketika kita bernafas tentu akan mengeluarkan uap air. Ketika suhu diluar kabin lebih dingin, uap tersebut akan mengembun di kaca mobil. Embun itu akan mengganggu pandangan pengguna. HVAC sebagai ventilator akan menghembuskan udara kering sehingga tidak terjadi pengembunan.
Komponen HVAC
dalam menjalankan fungsinya, HVAC system didukung oleh beberapa komponen yaitu;1. Compressor
Compressor adalah komponen yang berfungsi menaikan tekanan refrigerant. Compressor AC tersedia dalam beberapa jenis. Compressor jenis rotary lebih banyak digunakan pada mobil karena compressor ini memiliki dimensi yang kompak.
2. High pressure hose
Selang ini memiliki diameter yang kecil. selang high berfunsi mengalirkan cairan refrigerant bertekanan sampai ke expansion valve. umumnya selang ini terbuat dari bahan NBR (nitrile-butadiene rubber ).
3. condenser
Condenser berfungsi menyerap panas refrigerant setelah melewati proses kompressi. Condenser terletak didepan radiator. Condenser memiliki rongga yang kecil sehingga kotoran didalam sistem AC berpotensi menyumbat aliran refrigerant di condenser.
4. Dryer
Dryer atau receiver merupakan komponen yang terbuat dari bahan silica gel. Bahan ini akan menyerap uap air dalam sistem AC.
5. Expansoin valve
Expansion valve berfungsi mengubah cairan refrigerant menjadi gas. Prinsipnya sama seperti spray paint. Ketika cairan bertekanan didalam sebuah ruang keluar melalui lubang kecil ke ruang dengan tekanan lebih rendah.
6. Evaporator
Evaporator berfungsi menyerap panas udara yang berhembus dari blower yang melewati evaporator. Uap refrigerant didalam evaporator akan menyerap panas yang terbawa udara.
7. Low presure hose
Pada prinsipnya sama dengan high pressure hose dengan bahan NBR. Selang low press berfungsi sebagai tempat bergerak gas refrigerant dari evaporator. Selang low press memiliki diameter yang lebih besar dari selang high pressure.
8. Extra fan
Extra fan merupakan sebutan lain dari cooling fan. Extra fan berfungsi menghembuskan udara ke condenser untuk menyerap suhu refrigerant.
9. Blower
Blower adalah rangkaian motor listrik yang berfungsi mensirkulasi udara didalam kabin. Selain itu blower juga bisa mensirklasi udara kabin dengan udara fresh dari luar.
10. Electric control
Unit elektronika yang berhubungan dengan arus magnetic clutch, pengaturan suhu kabin, dan pengaturan blower mode.
11. Refrigerant
Refrigerant adalah zat utama dari sistem AC. Zat ini harus bersifat mudah menguap, dan dapat menarik panas latent sebanyak-banyaknya. Terdapat beberapa jenis refrigerant yang digunakan dalam sistem AC. untuk mengenal refrigerat lebih lengkap anda bisa membaca jenis dan karakter refrigerant.
12. Compressor oil
Pada kompresor terdapat banyak bagian yang bergesekan sehingga diperlukan pelumas untuk menjaga komponen kompresor agar tidak aus. Pelumas kompresor berbeda dengan pelumas lain karena pelumas kompresor dan refrigerant menempati ruang yang sama sehingga pelumas dibuat agar tidak berpengaruh terhadap refrigerant.
Cara Kerja Sistem AC
Pada sistem AC, refrigerant digunakan sebagai zat yang akan menerima panas. Refrigerant harus berbentuk gas unutuk menyerap panas sekitar. Namun refrigerant harus diubah kembali ke bentuk cair untuk menurunkan suhu. Sehingga proses ini akan terus berlangsung dalam sistem tertutup. inilah cara kerja ac mobil;
- Ketika mesin hidup, pulley pada kompressor akan berputar namun kompressor tidak bekerja karena kopling magnet tidak terhubung.
- Saat AC dinyalakan, kopling magnet akan terhubung dengan pulley kompressor sehingga kompressor akan bekerja. Saat awal kopling magnet terhubung dengan pulley akan terdengar bunyi ketukan.
- Kompressor akan memompa refrigerant akibatnya terjadi kenaikan suhu dan tekanan pada refrigerant.
- Refrigerant bertekanan tinggi tersebut mengalir melalui high pressure hose menuju condenser.
- Di condenser suhu refrigerant cair akan diturunkan oleh hembusan angin yang dihasilkan dari extra fan.
- Umumnya pada condenser terpasang sebuah dryer. Sehingga proses pengeringan akan berlangsung ketika refrigerant melewati condenser.
- Refrigerant bertekanan tinggi tersebut mengalir menuju expansion valve.
- Di expansion valve cairan refrigerant akan diubah ke bentuk gas. Konsep ini sama dengan konsep spray paint, dengan menyemprotkan cairan bertekanan dari tabung ke ruang dengan volume lebih besar.
- Gas refrigerant bergerak ke evaporator. Pada proses ini akan terjadi konveksi.
- Blower akan menghembuskan udara melewati evaporator. Gas refrigerant didalam evaporator akan menyerap suhu udara yang dihembuskan sehingga suhu udara turun. Udara dingin ini bergerak ke kabin melalui air vent tube.
- Dari evaporator refrigerant harus diubah kembali menjadi wujud cair. Gas ini bergerak menuju compressor melalui low pressure hose.
- Di compressor tekanan gas refrigerant dinaikan kembali. Sehingga berubah wujud menjadi cair. Proses ini terus berlangsung sehingga proses pendinginan dapat terjadi secara berkesinambungan.
Elektronik control
Elektronic control merupaka serangkaian komponen elektronika yang berhubungan dengan pengaturan suhu pendingin, control extra fan dan control blower. Rangkaian ini melibatkan sensor, ECU, dan aktuator.
1. Refrigerant pressure sensor
Sensor ini akan mendeteksi suhu didalam high pressure hose. Sinyal dari sensor ini akan digunakan ECU untuk melepaskan kopling magnet ketika tekanan melebihi batas.
2. Ambient air temperature sensor
Sensor ini akan mendeteksi suhu luar desekitar mobil itu berada. Sensor ini menjadi acuan ECU untuk mengontrol kerja extra fan sehingga proses pendinginan berlangsung akurat.
3. Evaporator air temperatur sensor
Sensor ini akan memberikan informasi tentang suhu udara yang telah dicapai setelah melewati evaporator. Sensor ini akan menjaga suhu kabin sesuai selector range yang dipilih pengguna.
4. User input mode
Ini adalah rangkaian pengaturan kecepatan blower, tingkat suhu, arah hembusan yang diatur oleh pengguna. Tombol pengaturan ini akan mengirimkan sinyal mengenai kecepatan blower dan suhu yang dikehendaki pengguna.
5. ECU
Komponen ini akan megolah semua data dari sensor dan akan mengirimkan sinyal eksekusi ke aktuator. ECU akan mengontrol kecepatan blower dan extra fan. Selain itu ECU akan mengontol kopling magnet sesuai input sensor.
Ketika pengguna menginginkan suhu paling dingin pada kabin, ECU akan menghubungkan kopling magnet dalam waktu lama sehingga tekanan bisa sangat tinggi. Ketika pengguna mengatur suhu pada suhu standar, ECU akan menghubungkan kopling magnet dengan waktu lebih sigkat sehingga tekanan belum terlalu tinggi. Tujuannya untuk menjaga suhu gas refrigerant didalam evaporator sehingga pendinginan berlangsung akurat.
Selain itu saat magnetic clutch terhubung dengan pulley compressor, ECU juga mengontrol ISC (idle speed control) untuk menaikan RPM saat idle. Fungsinya agar mesin dapat bekerja normal saat mendapatkan beban compressor.
6. Blower control
Pada sistem AC sederhana, blower terletak terpisah dengan HVAC control. Sehingga kontrol blower langsung dipengaruhi blower selector melalui beberapa resistor sehingga terjadi tingkat hembusan yang bervariasi.
Pada sistem automatic HVAC, kontrol blower terletak menyatu dengan HVAC control sehingga kontrol blower akan dipengaruhi oleh modul HVAC. Jenis ini memiliki tingkat akurasi lebih baik dan memiliki umur pemakaian yang panjang.
7. Fan control
Ketika refrigerant dikompressi oleh compressor, suhu refrigerant akan naik. Extra fan akan mendinginkan refrigerant saat melewati condenser.
Biasanya pada extra fan memiliki tiga relay dengan kecepatan berbeda. Namun beberapa mobil sudah memiliki fan controler sehingga kecepatan motor diataur berdasarkan presentase.
8. Magnetic clutch control
Kopling magnet memanfaatkan medan magnet sebagai energi untuk menahan kolping magnet agar tetap terhubung. Ketika arus dihentikan, medan magnet akan hilang dan kopling magnet akan terlepas dari pulley sehingga compressor berhenti berputar.