Evaporator termasuk satu dari empat komponen penting dalam sistem pendingin Air Conditioner (AC). Tanpa nya, mustahil kalian bisa merasakan efek sejuk dan rasa nyaman yang dihasilkan AC. Tidak ada salahnya untuk mengetahui lebih dalam bagaimana komponen satu ini bekerja. Siapa tahun informasi ini bermanfaat ke depannya ketika ada masalah dengan evaporator AC di rumahmu. Atau mungkin kalian ingin sekedar menambah wawasan terkait dunia sistem pendingin Air Conditioning.
Pengertian Evaporator
Evaporator merupakan suatu komponen dalam sistem Air Conditioner (AC) yang berfungsi untuk mendinginkan ruangan. Evaporator dapat menurunkan suhu pada ruangan dengan mengeluarkan panas yang ada. Singkatnya, evaporator AC tidak lah menciptakan udara dingin, melainkan menyerap panas sehingga yang tinggal hanyalah udara dingin.
Ada dua jenis evaporator:
- Tipe konveksi paksa. Memakai kipas atau pompa untuk memaksa pendinginan cairan refrigerant di evaporator
- Tipe konveksi alami. Cairan didinginkan secara alami di evaporator disebabkan perbedaan massa jenis udara dingin dan panas.
Prinsip Cara Kerja Evaporator
Berikut beberapa hal yang harus diperhatikan terkait prinsip cara evaporator bekerja dalam sistem pendingin Air Conditioning (AC):
1. Evaporator mengeluarkan panas
Panas normalnya berpindah dari substansi yang lebih panas ke yang lebih dingin. Karena itu, kumparan evaporator harus lebih dingin dibandingkan udara dalam ruangan sehingga men-trigger perpindahan panas. Digunakan lah fluida khusus “refrigerant” yang mampu menyerap panas pada ruangan melalui kumparan evaporator dan membawa nya ke luar.
Cairan refrigerant akan mendidih dan mengalami evaporasi ketika menyerap panas di evaporator. Itulah kenapa namanya evaporator. Panas pada refrigerant tidak dapat diukur dengan thermometer, karena itu panas ini disebut sebagai panas laten (yang artinya panas terpendam atau tersembunyi) menyebabkan refrigerant mendidih.
Sebagai fluida kerja dalam sistem AC, refrigerant juga akan mengalami kompresi, ekspansi dan kondensasi agar dapat mengeluarkan panas dari suatu ruangan.
2. Evaporator mengatur kadar air udara
Di samping mendinginkan suhu ruangan, kemampuan mengatur kelembapan juga harus dimiliki evaporator. Istilahnya dehumidifaksi, alias proses berkurangnya kadar air di udara. Dehumidifikasi terjadi ketika evaporator beroperasi pada temperatur di bawah titik embun. Jika temperatur di atas titik embun, maka akan ada kelembapan di udara (humidifikasi). Sebaliknya, jika temperatur di bawah titik embun, maka kandungan air akan berkondensasi dan tidak akan ada kelemabapan di udara yang tersisa (dehumidifikasi).
3. Mempertahankan tekanan dan suhu
Sebelum masuk ke evaporator, refrigerant terlebih dahulu masuk ke katup ekspansi. Katup ini melepaskan tekanan dari cairan refrigerant dan juga menurunkan suhunya. Refrigerant yang keluar dari katup ekspansi akan cukup dingin untuk menyerap panas kembali di evaporator. Saat menyerap panas, cairan refrigerant berubah bentuk menjadi gas atau uap.
Katup ekspansi berperan untuk mengatur berapa banyak nya refrigerant yang masuk ke evaporator. Untuk lebih lanjutnya, jenis katup yang digunakan adalah TXT ( thermostatic expansion valves) yang bisa tiap menit mengontrol aliran refrigerant untuk meningkatkan keseluruhan efisiensi energi.
Untuk evaporator, tekanan rendah sangat diperlukan agar suhu juga ikut rendah sehingga bisa menyerap lebih banyak panas. Refrigerant akan masuk ke evaporator sebagai 80% cairan dan 20% gas.
Kalau diukur, suhu refrigerant tidak lah berubah. Yang berubah adalah fase dan bentuknya, yakni dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Proses di evaporator akan terus berlangsung sampai semua refrigerant menjadi uap/gas.
Baca juga: Fungsi Kondensor Pada Sistem Pendingin (AC) Dan Jenisnya
Komponen Penyusun Evaporator
Berikut bagian penting penyusun evaporator sehingga bisa beroperasi dengan baik sesuai dengan fungsinya:
| Nama Komponen | Fungsi |
| Bare-Tube (pipa) dan Plate Surface (pelat) | Merupakan tempat refrigerant mengalir dan bersentuhan langsung dengan refrigerant bagian dalam. Kumparan evaporator terletak di dalam air handler dimana kipas berada. Kumparan ini terbuat dari copper, besi, aluminium atau bahan lainnya yang mempunyai kemampuan penghantar panas yang baik. Kebanyakan evaporator AC terdiri dari pipa berbentuk U. |
| Finned (sirip) | Untuk meningkatkan kapabilitas laju perpindahan panas secara konduktif. Fin berfungsi sebagai pengumpul panas dan memindahkan nya ke refrigerant bagian dalam di evaporator. Adanya fin berarti kontak area antara sumber panas dan sistem itu lebih luas, karenanya efisiensi jadi naik. Intinya, fin dapat menurunkan biaya, ukuran dan berat. |
Kontak Termal dan Jarak Fin
Kontak termal antara pipa dan fin (sirip) sangatlah penting untuk memastikan perpindahan panas yang efisien. Keduanya bisa disambungkan dengan cara solder. Selain itu, jarak antara fin juga termasuk faktor juga perlu diperhatikan.
Dalam sistem AC, konfigurasi 14-16 fin dengan jarak antara fin 1 inch biasa implementasikan. Ketebalan fin yang berlebihan bisa menurunkan kapasitas evaporator. Karena itu, perlu pertimbangan secara cermat dan hati hati dalam mendesain konstruksi evaporator.
Faktor Desain Evaporator
Ada 3 faktor utama dalam mendesain evaporator:
- Penurunan tekanan. Evaporator harus memiliki ruang yang cukup untuk sirkulasi refrigerant dengan penurunan tekanan (pressure drop) seminim mungkin antara pipa masuk dan keluarnya.
- Temperatur. Evaporator harus punya ruang yang cukup untuk menyerap jumlah panas untuk memastikan perbedaan suhu antara udara yang didinginkan dan refrigerant tidak terlalu jauh.
- Cairan dan gas refrigerant. Evaporator haru punya tempat yang cukup untuk menampung cairan refrigerant dan gasnya
Masalah Pada Evaporator!
Agar menghasilkan performa yang maksimal saat beroperasi, kumparan evaporator harus selalu tetap bersih. Kumparan evaporator yang kotor dapat menyebabkan masalah berikut:
- Penyerapan panas dan kapasitas pendinginan terganggu
- Pengunaan energi yang tinggi
- Tekanan dan suhu yang tinggi
- Pembekuan dan es
Bahkan debu yang menempel pada kumparan bisa mengganggu kinerja sistem evaporator. Itu karena debu tersebut bertindak sebagai insulator/penghambat panas. Karena tidak menyerap panas dengan maksimal, evaporator harus bekerja ekstra dan lebih lama, yang artinya membutuhkan penggunaan energi yang lebih besar juga.
Masalah selanjutnya adalah ketika refrigerant tidak memperoleh cukup panas, maka kemungkinan terjadinya pembekuan. Hal itu karena kondisi refrigerant yang sangat dingin dan tanpa panas yang cukup. Tidak heran, ketika panas yang diserap kurang, maka sistem akan mengeluarkan panas buatan untuk membuat refrigerant tetap dalam kondisi normal.
Lubang kecil juga bisa timbul pada kumparan evaporator. Ini bisa saja terjadi saat timbul karatan pada dinding kumparan atau pipa yang disebabkan oleh kelemabapan/oksidasi.
