Praktikum Fisika kelas 11 Sistem AC

LAPORAN FISIKA
SISTEM AIR CONDITIONER

DISUSUN OLEH :
REKKY

SEKOLAH KRISTEN KALAM KUDUS PEKANBARU
TAHUN AJARAN 2016/2017

Kata Pengantar

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
kelimpahan rahmat, serta karunia-Nya sehingga saya dapat
menyelesaikan pembuatan laporan berkaitan dengan prinsip
kerja AC pada tanggal 11 Mei 2017 tepat pada waktunya.
Dalam laporan ini akan dijelaskan tentang apa-apa saja
komponen yang terdapat didalam AC serta bagaimana cara
kerjanya
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
untuk menambah wawasan dalam ilmu pengetahuan terutama
ilmu sains dan fisika. Khususnya bagi para mahasiswa Sekolah

Kristen Kalam Kudus Pekanbaru yang ingin menambah bahan
referensinya dalam proses pembelajaran. Tak lupa kritik dan
saran dari pembaca diharapakan untuk penyempurnaan makalah
ini.

Pekanbaru, 11 Mei 2017
1

Penyusun

Daftar Isi
Kata Pengantar…..................................................................................................……….i
Daftar Isi………………………………………………………………........……...…….ii
Bab I : Pendahuluan………………....…..............................................................................…....………....…… ….....…...………..1
A.Pengertian…………………………………...….................…......…..……………...........……….1
B.Fungsi Sistem…………………………………...………..………......... ...........……….1
Bab II : Pembahasan……………………………………………..........…………………2
A.Prinsip Kerja……………………………………………………...............…………2
1.Komponen AC Split Indoor……………………………................……………2
1.Evaporator………………………………………………….…….………2

2.Air Filters………………………………………………...………………3
3.Blower Indoor AC…………………………………......………….………3
4.Motor Blower Indoor………………………….......……………….………3
5.PCB / Printer Circuit Board……………………….........………… ………4
6.Thermistor…………………………………………….…..………… ……4
2.Komponen AC Split Outdoor…….............……………….… …………………5
1.Kompressor…………………………................ …………………………5
2.Kondensor……………………………………..................………………5
3.Overload…………………………………….……....…….....................…6
4.Pipa Kapiler / Orifice Tube……………………………….………….........6
5.Driyer……………………………...….…..…… ..……………………........7
6.Fan Outdoor…………………….…….………....….……………...............7
3.Cara Kerja AC Split……………………….... …………………………...........8
1.Proses Evaporasi…………………………….………………………........8
2.Proses Kondensasi…………………………….………………………......8
3.Proses Pengembalian…………………………….………………………..9
B. Refrigerant ……………………………………………………….
………...............9
Bab III : Penutup………………………………………………………….………….......11
A.Kesimpulan……………………………………………….………... …………......11

B.Kritik dan Saran……………………………….....................……..… …………......11
Daftar Pustaka……………………………………………………………………………12
.

.

.

.

.

.

.

.

.


.

.

2

BAB I
Pendahuluan
A. Pengertian
Air Conditioner (AC) merupakan suatu komponen atau peralatan yang
dipergunakan untuk mengatur suhu, sirkulasi, kelembaban dan kebersihan udara
didalam ruangan. Air Conditioner (AC) mempertahankan kondisi udara baik suhu
dan kelembabannya agar nyaman dengan cara sebagai berikut :
Pada saat suhu ruangan tinggi AC akan mengambil panas dari udara sehingga suhu
ruangan turun, dan sebaliknya ketika suhu ruangan rendah AC akan memberikan
panas ke udara sehingga suhu udara akan naik.
Bersamaan dengan itu kelembaban udara juga dikurangi sehingga kelembaban
udara dipertahankan pada tingkat yang nyaman.

B. Fungsi Sistem

Sistem Air Conditioner ( AC ) digunakan untuk membuat temperatur udara di
dalam suatu ruangan menjadi nyaman. Apabila suhu pada suatu ruangan terasa
panas maka udara panas ini diserap sehingga temperaturnya menurun. Apabila
udara dalam ruangan lembab maka kelembaban akan dikurangi sehingga udara
dipertahankan pada tingkat yang menyenangkan.
Udara lembab pada kendaraan menyebabkan kondensasi yang dapat
menghalangi pandangan. Dengan menghidupkan sistem AC maka kondensasi ini
dapat dihilangkan, karena udara yang dikeluarkan dari sistem AC adalah udara
kering. Selain itu udaranya bersih karena sudah melewati sistem penyaringan.
Dari keterangan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa sistem AC berfungsi untuk :
1. Mendinginkan udara.
2. Mereduksi tingkat kelembaban udara.
3. Mensirkulasi udara.
4. Membersihkan udara.

1

BAB II
Pembahasan
A. Prinsip Kerja

Prinsip kerja AC adalah bekerja menyerap panas dari udara di dalam ruangan,
kemudian melepaskan panas tersebut di luar ruangan. Dengan demikian,
temperatur udara di dalam ruangan akan berangsur-angsur turun sehingga dapat
menghasilkan temperatur udara yang dinginkan. Dengan kata lain, AC adalah
sebuah perabotan elektronik yang berfungsi untuk mengondisikan udara yang
berada dalam ruangan. Udara dalam ruangan yang terisap di sirkulasikan secara
terus menerus oleh blower indoor melewati sirip evaportor. Saat melewati
evaporator, udara yang bertemperatur lebih tinggi dari evaporator diserap
panasnya oleh bahan pendingin (refrigerant), kemudian dilepaskan di luar ruangan
ketika aliran refrigerant melewati kondensor.
Sebenarnya ada beberapa tipe dari AC yang terdiri dari AC Central, AC Split,
AC Mobil dan lain sebagainya. Namun prinsip inti dari sistem kerja AC ini hampir
sama. Untuk lebih mempersingkatnya saya akan khususkan membahas cara kerja
ac split yang sering ditemui di rumah, kantor kecil dan lain sebagainya. AC Split
terdiri dari dua bagian yaitu Bagian Indoor dan bagian outdoor, untuk
mempermudah mempelajari komponen yang ada didalam AC Split, maka akan
dibagi kedalam tiga buah sub bab

1. Komponen AC Split Indoor
1. Evaporator


Evaporator merupakan perangkat yang sangat esensial dalam sistem
pendinginan udara karena ia adalah tempat proses inti cara kerja ac dalam
mendinginkan suhu ruangan, alat ini terbuat dari pipa-pipa tembaga kecil dan
melingkar yang dililit oleh kisi kisi aluminium. Didalam pipa-pipa micro
evaporator ini terdapat refrigant / bahan pendingin, refrigant yang paling
banyak digunakan adalah jenis Freon. Refrigant ini berfungsi penghisap panas
kemudian disirkulasikan kembali oleh blower indoor. Jadi intinya udara yang ada
didalam ruangan akan diserap oleh evaporator dengan bantuan blower indoor,
kemudian masuk ke pipa-pipa micro evaporator sehingga panas udara yang
2

masuk ke pipa kapiler diserap oleh freon dan berubah menjadi udara yang lebih
dingin

2. Air Filters

Air filter ini merupakan alat yang akan menskrining udara didalam ruangan agar
tetap bersih dari kotoran dan debu. Itulah sebabnya mengapa sebuah ruangan
yang menggunakan ac memiliki kadar debu yang jauh lebih sedikit

dibandingkan yang tidak menggunakannya.
3. Blower Indoor AC

Ketika AC dinyalakan, maka blower indoor ini akan berputar, Tujuannya yaitu
untuk menghisap udara didalam ruangan ruangan dan menghembuskan udara
keruangan tersebut. Jadi intinya, blower indoor bertugas sebagai sirkulator
udara di dalam ruangan yang ber AC sehingga udara didalam ruangan tersebut
bisa bersikulasi secara kontiniu melewati evaporator.
4. Motor Blower Indoor

3

Motor blower berfungsi sebagai penggerak dari blower indoor yang berfungsi
sebagai sirkulator udara didalam ruangan.
5. PCB / Printed Circuit board

PCB adalah micro computer yang biasanya selalu ada disetiap alat-alat
elektronik. Fungsinya adalah memberikan perintah keseluruh sistem Air
conditioner tersebut.


6. Thermistor

Alat ini memiliki fungsi yang hampir sama sebagai termometer didalam sistem
AC. Thermistor berperan penting dalam sensor udara didalam ruangan dan juga
4

suply outdoor, sehingga ia bisa menganalisa keefektifan pendinginan yang
dilakukan sebuah sistem AC sesuai yang anda perintahkan di remote ac.

2. Komponen AC Split Outdoor
1. Kompressor

sistem air conditioner pastilah akan memiliki refrigant atau cairan pendingin,
dalam hal ini cairan yang paling sering digunakan adalah freon. Nah,
kompressor ini yang mempunyai tugas besar untuk mensirkulasikan dan
memompa refrigant tersebut. Selain itu ia juga membuat dua sirkulasi sistem
berbeda tekanan agar mempermudah proses refrigant tersebut untuk berubah
fasa dari cair menjadi gas atau gas menjadi cair selama proses sirkulasi
operasional Air conditioner.


2. Kondensor

5

Pada saat zat refrigant mulai meninggalkan kompressor dan menuju ke
kondensor, maka zat refrigant tersebut akan memiliki kalor, suhu dan tekanan
yang tinggi. Fungsi dari kondensor ini adalah untuk mendinginkan zat refrigant
tersebut dan menurunkan tekanannya. Selain itu, ia juga berperan untuk
merubah fasa zat refrigant dari gas menjadi cair kemudian dialirkan ke orifice
tube / pipa kapiler.

3. Overload

Overload berfungsi sebagai sensor aliran listrik yang akan dikonsumsi oleh
motor listrik kompressor. Jadi ketika arus listrik yang mengalir ke kompressor
sangat tinggi secara continue, maka overload ini akan secara otomatis memutus
arus listrik tersebut sehingga alat ini dapat memastikan bahwa kompressor
selalu bekerja dalam keadaan normal

4. Pipa Kapiler / Orifice Tube


6

Pipa ini berada di posisi antara air filters dan evaporator. Ialah yang
menyambungkan aliran refrigant dari kondensor ke evaporator, yang akan
digunakan oleh evaporator untuk mendinginkan suhu ruangan kembali.

5. Driyer

Didalam sistem AC, sering sekali kotoran yang ada di udara ikut masuk kedalam
sistem. Nah Driyer inilah yang akan menyaring lebih detil jika ada kotoran yang
berhasil memasuki sistem ac dibagian dalam.

6. Fan Outdoor
7

Fan outdoor berbentuk seperti kipas angin baling-baling biasa. Fungsi
esensialnya adalah untuk mendinginkan kondensor yang merupakan bagian
terpanas didalam sistem ac. Selain itu ia juga membantu pembuangan panas ke
udara lepas sekaligus membantu mengurangi tekanan refrigant ketika di
treatment di kondensor.

3. Cara kerja AC Split
Untuk lebih mudah dipahami saya akan membagi sistem cara kerja AC ini
kedalam 3 proses. Yaitu Proses Evaporasi, proses kondensasi dan proses
pengembalian.

8

1. Proses Evaporasi
Seketika AC anda hidupkan, Blower indoor akan langsung berputar untuk
mensirkulasikan udara yang ada didalam ruangan. Blower ini akan menghisap
udara yang ada didalam ruangan kemudian mengalirkannya kedalam
evaporator. Seperti yang telah dijelaskan, evaporator terdiri dari banyak sekali
pipa tembaga micro yang berisi bahan refrigant (fasa cair) yang bersiap untuk
menyerap panas udara ruangan. Refrigant ini bisa menyerap panas udara
dengan mudah karena ketika udara memasuki pipa micro di evaporator maka
luas permukaanya menjadi lebih tinggi sehingga refrigant dengan mudah
menyerap kalor dari udara yang yang melewatinya. Selain itu, refrigant saat
berada di evaporator mempunyai titik didih dibawah 0º C, jauh lebih rendah jika
dibandingkan dengan temperatur udara didalam ruangan yang disirkulasikan
oleh blower indoor. Nah karena hal inilah yang membuat ia berubah fasa dari
cair menjadi uap / gas.

2. Proses Kondensasi
Setelah proses evaporasi selesai, maka zat refrigant sisa proses evaporasi akan
memiliki tingkat kalor yang tinggi dan berfasa gas. Kemudian gas refrigant ini
akan di pompakan melalui compressor sehingga ia memiliki tekanan yang tinggi
dengan tekanan sekitar 15 kg/cm2. Hal inilah yang juga membuat titik didih gas
refrigant tadi berubah drastis menjadi 70 derajat celcius.
Setelah dikompres oleh kompressor, zat pendingin (refrigant uap) tadi akan
dialirkan ke kondensor. Di kondensor inilah tempat dimana panas/kalor yang
diserap refrigant pada proses evaporasi tadi dibuang (heat excange) dengan
bantuan fan outdoor, selain itu tekanan yang tinggi yang dihasilkan oleh
kompressor tadi dapat diturunkan setelah gas tersebut memasuki jaringan pipa
micro kondensor yang merubah luas permukaannya menjadi lebih besar
sehingga fasa gas refrigant tadi kembali berubah bentuk kedalam fasa cair.

9

3. Proses Pengembalian
Setelah proses kondensasi selesai, maka bahan refrigant fasa cair akan dialirkan
kembali melalui pipa kapiler ( ofifice tube) kemudian ia akan melewati valve
expansion yang berperan dalam menurunkan kembali titik didih refrigant cair
tersebut sampai dibawah 0 Derajat celcius. Setelah itu ia akan kembali ke
evaporator untuk kembali melakukan proses pertama yaitu proses evaporasi.
Proses cara kerja ac ini akan terus berulang ulang sampai thermistor ac
menemukan suhu yang anda kehendaki sesuai dengan setelan di remote ac.
Itulah sebabnya mengapa suhu ac yang lebih kecil akan menyebabkan
pemakaian listrik yang tinggi. hal tersebut dikarenakan sistem ac akan bekerja
lebih kuat dan berulang ulang untuk mendapatkan suhu ruangan yang lebih
kecil

B. Refrigerant
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), condenser coil (kumparan penukar panas),
dan kipas pada jendela luar.
Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang
berisi cairan refrigerant yang dingin, sehingga udara menjadi dingin,
lalu melalui teralis/kisi-kisi kembali ke dalam ruangan. Pada kompresor,
10

gas refrigerant dari cooling coil lalu dipanaskan dengan cara
pengompresan. Pada condenser coil, refrigerant melepaskan panas
dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil.
Sebuah thermostat [***] mengontrol motor kompresor untuk mengatur
suhu ruangan.
Keterangan :
[**] Fluorocarbon adalah senyawa organik yang mengandung 1 atau lebih atom
Fluorine. Lebih dari 100 fluorocarbon yang telah ditemukan. Kelompok Freon dari
fluorocarbon terdiri dari Freon-11 (CCl3F) yang digunakan sebagai bahan
aerosol, dan Freon-12 (CCl2F2), umumnya digunakan sebagai bahan refrigerant.
Saat ini, freon dianggap sebagai salah satu penyebab lapisan Ozon Bumi
menjadi lubang dan menyebabkan sinar UV masuk. Walaupun, hal tersebut
belum terbukti sepenuhnya, produksi fluorocarbon mulai dikurangi.
[***] Thermostat pada AC beroperasi dengan menggunakan lempeng bimetal
yang peka terhadap perubahan suhu ruangan. Lempeng ini terbuat dari 2 metal
yang memiliki koefisien pemuaian yang berbeda. Ketika temperatur naik, metal
terluar memuai lebih dahulu, sehingga lempeng membengkok dan akhirnya
menyentuh sirkuit listrik yang menyebabkan motor AC aktif/jalan.

11

BAB III
Penutup
A. Kesimpulan
Dengan mengetahui cara kerja yang terjadi pada AC ( Air Conditioner ) mahasiswa
dapat mengembangkan dan memperbaiki system AC apabila terjadi kerusakan. Mahasiswa
juga dapat mengetahui jenis-jenis Freon yang baik dan benar, tidak hanya asal pasang tanpa
memikirkan akibat yang akan terjadi.

B. Saran
Mengingat pentingnya sistem AC,maka setiap pemilik ruangan yang berfasilitas AC
harus merawat setiap komponen AC secara teratur. Dalam pengisian refrigerant diusahakan
menggunakan refrigerant yang ramah lingkungan yaitu R-134a, yang tidak mempunyai sifat
perusak ozon dan juga tidak mengandung racun (karena tidak mengandung clor).

12

Daftar Pustaka
https://cvastro.com/cara-kerja-sistem-ac-ruangan.htm
http://www.merkacterbaik.com/2015/02/prinsip-cara-kerja-ac-airconditioner.html
http://egsean.com/prinsip-kerja-ac-split/
http://www.sainsjurnal.com/sains/cara-kerja-ac/
http://sandipurwiro.blogspot.co.id/2016/05/cara-kerja-ac-air-conditioner.html
https://iptech.wordpress.com/prinsip-kerja-air-conditioner-2/
http://www.academia.edu/6296572/Prinsip_kerja_ac_split_sederhana
https://www.scribd.com/doc/33009874/Makalah-Sistem-AC-Pada-Mobil
http://www.wanasaba.com/laporan-kuliah-kerja-industrikki-sistem-airconditioner-pada-mobil/

13