eISSN : 2721-5717

## ZONA LAUT

## JURNAL INOVASI SAINS DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
-spasi -Times New Roman 11 Italic- -spasi -Times New Roman 11 Italic-
PERANCANGAN SISTEM HPWH (HEAT PUMP WATER HEATER) PADA KM. MERATUS KARIMATA
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-
*Andriyan, Urip Prayogi dan Dwisetiono Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah Surabaya *yanslankers94@gmail.com
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrak
Kebutuhan  air  panas  di  kapal  merupakan  salah  satu  fasilitas  yang  harus  didapatkan  oleh  ABK  (Anak  Buah  Kapal) selama menjalankan tugasnya di kapal. KM. Meratus Karimata merupakan salah satu kapal yang menyediakan air panas sebagai  fasilitas  untuk  ABK.  Sistem  pemanas  pada  kapal  ini  masih  menggunakan  sistem  pemanas  EHHW  (Electric Heating  Hot  Water)  yang  kemudian  akan  dirubah  dengan  sistem  HPWH  (Heat  Pump  Water  Heater).  Kebutuhan  air panas ini didasari oleh MLC (Marine Labour Convention) mengenai penyediaan recreational facilities pada akomodasi deck. Penyediaan air panas ini perlu dilakukan perhitungan dan perancangan, yang pertama dilakukan yaitu perhitungan seluruh  komponen  penunjang  pendistribusian.  Kemudian  didapatkan  data  kebutuhan  pompa  dengan  daya  0.504  Kw, valve,  keran  shower,  keran  wastafel,  sambungan  pipa,  dan  pipa  SCH  40  dengan  diameter  ¾”  dan  1”.  Setelah  itu dilakukan desain perancangan dengan  menggunakan bantuan software. Setelah dilakukan perancangan, lalu dilakukan perhitungan  biaya  komponen  dengan  rincian  harga  valve  Rp  10.129.000,  pipa  Rp  5.186.000,  sambungan  pipa  Rp 1.751.000,  pompa  supplay  Rp  1.150.000,  HPWH  95.300.000.  Harga  dari  EHHW  dan  HPWH  ini  terdapat  selisih  Rp 21.300.000 dimana lebih  mahal HPWH. Tetapi dalam perhitungan konsumsi bahan bakar lebih hemat HPWH dengan data konsumsi bahan bakar HPWH 0,11 liter/jam dengan biaya Rp 1.249/jam, sedangkan konsumsi bahan bakar untuk EHHW 0,77 liter/jam dengan biaya Rp 10.116/jam.

## -spasi-Times New Roman 11 Italic-
Kata Kunci: HPWH (Heat Pump Water Heater), EHHW (Electric Heating Hot Water), Fasilitaas Air Hangat, Desain dan Perancangan, Perencanaan Biaya. -Spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstract
The need for hot water on a ship is one of the facilities that must be obtained by the crew while carrying out their duties on the KM. Meratus  Karimata is one of the ships that provide hot water as a facility for crew members. The heating system on this ship still uses the EHHW (Electric Heating Hot Water) heating system which will then be changed to the HPWH  (Heat  Pump  Water  Heater)  system.  This  hot  water  need  is  based  on  the  MLC  (Marine  Labor  Convention) regarding  the  provision  of  recreational  facilities  on  deck  accommodation.  The  provision  of  hot  water  needs  to  be calculated and designed. The first thing to do is to calculate all distribution support components. Then the data for the needs of pumps with a power of 0.504 Kw, valves, shower taps, sink taps, pipe connections, and SCH 40 pipes with a diameter of ¾ "and 1" are obtained. After that, the design is carried out using software assistance. After the design is carried  out,  the  calculation  of  component  costs  is  carried out  with  details  of  the  valve price  of  IDR  10,129,000,  pipe IDR 5,186,000, pipe connection IDR 1,751,000, supply pump IDR 1,150,000, HPWH 95,300,000. The price of EHHW and HPWH is a difference of IDR 21,300,000, which is more expensive for HPWH. However, in the calculation of fuel consumption,  HPWH  is  more  efficient  with  HPWH  fuel  consumption  data  of  0.11  liters/hour  at  a  cost  of  Rp.1,249  / hour, while fuel consumption for EHHW is 0.77 liters/hour at a cost of Rp.10,116/ hour. s pasi-Times New Roman 11 Italic-
Keywords:  HPWH  (heat  pump  water  heater),  EHHW  (Electric  Heating  Hot  Water),  Hot  water  facilities,  Design  and design, Cost planning -si-Times New Roman 11 Italic- -spasi New Roman 11 Italic-

## 1. PENDAHULAN
Sistem pemanas air pada kapal memiliki banyak pilihan diantaranya menggunakan thermal water heater dan boiler.  Pemilihan  sistem  pemanas  air  di  kapal  diperlukan  karena  sistem  pemanas  ini  merupakan  salah  satu kebutuhan  pokok  crew  kapal.  Sedangkan  sistem  pemanas  sendiri  juga  memerlukan  sumber  tenaga  untuk menghasilkan  beban  panas.  Bila  terjadi  kesalahan  pemilihan  sistem  pemanas  maka  dapat  menambah  biaya operasional kapal [1]. KM. Meratus Karimata sendiri merupakan jenis kapal general cargo yang digunakan untuk  wilayah  pelayaran  Surabaya  ke  Samarinda.  Dalam  hal  ini  KM.  Meratus  Karimata  memiliki  sebuah sistem pemanas air yang disebut dengan EHHW (Electric Heating Hot Water). Sistem pemanas ini berguna untuk  memenuhi  kebutuhan  harian  ABK  (Anak  Buah  Kapal)  antara  lain  digunakan  untuk  mandi,  minum, masak hal ini di perkuat oleh MLC Regulation 3.1 2006 accomodation dan recreational facilities [2]. EHHW ini memiliki sumber tenaga dari energi listrik. Permasalahan terjadi pada salah satu sistem pemanas air  di  KM.  Meratus  Karimata,  sistem  ini  beroperasi  24  jam  pada  saat  kondisi  kapal  dalam  keadaan  main engine  mati  pun  (dalam  keadaan  lego  jangkar  atau  sandar  di  pelabuhan)  kapal  ini  menggunakan  unit auxillary  engine  untuk  mensuplai  energi  listrik  ke  seluruh  peralatan listrik  yang  ada  di  kapal selama  kapal sandar [3]. Hal ini dapat mengakibatkan pemborosan pada operasional kapal terutama pada konsumsi listrik. Salah satu penyebab penambahan daya terbesar disebabkan oleh EHHW memiliki sumber tenaga yaitu dari listrik untuk menghidupkan elemen pemanas. Saat ini muncul inovasi baru yakni HPWH (Heat Pump Water Heater) [4].  HPWH  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  air  panas,  dengan  biaya  listrik  yang digunakan  lebih  hemat  dari  pada  EHHW.  HPWH  merupakan  water  heater  yang  banyak  dipakai  pada perusahaan komersial karena kelebihannya, yaitu lebih hemat dan lebih efisien [5].
Prinsip kerja HPWH ini hampir sama dengan sistem AC (Air Conditioning) komponen – komponennya pun juga hampir sama [6]. Sehingga dilakukan perhitungan teknis perbandingan spesifikasi pemanas, dan waktu pemanasan untuk masing - masing sistem pemanas, serta dilakukan perhitungan ekonomis agar mendapatkan sistem  pemanas  yang  paling  kecil  dalam  penggunaan  daya  auxillary  engine  dan  yang  paling  irit  dalam konsumsi  bahan  bakarnya  [7].  Karena  karena  hal  ini  memegang  peranan  penting  dalam  perancangan  dan pemilihan  alat  alat  penukar  kalor,  sehingga  para  ahli  teknik  tidak  boleh  melupakan  hal  ini,  ketika berhubungan  dengan  perancangan  alat  penukar  kalor  [8].  Dalam  penelitian  sebelumnya  telah  didapatkan perhitungan secara teknis untuk penggunaan sistem HPWH.
Selanjutnya setelah didapatkannya perhitungan yang dibutuhkan maka dilakukan perancangan sistem HPWH tersebut  untuk  penerapannya  pada  KM.  Meratus  Karimata.  Perancangan  yang  akan  dilakukan  ini  dibantu dengan  menggunakan  software  agar  mempermudah  dalam  proses  perancangan.  Setelah  dilakukan perancangan  kemudian  dilakukan  perhitungan  dan  perbandingan  ekonomis.  Perhitungan  dan  perbandingan dalam segi ekonomis ini meliputi biaya pemasangan. Dari hasil tersebut, kemudian dapat disimpulkan sistem manakah yang lebih ekonomis dalam penerapannya di KM. Meratus Karimata.

## 2. METODE
Studi literatur  diperoleh  dari  berbagai  referensi  diantaranya  adalah  buku,  internet,  artikel-artikel  dan jurnal yang  berhubungan  dengan  perancangan,  teori  ekonomis,  dan sistem  water  heater di  kapal.  Dengan mempelajari  literaturliteratur  yang  ada  dapat  menunjang  penelitian  ini  diharapakan  pada  tahap  selanjutnya penulis dapat mengetahui tahapan selanjutnya untuk mendapatkan nilai yang dibutuhkan untuk sistem water heater di KM. Meratus Karimata.

## 2.1. Data KM. Meratus Karimata
Principal Particulars LOA (Length Over All) 119,9 meter, BMLD (Breadth Moulded) 21,8 meter, DMLD (Depth Moulded) 7,3 meter dan Dead weight 8.180 Ton.

## 2.2. Perancangan Sistem HPWH dengan Bantuan Software
Pada  tahap  ini  dilakukan  perancangan  sistem  HPWH  dengan  menggunakan  bantuan  software  agar  lebih mudah dalam proses perancangan dan agar lebih presisi dalam proses perancangannya. Sebelum melakukan perancangan  ini  dilakukan  terlebih  dahulu  pengukuran  pada  rancangan  asli  yang  ada  pada  KM.  Meratus Karimata.  Setelah  dilakukan  pengukuran  barulah  dilakukan  penggambaran  awal  berupa  sketsa  pada  kertas
untuk  mempermudah  penulis  dalam  memperoleh  data  awal.  Setelah  itu  dilakukan  perhitungan  skala  untuk didapatkannya  gambar  rancangan  yang  sesuai  dengan  etika  dalam  menggambar  teknik.  Kemudian  setelah sketsa  digambar  dan  telah  dilakukan  perhitungan  untuk  mendapatkan  skala  yang  pas  barulah  perancangan dilakukan di computer dengan menggunakan bantuan software.
Proses pengerjaan perancangan sistem ini diawali dengan pengambilan data di perusahaan dan permohonan ijin agar dapat dilakuknnya pengambilan data di lapangan. Kemudian setelah perusahaan memberi ijin, maka dilakukannya  survey  terlebih  dahulu.  Setelah  dilakukannya  survey,  kemudian  dilakukan  pengukuran  dan peritungan ukuran ruangan kamar mesin.
Proses  perancangan  ini  dibantu  dengan  menggunakan  software  AutoCAD  agar  proses  perancangan  lebih mudah  dan  apabila  terjadi  kesalahan  saat  proses  menggambar  akan  dengan  mudah  merubah.  Software AutoCAD yang digunakan adalah AutoCAD 2017 dengan layout 2D. Pengerjaan penggambaran sistem ini tetap  dengan  kaidah-kaidah  dan  aturan  dalam  menggambar  teknik,  agar  saat  proses  pengerjaan  dilapangan dapat dipahami dengan mudah oleh pekerja.

## 2.3. Perhitungan Biaya
Dalam  perancangan  sistem  ini  ada  beberapa  kebutuhan  material  seperti  pipa,  sambungan  pipa,  valve,  kran dan lain sebagainya. Adapun perincian kebutuhan material sebagai berikut:
1. Pipa
Ada dua ukuran pipa yang digunakan pada perancangan sistem yaitu pipa SCH 40 dengan ukuran ¾” dan 1”. a. Kebutuhan pipa SCH 40 ukuran ¾”, Pada deck A kebutuhan pipa 17,3 Meter, Pada deck B kebutuhan pipa 37,5  Meter,  Pada  deck  C  kebutuhan  pipa  41,3  Meter  Pada  kamar  mesin  ke  deck  atas  21  Meter,  total kebutuhan pipa SCH 40 ukiran ¾” adalah 117,1 Meter
b.  Kebutuhan  pipa  ukuran  1”  hanya  berada  di  kamar  mesin  menuju  ke  deck  atas,  total  kebutuhan  panjang pipa 11,25 Meter
2. Sambungan pipa
Ada beberapa sambungan pipa yang digunakan untuk penyambungan cabang pipa dalam pendistribusian air panas.
a. Knee atau elbow ukuran ¾” Pada deck A kebutuhan elbow 8 pcs, Pada deck B kebutuhan elbow 26 pcs, Pada deck C kebutuhan elbow, 24 pcs, total kebutuhan sejumlah 58 pcs
b.  Tee  ukuran  ¾”  Pada  deck  A  kebutuhan  Tee  8  pcs,  Pada  deck  B  kebutuhan  Tee  5  pcs,  Pada  deck  C kebutuhan Tee 5 pcs, total kebutuhan sejumlah 18 pcs
c. Knee atau elbow ukuran 1” 6 pcs
d. Tee ukuran 1” 3 pcs
e. Sambungan Y ukuran ¾” 9 pcs
3. Valve
Valve  disini  digunakan  untuk  menutup  dan  membuka  aliran  air  panas dari  tanki  sistem  HPWH  menuju  ke tiap deck di kapal untuk kebutuhan MCK. Ada beberapa jenis valve yang digunakan pada sistem ini, yaitu: a. Butterfly valve, total kebutuhan 3 pcs
b. SDNR globe valve, total kebutuhan 2 pcs
c. Ball valve, total kebutuhan 26 pcs
d. Globe valve, total kebutuhan 5 pcs
e. Kran air untuk shower Pada deck A kebutuhan kran 3 pcs, Pada deck B kebutuhan kran 4 pcs, Pada deck C kebutuhan kran 4 pcs, total kebutuhan sejumlah 11 pcs f. Kran air untuk wastafel Pada deck A kebutuhan kran 3 pcs, Pada deck B kebutuhan kran 4 pcs, Pada deck C kebutuhan kran 4 pcs, total kebutuhan sejumah 11 pcs.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil perhitungan diatas didapatkan hasil data kebutuhan material dalam perancangan satu sistem water heater sebagai berikut:
Tabel 1. Kebutuhan pipa Jenis pipa Ukuran Jumlah (m) SCH 40 ¾ inch 117.1 1 inch 11.25 Tabel 2. Kebutuhan sambugan pipa Jenis sambungan Ukuran Jumlah (pcs) Knee/elbow ¾ inch 58 1 inch 6 Tee ¾ inch 18 1 inch 3 Y ¾ inch 9 1 inch - Tabel 3. Kebutuhan valve Jenis valve Jumlah (pcs) Butterfly valve 3 SDNR globe valve 2 Ball valve 26 Globe valve 5 Tabel 4. Kebutuhan kran air Jenis kran air Jumlah (pcs) Kran shower 11 Kran wastafel 11
Dari jumlah kebutuhan material diatas didapatkan perhitungan kebutuhan biaya dalam perencanaan perancangan sistem tersebut sebagai berikut:
Tabel 5. Perhitungan biaya pipa Jenis pipa Ukuran Harga Kebutuhan (m) Total pembiayaan SCH 40 ¾ inch Rp 226.000  117.1 Rp 4.520.000 1 inch Rp 333.000  11.25 Rp 666.000 Jumlah Rp 5.186.000 Tabel 6. Perhitungan biaya valve Jenis valve Harga Kebutuhan (pcs) Total pembiayaan Butterfly valve Rp 385.000  3 Rp 1.155.000 SDNR globe valve Rp 285.000  2 Rp 570.000 Ball valve Rp 198.000  26 Rp 5.148.000 Globe valve Rp 319.000  5 Rp 1.595.000 Jumlah Rp 8.468.000 Tabel 7. Perhitungan kran air Jenis kran Harga Kebutuhan (pcs) Total pembiayaan Kran shower Rp 76.000 11 Rp 836.000 Kran wastafel Rp 75.000 11 Rp 825.000 Jumlah Rp 1.688.000
Tabel 8. Perhitungan unit inti Jenis unit Harga Kebutuhan (pcs) Total pembiayaan Pompa supplay Rp 1.150.000 1 Rp 1.150.000 HPWH Rp 95.300.000 1 Rp 95.300.000 Jumlah Rp 96.450.000

## 4. KESIMPULAN
Dalam penelitian ini didapatkan 2 kesimpulan yaitu:
1. Proses  perancangan  antara  sistem  EHHW  dan  HPWH  tidak  jauh  berbeda  dari  kedua  sistem  tersebut. Karna  perancangan  sistem  yang  baru  ini  bertujuan  sebagai  penggambaran  ulang  seluruh  sistem pendistribusian  air  panas  di  KM.  Meratus  Karimata.  Perbedan  yang  lebih  spesifik  antara  kedua  sistem tersebut adalah pada unit water heaternya, sistem water heater pada EHHW menjadi satu kesatuan dalam sistem  berbentuk  tabung,  sedangkan  sistem  water  heater  pada  HPWH  dibagi  menjadi  2  unit  yaitu  unit tank dan unit kondensor yang merupakan heat exchanger . 2. Sedangkan  untuk  pembiayaan  perancangan  awal  pada  sistem  HPWH  ini  memang  lebih  mahal  daripada EHHW.  Terdapat  selisih  harga  kurang  lebih  Rp  21.300.000,  tetapi  untuk  pembiayaan  dalam  segi operasional terbilang lebih hemat untuk sistem HPWH, telah diperhitungkan pada penelitian sebelumnya yang  dilakukan  oleh  Moeh.  Irfan  Rifalo  yang  membuktikan  bahwa  Kebutuhan  daya  dan  bahan  bakar masing-masing  sistem  pemanas  KM.  Meratus  Karimata  diperoleh  EHHW  kebutuhan  bahan  bakar  0.77 liter/jam, dengan biaya Rp. 10.116 dan HPWH Kebutuhan bahan bakar 0.11 liter/jam, dengan biaya Rp. 1.429  Apabila  ditinjau  dari  waktu  pemanasan  awal,  sistem  pemanas  HPWH  lebih  efisien  untuk  KM. Meratus Karimata.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  bapak  dosen  yang  telah  membimbing  saya  dan  kepada  Universitas  Hang  Tuah,  dan terima  kasih  kepada  pihak  Universitas  Hasanudin  yang  telah  mengijinkan  saya  untuk  mempublikasikan jurnal penelitian saya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rifaldo, M Irfan.2019. “Analisa Teknis Sistem Hpwh (Heat Pump Water Heater) Pada Km. Meratus Karimata “. SKRIPSI. Surabaya.
[2] Chairbowo  Fajri  &  Ichsani  Djatmiko.2017.  “Rancang  Bangun  dan  Studi  Eksperimen  Alat  Penukar Panas  untuk  Memanfaatkan  Energi  Refrigerant  Keluar  Kompresor  AC  sebagai  Pemanas  Air  pada ST/D= 8 dengan Variasi Volume Air”. Jurnal Teknik ITS, 5(2).
[3] Jokosisworo, S.2012.” Studi Komparasi Pipa SCH 40 Galvanize dengan SCH 40 Non Galvanize pada Sistem Pipa Ballast Dikaji dari Segi Teknis dan Ekonomis” Jurnal Teknik Perkapalan UNDIP, 7(3).
[4] Mulyadi.1990.”  Analisa  Dalam  Perhitungan  Biaya  Untuk  Membangun  Sebuah  Perusahaan  Dari  Segi Ekonomi” Jogjakarta.
[5] Kalinci Yildiz & Hepbasli Arif.2009. “A review of heat pump water heatingsystems “. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(6-7), 1211-1229
[6] Andriyan.2018.” Tugas Merancang IV” [LAPORAN]. Surabaya
[7] Binus, Ibnu.2010.” Feasibility Theory Studi Kelayakan Bisnis” Palu.
[8] Neksa  Petter  &  Zakeri  Reza.1998.  “CO2-heat  pump  water  heater:  characteristics,  system  design  and experimental results “. International Journal of refrigeration, 21(3), 172-179.