STUDI KELAYAKAN APLIKASI SISTEM TATA UDARA DAN PENYEDIAAN KEBUTUHAN AIR PANAS DISTRIK DI KAWASAN BATUNUNGGAL INDAH BANDUNG TUGAS SARJANA Karya ilmiah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Institut Teknologi Bandung Oleh ASTRID FERDINI MEILIANI 13103083 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Lembar Pengesahan Tugas Sarjana STUDI KELAYAKAN APLIKASI SISTEM TATA UDARA DAN PENYEDIAAN KEBUTUHAN AIR PANAS DISTRIK DI KAWASAN BATUNUNGGAL INDAH BANDUNG Oleh ASTRID FERDINI MEILIANI 13103083 Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung Disetujui pada Tanggal : Pembimbing Dr. Ir. Prihadi Setyo Darmanto NIP 131353689 ii
Tugas Sarjana STUDI KELAYAKAN APLIKASI SISTEM TATA UDARA DAN PENYEDIAAN Astrid Ferdini Judul KEBUTUHAN AIR PANAS DISTRIK DI Meiliani KAWASAN BATUNUNGGAL INDAH BANDUNG Program Studi Teknik Mesin 13103083 Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung Abstrak Sistem tata udara dan penyediaan kebutuhan air panas distrik, yang dikenal juga dengan nama sistem energi distrik, merupakan alternatif sistem pemenuhan kebutuhan manusia akan kenyamanan selain dengan sistem konvensional yang telah ada. Penelitian ini bertujuan untuk menguji kelayakan investasi rancangan sistem energi distrik yang diharapkan dapat menghemat energi dan biaya. Dalam penelitian ini dilakukan analisis biaya-manfaat sistem energi distrik dan perbandingannya dengan sistem konvensional. Penentuan energi jual didasarkan pada penghematan yang diperoleh dengan sistem distrik sehingga konsumen akan mendapatkan tarif yang lebih murah bila dibandingkan dengan menggunakan sistem konvensional. Harga jual untuk sistem tata udara distrik ditentukan Rp. 350.000,00 per bulan per TR, sedangkan harga jual air panas untuk sistem air panas distrik Rp. 27,00 per liter. Berdasarkan aliran kas tahunan yang berasal dari perolehan laba setelah pajak, dilakukan analisis kelayakan investasi dengan beberapa metode. Hasil analisis menunjukkan payback period selama empat tahun dan break even point terjadi pada tahun ke-5. Sedangkan pada umur akhir proyek setelah 20 tahun didapat Net Present Value sebesar Rp. Rp.178.404.125.470,03, Internal Rate Return 33% dan profitability index sebesar 3,986, sehingga sistem dinilai layak untuk diaplikasikan. iii
Final Project FEASIBILITY STUDY OF DISTRICT AIR CONDITIONING AND HOT WATER Astrid Ferdini Title SUPPLYING SYSTEM APPLICATION AT Meiliani BATUNUNGGAL INDAH ESTATE BANDUNG Major Mechanical Engineering 13103083 Faculty of Mechanical and Aerospace Engineering Bandung Institute of Technology Abstract The district air conditioning and hot water supplying system, also known as the district energy system, is an alternative to the currently available systems to fulfill the human needs for comfort. This research is carried out to study the investment feasibilty for a designed district energy sytem that is desired to save energy and expenses. A cost-benefit analysis of the district energy system is conducted then to be compared with those of conventional systems. The energy s selling price is based on the savings achieved by district systems, therefore the customers will obtain a much more economical charge compared to the conventional system. The selling price for the district air conditioning system is fixed at Rp. 330.000,00 per month per TR, while the selling price for the district hot water system is rated at Rp. 26,00 per litre. Based on annual cash flow derived from profit results after tax, an investment feasibility analysis is done with several methods. Analysis results shows four years payback period and break even point can be attained after the fifth year; while for the project s final age, after 20 years; a Net Present Value of Rp.178.404.125.470,03, Internal Rate Return of 33%, and a profitability index of 3,986 is acquired, hence the system is considered feasible to be applicated. iv
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, hanya karena ridha dan karunia-nya lah laporan penelitian berjudul Studi Kelayakan Aplikasi Sistem Tata Udara dan Penyediaan Kebutuhan Air Panas Distrik di Kawasan Batununggal Indah Bandung ini dapat terselesaikan. Tak lupa juga penulis mengucapkan terimakasih kepada : Ibu dan Bapak, atas doa, cinta dan kasih sayang yang mengiringi setiap langkah penulis. Bapak Prihadi Setyo Darmanto yang tidak hanya membimbing dengan penuh kesabaran namun juga bersedia mendengarkan keluh kesah dan memberi pelajaran-pelajaran berharga tentang kehidupan. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknik Mesin, atas segala bimbingan, pengajaran, dan ilmu yang bermanfaat. Seluruh staf Tata Usaha Program Studi Teknik Mesin yang telah banyak membantu penulis selama menjadi mahasiswi. Pak Augy, Pak Yudi, dan Pak Zaki yang telah bersedia berbagi ilmu dan membantu kelancaran penelitian ini. Faiza Dyota dan Tresnaningsih, sahabat sekaligus rekan seperjuangan yang selalu menemani penulis melewati suka dan duka. Adhitya Himawan, Nicky Andra, dan Om Ardaya, atas persahabatan dan bantuan yang tak terhingga. Nuhansyah Sulaiman, atas cinta, perhatian dan kasih sayangnya selama ini meskipun tidak dibalas oleh penulis. Anggia Ferdina dan Anindya Triana, sumber keceriaan di rumah. Anak-anak PIC : Mamat, Radol, Pea, Manto, terutama Eva Mansur dan Army Dag Dig Dhuer atas kegilaan dan kebersamaan yang tak pernah pudar oleh waktu. Teman-teman Lab. Pendingin : Hasan, Bayu, Anton, Prihanton, Yudi, Dedy, Parlin, Sarin, Kadek, Vicky, Manan, Raffles, Merly, Fauzi. v
Beel, Riza, Rifandi, Mugi, Yuda, Dygdha, Adrie, dan teman-teman Mesin yang terlalu banyak untuk disebutkan satu persatu, yang telah membantu, mendukung, memberi semangat dan membuat warna baru dalam hidup penulis selama empat setengah tahun terakhir ini. Riri, Rini, Vini, Nena, Anin, Ebi, Indri, Vina, Icha, Tika, dan Sina, para wanita Mesin perkasa. Sahabatku Risty, Feb, Yus, dan semua anak KIT angkatan 14 yang tetap kompak dengan slogan GGN (Garing, Gosip, Narsis). Seluruh pihak yang telah membantu sehingga penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik. Akhir kata, penulis terbuka untuk semua saran dan kritik yang membangun demi perbaikan di masa yang akan datang. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembacanya. Bandung, Februari 2008 Astrid Ferdini Meiliani vi
DAFTAR ISI JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR...v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Tujuan Penelitian...3 1.3 Ruang Lingkup Penelitian...3 1.4 Metode Penyelesaian Masalah...4 1.5 Sistematika Penulisan...4 BAB II DASAR TEORI KELAYAKAN INVESTASI...6 2.1 Prinsip Analisis Biaya dan Manfaat (Cost-Benefit Analysis)...6 2.1.1 Komponen Biaya...6 2.1.2 Komponen Manfaat...7 2.2 Metode Analisis Kelayakan Investasi...7 2.2.1 Payback Period...7 2.2.2 Net Present Value...8 2.2.3 Internal Rate Return...8 2.2.4 Pofitability Index...9 2.3 Metode Penetapan Tarif Jual Energi Kepada Konsumen...9 BAB III PROSEDUR DAN DATA TEKNIS...11 3.1 Prosedur Analisis...11 vii
3.2 Data Umum...11 3.2.1 Penentuan Kawasan...11 3.2.2 Fungsi dan Data Bangunan...12 3.3 Data Teknis Sistem Tata Udara Distrik...13 3.3.1 Beban Pendinginan...13 3.3.2 Sistem Pemipaan Air Dingin...15 3.3.3 Head Loss dan Tebal Insulasi Sistem Pemipaan Air Dingin...18 3.3.4 Chiller...19 3.3.5 Cooling Tower...20 3.3.6 Pompa Sistem Pemipaan Air Dingin dan Menara Pendingin...19 3.3.7 Fan Coil Unit...21 3.4 Data Teknis Sistem Penyediaan Air Panas Distrik...23 3.4.1 Kebutuhan Air Hangat dan Air Panas...23 3.4.2 Sistem Pemipaan Air Panas, Head Loss, dan Tebal Insulasi...24 3.4.3 Chiller...28 3.4.4 Boiler...29 3.4.5 Penukar Panas...30 3.4.6 Pompa Sistem Pemipaan Air Panas...30 3.4.3 Tangki Penyimpan...31 BAB IV ANALISIS KELAYAKAN INVESTASI...33 4.1 Analisis Biaya...33 4.1.1 Biaya Investasi...33 4.1.2 Biaya Operasional dan Beban Listrik...35 4.1.3 Biaya Operasional Bahan Bakar Boiler...37 4.1.4 Biaya Perawatan...38 4.1.5 Biaya Penyusutan...38 4.1.6 Biaya Personil...38 4.1.7 Biaya Komunikasi dan Administrasi...39 4.1.8 Biaya Tahunan...39 viii
4.2 Analisis Manfaat...41 4.2.1 Perbandingan dengan Sistem Pendinginan Konvensional...41 4.2.2 Perbandingan dengan Sistem Pemanas Air Konvensional...43 4.2.3 Penentuan Tarif Jual Energi...43 4.2.4 Analisis Laba per Tahun...45 4.3 Analisis Kelayakan Investasi...46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...47 5.1 Kesimpulan...47 5.2 Saran...48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A : DENAH DAN LAYOUT LAMPIRAN B : PERHITUNGAN ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Skematis sistem central water-cooled chiller...15 Gambar 3.2 Skematis sistem penyediaan air panas distrik...24 x
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Jumlah rumah dan kapasitas hunian...12 Tabel 3.2 Beban pendinginan kawasan (Watt)...13 Tabel 3.3 Beban pendinginan maksimum per ruangan (Watt)...14 Tabel 3.4 Sistem pemipaan supply...16 Tabel 3.5 Sistem pemipaan return...17 Tabel 3.6 Head loss tiap blok...18 Tabel 3.7 Spesifikasi pompa sekunder...21 Tabel 3.8 Spesifikasi unit fan coil...22 Tabel 3.9 Pemilihan unit fan coil...22 Tabel 3.10 Kebutuhan air hangat dan air panas...23 Tabel 3.11 Sistem pemipaan air panas...25 Tabel 3.12 Spesifikasi pompa air panas...31 Tabel 3.13 Spesifikasi tangki penyimpan dan tangki tekan...32 Tabel 4.1 Biaya investasi sistem tata udara distrik...33 Tabel 4.2 Biaya investasi sistem air panas distrik...34 Tabel 4.3 Kebutuhan daya listrik sistem energi distrik...35 Tabel 4.4 Biaya operasional listrik sistem tata udara distrik...36 Tabel 4.5 Biaya operasional listrik sistem air panas distrik...37 Tabel 4.6 Biaya personil per tahun...39 Tabel 4.7 Biaya tahunan sistem tata udara distrik...40 Tabel 4.8 Biaya tahunan sistem air panas distrik...40 Tabel 4.9 Daya per kapasitas pendinginan FCU...42 Tabel 4.10 Tarif Berlangganan FCU...44 Tabel 4.11 Laba bersih sistem tata udara dan air panas distrik...45 Tabel 4.12 Analisis kelayakan investasi sistem berumur 20 tahun...46 Tabel 4.13 Analisis kelayakan investasi sistem berumur 15 tahun...47 Tabel 4.14 Analisis kelayakan investasi sistem berumur 10 tahun...47 Tabel 4.15 Kelayakan investasi pada berbagai umur sistem...48 xi