SISTEM KELISTRIKAN AIR CONDITIONER

 

Jenis-jenis kelistrikan pada unit AC merujuk pada komponen-komponen listrik dan elektronika yang menjalankan, mengatur, dan mengamankan siklus pendinginan serta operasi kipas unit tersebut.

Secara umum, komponen kelistrikan pada unit AC dapat dikategorikan berdasarkan fungsinya:

1. Komponen Penggerak Utama (Motor)

Komponen ini bertanggung jawab mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk menggerakkan bagian-bagian penting:

·       Motor Kompresor: Menggerakkan kompresor untuk memompa dan menaikkan tekanan/suhu refrigeran. Ini adalah 'jantung' sistem AC. (Pada AC mobil, seringkali menggunakan Kopling Magnet atau Magnetic Clutch yang dikendalikan secara listrik untuk menghubungkan kompresor ke mesin mobil.)

·       Motor Blower/Kipas Indoor: Menggerakkan kipas di unit dalam ruangan (indoor) untuk menghembuskan udara dingin hasil evaporator ke dalam ruangan.

·       Motor Kipas Outdoor: Menggerakkan kipas di unit luar ruangan (outdoor) untuk membantu kondensor membuang panas ke udara luar.

 

2. Komponen Pengendali dan Pengaturan

Komponen ini berfungsi sebagai 'otak' sistem, mengatur kapan dan bagaimana unit AC bekerja sesuai pengaturan pengguna dan kondisi suhu:

·       PCB Kontrol/Modul (Papan Sirkuit Tercetak): Papan utama yang berisi mikrokontroler dan komponen elektronik lainnya. Ini adalah pusat kendali yang mengatur semua fungsi unit AC, termasuk waktu penyalaan/pemadaman, kecepatan kipas, dan perintah dari remote control.

·       Termostat/ Thermistor (Sensor Suhu): Berfungsi mendeteksi suhu. Umumnya ada dua jenis:

o   Thermistor suhu ruangan: Membaca suhu udara di dalam ruangan.

o   Thermistor pipa evaporator: Membaca suhu pada pipa evaporator. Data ini digunakan PCB untuk mengatur kerja kompresor secara otomatis.

·       Relay dan Kontaktor (Contactor): Berfungsi sebagai sakelar elektromagnetik. Mereka mengendalikan aliran listrik bertegangan tinggi ke komponen yang membutuhkan arus besar seperti kompresor dan motor kipas, berdasarkan sinyal dari termostat atau PCB.

·       Remote Control dan Receiver: Memberi instruksi ke mikrokontroler (PCB) dan penerima sinyal (receiver) di unit indoor untuk mengatur kinerja AC (pengaturan suhu, kecepatan kipas, mode operasi).

 

3. Komponen Pendukung dan Keamanan

Komponen ini mendukung kerja motor listrik dan melindungi sistem dari kerusakan akibat kelainan listrik:

·       Kapasitor (Start dan Run): Menyimpan dan melepaskan energi listrik. Kapasitor Start memberikan dorongan awal untuk memulai putaran motor (kompresor atau kipas), sementara Kapasitor Run memberikan pasokan daya yang stabil agar motor berjalan efisien.

·       Sekring (Fuse) dan Pemutus Sirkuit (Circuit Breaker): Perangkat keselamatan yang akan terputus atau trip jika terjadi kelebihan arus (overload) atau korsleting, melindungi komponen lain dari kerusakan.

·       Overload Protector: Alat pengaman termal yang terpasang pada motor kompresor. Memutus aliran listrik ke kompresor jika terjadi panas berlebihan (misalnya karena kekurangan refrigeran atau oli).

·       Trafo (Transformer): Mengubah tegangan listrik utama (misalnya 220V AC) menjadi tegangan rendah (misalnya 12V atau 5V DC) yang dibutuhkan oleh PCB kontrol dan komponen elektronika.

·       Kabel dan Konektor: Jalur dan penghubung untuk mengalirkan energi listrik antar komponen dan dari sumber daya.

 

Jenis-jenis kelistrikan pada unit AC merujuk pada komponen-komponen listrik dan elektronika yang menjalankan, mengatur, dan mengamankan siklus pendinginan serta operasi kipas unit tersebut.

 

Komponen Kelistrikan Utama

Secara garis besar, komponen kelistrikan pada unit AC dibagi menjadi tiga fungsi utama:

Jenis Komponen	Contoh Komponen	Fungsi Utama
Penggerak (Motor)	Motor Kompresor, Motor Kipas Indoor (Blower), Motor Kipas Outdoor	Mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk menggerakkan kompresor dan kipas.
Pengendali (Kontrol)	PCB Kontrol (Modul), Termistor (Sensor Suhu), Relay/Kontaktor	Mengatur dan mengoordinasikan seluruh operasi sistem (suhu, waktu, kecepatan).
Pendukung & Proteksi	Kapasitor, Sekring (Fuse), Overload Protector, Trafo (Transformer)	Menyimpan daya, memulai motor, dan mengamankan sistem dari arus pendek atau panas berlebih.

 

Daya (Watt) dan Tegangan (Volt)

Daya dan Tegangan adalah spesifikasi listrik penting pada unit AC:

·       Tegangan Listrik (Volt/V):

o   AC domestik umumnya menggunakan tegangan listrik AC 220 Volt (di Indonesia).

o   Unit kontrol (PCB, Sensor) seringkali menggunakan tegangan rendah DC 5 Volt atau DC 12 Volt yang diturunkan oleh trafo.

·       Daya Listrik (Watt/W) atau Kapasitas (PK/BTU):

o   Daya menunjukkan konsumsi energi listrik per jam. Kapasitas pendinginan (PK/BTU) berbanding lurus dengan kebutuhan daya (Watt).

o   Secara umum:

§  AC ½ PK: Sekitar 350 – 500 Watt.

§  AC 1 PK: Sekitar 700 – 900 Watt.

o   Teknologi Inverter memungkinkan daya (Watt) yang digunakan berfluktuasi dan lebih rendah saat suhu ruangan sudah tercapai, berbeda dengan AC standar yang daya (Watt) cenderung konstan.

 

Arus Listrik (Ampere)

·       Arus (Ampere/A) adalah besarnya aliran muatan listrik. Pada unit AC, arus terbesar ditarik oleh Kompresor saat start dan beroperasi.

·       Rumus hubungan Daya, Tegangan, dan Arus: Watt = Volt x Ampere (dengan asumsi faktor daya ideal).

·       Arus listrik ini dipantau oleh perangkat pengaman seperti Sekring dan Circuit Breaker untuk mencegah kelebihan beban (overload).

 

Rangkaian Kelistrikan Dasar

Rangkaian kelistrikan pada AC, terutama AC Split (terdiri dari Unit Indoor dan Outdoor), menghubungkan semua komponen untuk siklus pendinginan:

1.        Sumber Daya masuk ke unit Indoor dan/atau Outdoor, melewati pengaman (Sekring).

2.        PCB Kontrol di unit Indoor menerima perintah dari remote dan data suhu dari Termistor.

3.        PCB mengaktifkan Motor Blower Indoor untuk mulai menghembuskan udara.

4.        PCB mengirimkan sinyal kontrol ke unit Outdoor (melalui kabel komunikasi).

5.        Sinyal ini mengaktifkan Relay/Kontaktor di unit Outdoor.

6.        Relay/Kontaktor menghubungkan daya tinggi ke Motor Kompresor (dibantu Kapasitor untuk start) dan Motor Kipas Outdoor.

7.        Sistem terus bekerja hingga Termistor mendeteksi suhu ruangan telah mencapai titik yang diatur, kemudian PCB akan memutus daya ke Kompresor dan Kipas Outdoor (atau menurunkannya pada AC Inverter).

 

 

Aplikasi Refrigeran R-4xx

Refrigeran (zat pendingin) dengan kode R-4xx (misalnya R-404A, R-410A, R-407C) adalah jenis refrigeran campuran atau blend.

Secara spesifik, kode R-4xx menunjukkan bahwa refrigeran tersebut adalah campuran yang bersifat non-azeotropik (disebut juga Zeotropic).

Karakteristik Utama Refrigeran R-4xx

Refrigeran seri R-4xx memiliki karakteristik khas yang membedakannya dari refrigeran tunggal (seperti R-134a) atau campuran azeotropik (seri R-5xx):

1.      Campuran Non-Azeotropik: Ini berarti campuran tersebut terdiri dari beberapa refrigeran yang titik didihnya berbeda. Selama proses penguapan atau pengembunan, refrigeran ini akan menunjukkan:

o  Temperature Glide (Pergeseran Suhu): Suhu refrigeran akan berubah (bergeser) meskipun tekanan tetap konstan. Ini dapat memengaruhi desain penukar panas (evaporator dan kondenser).

2.      Perubahan Komposisi: Karena titik didih komponennya berbeda, jika terjadi kebocoran (terutama kebocoran lambat) dalam fase uap, komposisi campuran yang tersisa di dalam sistem dapat berubah.

3.      Pengisian Fase Cair Wajib: Untuk memastikan komposisi campuran yang benar masuk ke dalam sistem, refrigeran R-4xx harus diisi dalam keadaan cair (tabung dibalik).

Contoh Umum Refrigeran R-4xx

Seri R-4xx dikembangkan terutama sebagai pengganti refrigeran lama (seperti R-22) yang merusak lapisan ozon (memiliki ODP > 0).

Kode Refrigeran	Komposisi Utama (Campuran)	Penggunaan Umum
R-404A	R-125, R-143a, R-134a	Refrigerasi komersial suhu rendah dan sedang (freezer, chiller, truk pendingin).
R-407C	R-32, R-125, R-134a	Sistem pendingin udara (AC) dan refrigerasi, sering digunakan sebagai pengganti R-22.
R-410A	R-32, R-125	Sistem pendingin udara (AC) modern bertekanan tinggi, terutama pada tipe split dan inverter.
R-448A	R-32, R-125, R-134a, R-1234yf	Pengganti R-404A yang memiliki Global Warming Potential (GWP) lebih rendah.

Catatan: Meskipun R-410A diklasifikasikan sebagai R-4xx (non-azeotropik), ia memiliki temperature glide yang sangat kecil sehingga sering dianggap mendekati azeotropik dalam praktiknya.

Penggunaan utama refrigeran R-4xx sangat bervariasi, tergantung pada jenis campurannya.

1. Pendingin Udara (Air Conditioning - AC)

Ini adalah salah satu area penggunaan terbesar untuk seri R-4xx:

·       R-410A (Difluorometana + Pentafluoroetana)

o   Penggunaan: Menjadi standar untuk hampir semua sistem AC split rumah tangga dan komersial modern, terutama tipe Inverter.

o   Karakteristik: Bekerja pada tekanan yang jauh lebih tinggi daripada R-22 dan R-407C, sehingga membutuhkan desain kompresor dan komponen sistem yang baru. Memiliki efisiensi energi yang sangat baik.

·       R-407C (R-32, R-125, R-134a)

o   Penggunaan: Digunakan sebagai refrigeran retrofit (pengganti) untuk sistem AC dan pendinginan yang sebelumnya menggunakan R-22.

o   Karakteristik: Memiliki sifat kinerja yang mirip dengan R-22, sehingga memungkinkan penggunaan pada sistem R-22 yang sudah ada (dengan penggantian oli pelumas menjadi POE) tanpa modifikasi besar pada komponen utama.

 

2. Refrigerasi Komersial dan Industri

Seri R-4xx juga sangat dominan dalam aplikasi pendinginan suhu rendah dan sedang:

·       R-404A (R-125, R-143a, R-134a)

o   Penggunaan: Secara luas digunakan pada sistem pendinginan suhu rendah dan sedang, seperti:

§  Freezer dan Chiller komersial.

§  Etalase display makanan di supermarket.

§  Cold Storage (ruang penyimpanan dingin).

§  Transportasi berpendingin (truk dan kontainer reefer).

o   Catatan: Meskipun sangat populer, R-404A memiliki Global Warming Potential (GWP) yang sangat tinggi. Oleh karena itu, di banyak negara, R-404A sedang digantikan secara bertahap oleh campuran R-4xx generasi baru dengan GWP lebih rendah, seperti R-448A dan R-449A.

 

Poin Penting Mengenai Penggunaan R-4xx

Karena refrigeran R-4xx bersifat campuran non-azeotropik, ada aturan penting dalam penggunaannya yang berbeda dari refrigeran tunggal (seperti R-134a):

·       Pengisian Harus Cair (Liquid Charging): R-4xx harus diisi ke dalam sistem dalam fase cair (dengan membalik tabung). Ini untuk mencegah pemisahan komponen campuran yang dapat mengubah komposisi dan menurunkan kinerja sistem.

·       Wajib Ganti Oli: Ketika mengganti (retrofit) sistem lama yang menggunakan HCFC (seperti R-22) ke R-4xx (yang merupakan HFC), oli pelumas kompresor harus diganti dari oli mineral/alkilbenzena ke oli Poliester Ester (POE), karena oli POE kompatibel dengan refrigeran HFC.

Tekanan kerja refrigeran dengan kode R-4xx (seri R-400) sangat bervariasi tergantung jenisnya (R-410A, R-404A, R-407C) dan suhu operasinya, tetapi secara umum memiliki karakteristik sebagai refrigeran bertekanan tinggi atau sedang-tinggi.

 

Ringkasan Tekanan Kerja R-4xx

Berikut adalah perbandingan tekanan hisap (low pressure/LP) yang umum dijumpai untuk aplikasi pendingin udara dan refrigerasi:

Refrigeran	Aplikasi Utama	Tekanan Hisap Normal (Low Side)	Komentar Kunci
R-410A	Pendingin Udara (AC)	130 – 140 psi (Gauge Pressure)	Tekanan paling tinggi di antara refrigeran AC rumah tangga.
R-407C	AC/Retrofit R-22	55 – 70 psi (Gauge Pressure)	Tekanannya relatif mirip dengan R-22.
R-404A	Refrigerasi Suhu Rendah	25 – 45 psi (Gauge Pressure)	Untuk pendinginan suhu rendah (freezer), tekanannya lebih rendah.

Catatan Penting:

1.    Tekanan vs. Suhu: Tekanan hanya mencerminkan suhu jenuh (evaporasi) refrigeran. Tekanan yang benar harus selalu dikonfirmasi dengan suhu evaporator yang diinginkan dan arus listrik (ampere) yang tertera pada nameplate unit.

2.    Temperature Glide: Karena R-4xx adalah campuran, teknisi yang berpengalaman juga harus mempertimbangkan temperature glide (pergeseran suhu) saat melakukan pengisian.

Tekanan Khusus Berdasarkan Jenis

1. R-410A (Untuk AC)

R-410A beroperasi pada tekanan yang jauh lebih tinggi dibandingkan pendahulunya (R-22), yang berarti membutuhkan komponen sistem yang lebih kuat dan tebal (misalnya pipa tembaga).

·       Tekanan Hisap Normal (Low Side): 130 – 140 psi

·       Tekanan Buang Normal (High Side): Sekitar 350 – 420 psi (tergantung suhu luar/kondensasi)

 

2. R-404A (Untuk Refrigerasi)

R-404A dirancang untuk aplikasi pendinginan (freezer, cold storage) dengan suhu rendah hingga sangat rendah.

·       Aplikasi Suhu Rendah (-20°C):

o   Tekanan Hisap: Sekitar 25 – 30 psi.

·       Aplikasi Suhu Sedang (5°C):

o   Tekanan Hisap: Sekitar 40 – 55 psi.

·       Tekanan Buang Normal (High Side): Sekitar 180 – 300 psi (tergantung suhu kondensasi).

 

3. R-407C (Pengganti R-22)

R-407C memiliki karakteristik tekanan yang paling mirip dengan R-22, menjadikannya pilihan umum untuk retrofit sistem lama.

·       Tekanan Hisap Normal (Low Side): Sekitar 55 – 70 psi.

·       Tekanan Buang Normal (High Side): Sekitar 250 – 350 psi.

·       Suhu Jenuh (Evaporasi) pada 65 psi: Sekitar 0 ⁰C hingga 5 ⁰C.

Azeotropik dan Non-Azeotropik (sering disebut Zeotropik) adalah istilah yang digunakan untuk mengklasifikasikan sifat-sifat campuran yang terdiri dari dua atau lebih komponen, terutama saat campuran tersebut mendidih atau menguap.

Dalam konteks refrigeran (zat pendingin), klasifikasi ini sangat penting karena memengaruhi bagaimana refrigeran bekerja di dalam sistem pendingin (AC atau kulkas) dan bagaimana refrigeran tersebut diisi ulang.

1. Campuran Azeotropik (Seri R-5xx)

Campuran azeotropik adalah campuran cair yang memiliki sifat unik di mana komposisi uapnya sama persis dengan komposisi cairannya pada tekanan dan suhu tertentu.

Karakteristik Utama:

·       Titik Didih Konstan: Mirip dengan zat murni (tunggal), azeotropik akan menguap dan mengembun pada suhu yang konstan (tetap) ketika tekanan dijaga konstan.

·       Tidak Dapat Dipisahkan dengan Destilasi Sederhana: Karena uap dan cairan memiliki komposisi yang sama, campuran ini tidak dapat dipisahkan menjadi komponen aslinya hanya dengan proses distilasi sederhana.

·       Perilaku Mirip Refrigeran Tunggal: Dalam sistem pendingin, azeotropik bekerja seperti refrigeran murni. Tidak ada masalah perubahan komposisi jika terjadi kebocoran uap.

·       Contoh: Refrigeran seri R-500 (misalnya R-507).

 

2. Campuran Non-Azeotropik / Zeotropik (Seri R-4xx)

Campuran non-azeotropik adalah campuran cair di mana komposisi uapnya berbeda dengan komposisi cairannya. Istilah ini sering disebut Zeotropik.

Karakteristik Utama:

·       Temperature Glide (Pergeseran Suhu): Ini adalah sifat khasnya. Ketika campuran ini menguap (di evaporator) atau mengembun (di kondensor) pada tekanan yang konstan, suhunya akan bergeser (berubah secara bertahap) dari suhu awal hingga suhu akhir.

o   Contoh: Suhu refrigeran mungkin naik dari 2 ⁰C menjadi 7 ⁰C selama proses penguapan.

·       Dapat Dipisahkan dengan Destilasi Sederhana: Komponen penyusunnya dapat dipisahkan karena titik didihnya berbeda.

·       Risiko Fraksinasi: Jika terjadi kebocoran dalam sistem (terutama kebocoran uap), komponen dengan titik didih terendah akan lebih dulu menguap dan keluar, menyebabkan perubahan komposisi campuran yang tersisa dalam sistem. Hal ini dapat menurunkan efisiensi dan kinerja pendinginan.

·       Aturan Pengisian: Karena risiko fraksinasi, refrigeran non-azeotropik harus diisi dalam fase cair (tabung dibalik) untuk memastikan komposisi yang benar masuk ke sistem.

·       Contoh: Refrigeran seri R-4xx (R-410A, R-404A, R-407C).

 

Tabel Perbandingan Singkat

Sifat	Azeotropik (R-5xx)	Non-Azeotropik / Zeotropik (R-4xx)
Komposisi Uap vs. Cair	Sama	Berbeda
Titik Didih/Embun	Konstan (seperti zat tunggal)	Bergeser (Temperature Glide)
Pemindahan Panas	Mirip zat tunggal	Suhu berubah selama transfer panas
Risiko Kebocoran	Rendah risiko perubahan komposisi	Tinggi risiko perubahan komposisi (Fraksinasi)
Cara Pengisian	Cair atau Gas	Wajib Cair (Liquid Charge)

 

Deskripsi :

Kenali penggunaan, tekanan tinggi, dan sifat non-azeotropik refrigeran R-410A (AC) dan R-404A (Freezer). Pahami pentingnya liquid charge

Perawatan melalui service AC terdekat

Melayani Pemasangan/Instalasi AC, Jual-Beli AC, Tukar-tambah AC

Note : Artikel disaring dari sumber Wikipedia, Google, Amin Cool Teknik, Teknisi AC, Google Gemini

 

Mohon Maaf apabila ada salah dalam tulisan ini bukan bermaksud mengajari hanya ingin berbagi, silahkan ambil yang baik buang yang tidak baik

( Dukung kami di Youtube dengan subscriber tanpa like dan share )