Fungsi Kontrol Sistem Refrigerasi dan Tata Udara

Suatu unit air conditioning memerlukan sistem pengontrolan secara otomatik agar dapat beroperasi dengan efektif dan aman serta ekonomis sesuai kebutuhan.
Pada prinsipnya sistem pengontrolan ini harus mampu memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk keperluan otmatisasi proses meliputi tiga kategori fungsi sebagai berikut, yaitu
(I) fungsi mengatur dan mengontrol kondisi ruang (space),
(ii) fungsi proteksi dan perlindungan,
(iii) fungsi operasi yang ekonomis.

1. Fungsi mengatur kondisi ruang

Agar sistem pengontrolan yang digunakan dapat melaksanakan fungsi ini maka diperlukan alat deteksi dan aktuasi yang akan memonitor kondisi ruang setiap saat melalui berbagai alat deteksi yang digunakan dan kemudian mengadakan pengaturan seperlunya untuk mencapai kondisi yang diinginkan melalui peralatan aktuasi yang digunakan. Peralatan deteksi dan aktuasi tersebut antara lain thermostat, humidistat, damper, katub dan relai). Peralatan tersebut dapat beroperasi secara elektrik dengan menggunakan energi listrik, dapat pula secara pnumatik menggunakan kekuatan udara tekan dan secara elektronik dengan menggunakan bahan semi konduktor dan mikroelektronik berbasis komputer. Peralatan deteksi dan aktuasi yang digunakan akan berkolaborasi untuk menjaga kondisi suhu dan kelembaban udara ruang senantiasa tetap berada pada titik tertentu sesuai keinginan dan perencanaan. Variable yang dideteksi dan dikontrol meliputi suhu, tekanan, jumlah udara dan kualitas udara, refrigeran dan uap air. Selain itu juga harus dapat mengontrol siklus kompresor ,burner (boiler) atau heater secara pasti (ON/OFF) sesuai kebutuhan beban. 

2. Fungsi Proteksi dan Perlindungan

Sistem pengontrolan yang digunakan harus mampu memberikan fungsi proteksi dan pengaman untuk mencegah mesinnya sedini mungkin terhadap bahaya kerusakan fatal. Dalam hal ini sistem kontrol yang digunakan harus mampu mencegah terjadinya suhu tinggi atau suhu yang berlebihan dan bahaya kebakaran. Sebagai contoh Oil pressure control, Suction pressure regulator, limit switch, motor overload protection dan smoke detector.

3. Fungsi Operasi Ekonomis

Sistem kontrol yang digunakan harus mampu menjaga operasi mesin pada tingkat yang paling ekonomis dengan mengatur konsumsi energi yang digunakan pada waktu ke waktu disesuaikan dengan kebutuhan beban. Misalnya konsumsi air, bahan bakar atau tenaga listrik yang dikonsumsi pada saat beban air conditioning turun di bawah desain nominalnya. Untuk itu kompresornya harus dilengkapi dengan sistem kontrol kapasitas misalnya dengan menggunakan alat yang disebut : Auto Unloader, Hot gas Bypass, damper dan step controller. Pada gedung-gedung bertingkat tinggi untuk pemakaian komersial sering menggunakan sistem kontrol dengan mikrokontroler yang berbasis komputer (Building Automation System) untuk keperluan peningkatan upaya konservasi (hemat) energi. Kontrol yang terpogram melalui perangkat komputer (misalnya dengan PLC atau Programmable Logic Control) sering digunakan untuk mengontrol dan memonitor kondisi ruang demi ruang setiap saat untuk menghasilkan operasi sistim yang ekonomis tanpa mengurangi kebutuhan kualitas yang diperlukan. Menurut aksi spesifik yang dilakukan maka fungsi sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut yaitu sebagai pengontrol Starting, pengontrol operasi dan pengontrol kondisi ruang.

4. Fungsi Starting/Stopping

Pengontrol starting dapat berupa sistem kontrol tunggal (operasi on/off) tidak tergantung sistem lainnya atau dapat berupa operasi sekuen yang melibatkan lebih dari sistem aktuasi (misalnya motor kompresor, pompa air dan fan) secara interlock.

5. Fungsi Pengontrol Operasi

Pengontrol operasi pada prinsipnya mongontrol operasi mesin pada tingkat yang paling efektif dan aman. Sistem kontrol ini dapat mencegah mesin dari bahaya kerusakan fatal dengan melindunginya terhadap adanya suhu dan tekanan yang berlebihan dan bahaya kebakaran. Sistem kontrol ini dapat berfungsi sebagai pengontrol kapasitas pada saat mesin sedang bekerja atau pada saat starting sehingga diperoleh operasi yang ekonomis. Misalnya High - Low Pressure control, time delay relay, freeze protection, temperature limit control dan compressor capacity control.

6. Fungsi Pengontrol Kondisi Ruang

Pengontrol ini berfungsi sebagai pengatur kondisi ruang. Sistm kontrol yang digunakan harus mampu mendeteksi kondisi di dalam ruang dari waktu ke waktu meliputi suhu, tekanan dan kelembaban udara dalam ruang dan selanjutnya melakukan berbagai pengaturan untuk menjaga kondisi ruang tetap berada pada batas-batas perencanaannya.

Sistem Kontrol untuk AC rumah tinggal (residental)

Air conditioner untuk keperluan rumah tinggal (residental system) biasanya hanya memerlukan sistem kontrol yang sederhana, yaitu switch manual yang dipadu dengan room thermostat dan timer switch untuk mengontrol suhu ruang. Peralatan kontrol lainnya baik untuk starting maupun untuk operasional biasanya merupakan bagian integral dari unitnya sesuai desain pabrikannya. Unit kontrol untuk starting diatur oleh thermostat yang akan mengoperasikan suatu relai atau kontaktor. Relai atau kontaktor tersebut kemudian akan memberi penguatan kepada unit aktuasinya misalnya kompresor, fan, katup dan pompa. Sedang unit kontrol operasinya akan memberikan fungsi proteksi terhadap adanya suhu dan tekanan yang abnormal baik pada sisi tekanan rendah atau tekanan tingginya. Ada pula peralatan kontrol lain yang kadankala ditambahkan oleh pabrikannya yang bertujuan lebih memberikan fungsi kenyamanan dan kemudahan pemakainya.

Berikut ini diberikan beberapa konfigurasi sistem kontrol yang banyak digunakan :
(i) Kombinasi sistem kontrol untuk operasi cooling dan heating yang diterapkan pada unit AC Split dengan
    menggunakan selector switch manual. Thermostatnya dilengkapi dengan timer switch agar dapat
    mengontrol operasi sistem sesuai waktu yang diinginkan misalnya pada waktu malam hari (night set back)
    dan slanjutnya dapat kembali ke operasi day time.
(ii) Kombinasi sistem kontrol yang lebih lengkap untuk operasi cooling dan heating yang menggunakan
     pengaturan 3 posisi, yaitu “On - Off - Auto”.
(iii) Humidistat yang dikombinasikan dengan humidifyer untuk menjaga tingkat kelembaban relatif udara tetap
      berada pada batas-batas perencanaannya.

Sistem Kontrol AC Komersial

Seperti halnya pada AC residental, unit AC komersial berskala rendah dan sedang yang umumnya didesain dalam bentuk unit paket (packaged system) juga menggunakan switch manual yang dipadu dengan thermostat untuk mengontrol operasi cooling dan heating. Unit kontrol operasinya terdiri dari High - Low Pressure Protection, Motor Winding Protection, Time Delay Relay, Head Pressure Control dan Burner Control.

Sistem Kontrol untuk Central Station

Untuk menangani kebutuhan ruang yang dikondisi pada bangunan besar dan bertingkat biasanya lebih ekonomis bila menggunakan Central Station. Suatu central ststion dapat dibangun baik dengan sistem langsung (direct expansion refrigerant) atau dengan sistem tak langsung (chilled water) untuk memenuhi kebutuhan operasi coolingnya. Pada sistem ini biasanya dilengkapi pula dengan boiler yang memproduksi uap untuk keperluan heating ataupun untuk keperluan humidifying.
Operasi cooling dan heating dapat dikontrol secara manual ataupun otomatik bahkan full automatic, terprogram yang berbasis komputer. Air Handling Unit (AHU) yang mengatur distribusi udara ke ruang dilengkapi dengan damper untuk mengatur jumlah aliran udara, baik udara kembali atau udara luar dan dilengkapi pula dengan berbagi katub untuk mengatur chilled water atau uap. Damper dan katub dikontrol oleh alat deteksi suhu yang terletak di dalam ruang atau di dalam duct. Biasanya kompresornya dilengkapi dengan sistem pengontrol kapasitas yang berupa sistem auto Unloader atau dengan sistem Hot Gas Bypass. Semua peralatan kontrolnya bekerja secara interlock untuk menghasilkan operasi otomatik. Biasanya peralatan kontrolnya dipilihkan dari sistem pnumatik yang menggunakan udara tekan sebagai tenaga penggeraknya.
Dilihat dari cara peralatan kontrol itu bekerja dan dari jenis tenaga yang digunakan, maka peralatan kontrol dapat dibedakan menjadi 4 klasifikasi, yaitu:
(i) sistem kontrol elektrik,
(ii) sistem kontrol pnumatik,
(iii) sistem kontrol elektronik,
(iv) sistem kontrol fluidik.
Banyak sistem kontrol yang menggunakan kombinasi dari sistem tersebut di atas. Misalnya sistem pendeteksiannya menggunakan sistem elektronik sedang sistem aktuasinya menggunakan sistem elektrik untuk mengontrol damper atau katub. Atau adapula suatu controller yang menggunakan sistem fluidik dan aktuasi damper menggunakan sistem pnumatik. Kontrol starting dan sebagian besar kontrol operasi banyak menggunakan sistem elektrik.