Sistem dan Rangkaian Pengontrol Suhu

Daftar Isi

Sistem dan Rangkaian Pengontrol Suhu

Penerapan sistem tata udara Saat ini rumah tinggal modern, perkantoran, tempat kerja dan industri sudah lazim dilakukan. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan kenyamanan dan kesehatan udara. Sistem tata udara kembangkan agar dapat mengontrol suhu dan kelembaban udara.

Pergerakan, kebersihan dan strerilasasi udara secara otomatis. Pada pengembangan yang telah dilakukan pada sistem pemanas ruangan (heating system) dan pendingin ruangan (cooling system), terdapat dua hal yang sangat berhubungan, yaitu:

• Pengoperasian sistem dengan menerapkan sistem kontrol otomatik
• Electronic circuit control dan pengoperasian sistem kontrol otomatik

1. Perangkat Kontrol (Control Device)

Yang dimaksud dengan perangkat kontrol adalah perangkat yang dibuat untuk mengoperasikan atau mengatur sistem elektrikal dan juga sistem mekanikal pada sistem. Selain digunakan pada sistem pendinginan (cooling system) dan sistem pemanasan (heating system), perangkat kontrol juga digunakan untuk sistem penambahan kelembaban udara (humidifying system), dan sistem pengurangan kelembaban udara (dehumidifying system).

Selain itu perangkat kontrol juga digunakan untuk sistem pengapian dan sistem pembakaran. Biasanya, setiap piranti kontrol didisain untuk mampu merespon suatu kondisi tertentu. Contoh perangkat kontrol adalah perangkat yang dapat mengatur suhu, tekanan, aliran fluida, level likuid, dan operasi berbasis waktu. Perangkat kontrol tersebut telah dibuat dengan mengembangkan segi keamanan dan segi otomatisasi sistam yang dikontrolnya. 

Pengontrol (Controller) dan Sistem Kontrol (Control System) 

Istilah pengontrol (controller) merupakan kelompok kontrol dan rangkaian yang mengoperasikan suatu peralatan secara akurat dan otomatis. Suatu pengontrol dapat terdiri dari kontrol primer (primary control), kontrol operasional (operating control), dan kontrol limitasi (limit control). 

Sedangkan istilah sistem kontrol meliputii pengontrol (controller), peralatan yang beroperasi (operating device) atau peralatan (device), dan area yang dikondisikan (contitioned area). Berikut ini merupakan beberapa tipe sistem kontrol yang biasa digunakan dalam sistem: 

• Elektrik
• Pnumatik
• Elektronik
• Fluidik
• Atau kombinasi dari sistem kontrol tersebut di atas.

Mekanisme sistem kontrol tersebut di atas dapat menghidupkan (turned-on) atau mematikan (turned-off) sistem secara otomatik. Mekanisme sistem kontrol tersebut memodulasi atau mengatur operasi tertentu dan sinyal pengkondisi. Mekanisme tersebut interlok dengan perangkat pengaman untuk membatasi kondisi yang tidak diinginkan. 

Sistem kontrol pada industri pendingin (cooling) dan pemanas (heating) digunakan untuk mengoperasikan sistem pemanas ruangan, sistem pengkondisian (tata) udara, dan sistem manajemen energi total. Ada sejumlah operasi kontrol yang diperlukan pada sistem tata udara. Operasi kontrol tersebut meliputi: 

• Pengontrolan suhu udara
• Pengontrolan kelembaban udara
• Pengontrolan aliran udara
• Pengontrolan filter udara
• Pengontrolan pencairan bunga es di evaporator (defrost)
• Pengontrolan titik batas dan keamanan.

2. Thermostat

Pengontrol suhu yang paling banyak digunakan pada sistem pendinginan dan sistem pemanasan adalah thermostat. Thermostat memiliki operasi kontrol. Thermostat ini mampu menjalankan (start) dan menghentikan (stop) sistem bilamana kondisi suhu yang diinginkan (preset) telah dicapai, dengan istilah lain cut off dan cut in. Kerja thermostat adalah dengan memodulasi nilai suhu dengan efek menaikkan atau menurunkan nilai suhu. Baca juga Cara Setting/ Setel Thermostat.

Tipe Thermostat 

Ada beberapa jenis thermostat yang dapat dijumpai di pasaran untuk keperluan pengatur suhu pada sistem pendingin dan sistem pemanas udara. Umumnya jenis thermostat dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu: 

• Heating thermostat,
• Cooling thermostat.

Pada prinsipnya thermostat tersebut dapat dikombinasikan dalam satu unit yang disebut heating-cooling thermostat. Beberapa kombinasi thermostat dapat dibalik operasinya secara otomatik, beberapa tipe lain, harus di ubah operasinya melalui sakelar manual. 

Disamping itu, saat ini sudah dikembangkan programmable thermostat. Programmable thermostat memiliki mikroprosesor yang berfungsi sebagai clock mecanism. Microprosesor didalamnya telah diprogram untuk merubah setting operasi on-off untuk operasi malam hari berbeda dengan operasi siang hari.

Kebanyakan unit programmable thermostat telah memiliki preset program, tetapi operator masih dapat memodifikasi program tersebut sesuai suhu yang diinginkan pada waktu berbeda atau hari dan minggu yang berbeda. 

Furnace listrik otomatik atau peralatan pemanasan lainnya dikontrol oleh perangkat keamanan. Perangkat keamanan ini akan dapat mematikan sistem (off) jika terjadi masalah operasi yang tidak normal. Kontrol otomatis tersebut bekerja secara elektrikal yang beroperasi dengan membaca suhu, tekanan dan waktu. 

Perangkat keamanan lain adalah rele (relay). Rele (relay) digunakan pada sistem kontrol otomatik karena dapat mengontrol suatu perangkat yang bekerja pada tegangan penuh (220 VAC) hanya dengan menggunakan tegangan rendah (24 VAC). Selain itu rele dapat juga digunakan sebagai perangkat interlok untuk operasi keamanan.

Sistem pemanas dan sistem pendingin menggunakan room thermostat. Sistem pemanasan ruang ada yang menggunakan bonnet safety thermostat. Bonet safety thermostat akan mematikan sistem secara otomatik jika plenum chamber mengalami panas berlebihan (overheat). Jika ruangan tersebut meghendaki adanya pengontrolan kelembaban udara secara otomatik, maka dapat digunakan humidistat. 

Pembakar berbahan bakar minyak (oil burner) seringkali juga menggunakan stack thermostat. Thermostat tersebut akan mematikan (shut off) burner jika stack temperatur tidak naik naik beberapa detik kemudian setelah oil burner diaktifkan. Pressurestat yang digunakan pada sistem boiler akan mematikan sistem tersebut jika tekanan uap meningkat ke titik yang membahayakan. Pada umumnya sistem telah dilengkapi dengan perangkat khusus yang akan bekerja secara otomatis. 

Di pasaran tersedia tiga tipe heating thermostat, yaitu: 

• Thermostat yang beoperasi secara elektrik
• Thermostat yang bekerja secara pnumatik
• Thermostat yang bekerja secara kombinasi elektrik dan pnumatik

Beberapa thermostat jenis baru, menggunakan perangkat berbasis solid-state. Thermostat dengan solid state menggunakan komponen triac, transistor, dan amplifier yang digunakan untuk mengontrol fungsi suatu sistem, seperti: 

• Sirkit daya
• Aliran udara
• Aliran air
• Aliran uap
• Operasi damper

Piranti kontrol berbasis solid-state akan memberikan operasi paling baik dan dengan efisiensi yang tinggi. Perangkat ini dapat menampilkan seluruh variabel yang akan diukur pada suatu sistem. Kondisi-kondisi tersebut ditampilkan melalui berbagai instrumen, lampu-lampu tanda, dan recorder. Komponen solid state thermostat biasanya meliputi sebuah thermistor (sebagai sensor suhu), potensiometer (sebagai piranti pengaturan), dan SCR (silicon-controller rectifier). 

Ada tersedia berbagai tipe dan model thermostat yang didisain untuk keperluan sistem pendinginan dan sistem pemanasan, yang dilihat dari berbagai segi, yaitu: 

Tegangan: 

• Tipe tegangan rendah : 24 V
• Tipe tegangan jala-jala : 220V, 120/240 V

Titik Kontak 

• SPST
• SPDT

Selector Switch: 

• None
• Winter/Summer
• Heat/fan
• Heat on/heat off
• Thermostat yang dilengkapi dengan heat anticipator

Operasi Thermostat 

Perangkat utama (primer) pada thermostat adalah komponen yang mampu beraksi terhadap perubahan suhu. Ada beberapa tipe perangkat yang lazim digunakan, yaitu: 

• Bimetal strip
• Rod and tube
• Bellow atau diafragma
• Electrical resistance
• Hydraulic