Pompa kalor pemanas kolam renang: kapasitas dan COP terhadap suhu udara, debit air dan sakelar aliran, pemasangan sisi air, batas kimia air, pencairan bunga es, kode galat, dan perawatan

Pompa kalor kolam 12 kW di sebuah hotel berhenti setiap siang dengan kode P0, yang dalam daftar galat manualnya berarti proteksi tekanan buang terlalu tinggi. Teknisi mencatat air masuk 27,0 °C dan air keluar 33,5 °C, beda 6,5 K, padahal kondisi uji pabrik adalah 27 °C masuk dan 29 °C keluar. Beda sebesar itu berarti debit hanya sekitar 1,6 m³/jam, dekat batas bawah 1,5 m³/jam dan jauh di bawah debit anjuran 5 m³/jam untuk model itu. Manometer filter sudah 0,6 bar di atas tekanan bersih dan katup pintas di sekitar pemanas terbuka penuh; manual pompa kalor kedua menyebut keduanya penyebab aliran kurang yang dapat membuat pengaman tekanan tinggi mematikan pemanas.

Sebagian besar gangguan pompa kalor kolam berasal dari sisi air, yang dapat diperiksa teknisi hotel.

Batas pembahasan

Bab ini membahas pompa kalor udara-ke-air untuk kolam renang: cara kerja, kapasitas dan COP, waktu pemanasan, debit dan sakelar aliran, pemasangan sisi air, tempat, batas kimia air, tunda kompresor, pencairan bunga es, kode galat, listrik, dan perawatan. Manual yang dibandingkan adalah manual teknis pompa kalor kolam 6 sampai 90 kW (disebut manual teknis), manual pompa kalor kolam dan spa (disebut manual kedua), dan manual pompa kolam komersial. Angka manual dalam bab ini milik model pada manual itu; untuk unit yang terpasang, angkanya dibaca dari manual dan pelat nama unit itu.

COP dan pompa kalor air panas bertangki dibahas di Bab 13 · Fluida & Termal tentang pemanas air surya dan pompa kalor, hukum kedua termodinamika di Bab 17 · Fisika, siklus kompresi uap di Bab 25 · Fisika, dan pencairan bunga es serta kewenangan refrigeran di Bab 9 · Utilitas tentang refrigerasi komersial dan mesin es. Filter ada di Bab 29 tentang sirkulasi dan filtrasi kolam renang, pompa di Bab 30 tentang pompa sirkulasi kolam renang, RCD di Bab 22 · Kelistrikan & Kendali, dan klorinasi di Bab 26 tentang sistem klorinasi.

Kedua manual pompa kalor menyatakan unit tidak memiliki komponen yang boleh diperbaiki pemilik; pemasangan dan perbaikan oleh pemasok atau personel servis, sirkuit refrigeran oleh teknisi bersertifikat, dan listrik oleh tukang listrik berlisensi. Tekanan dan muatan refrigeran serta kode akses menu servis tidak ditulis.

Cara kerja, kapasitas, COP, dan waktu pemanasan

Pompa kalor kolam (pool heat pump) adalah pemanas yang tidak membuat panas; unit memindahkan panas dari udara luar ke air kolam. Diagram refrigeran manual teknis memuat kompresor, katup empat jalan, evaporator, penukar panas sisi air, dan sensor suhu. Penukar panas titanium (titanium heat exchanger) adalah penukar panas air kolam berpipa titanium yang tahan korosi oleh bahan sanitasi kolam. Manual kedua menyebut penukar kupronikel biasa rentan diserang bahan sanitasi, sedangkan titanium hampir kebal terhadap kerusakan kimia air.

Unit bekerja pada beda suhu air kecil dan debit besar: kondisi uji pemanasan manual teknis adalah udara 24/19 °C (bola kering/bola basah), air masuk 27 °C, dan keluar 29 °C. Unit hanya bekerja bila pompa filter berjalan, dan terputusnya aliran oleh jam waktu juga menghentikannya.

COP (coefficient of performance) adalah perbandingan panas yang diberikan unit ke air dengan daya listrik yang dipakainya. Kapasitas dan COP naik bersama suhu udara. Tabel manual teknis untuk dua unit besar, air masuk 27 °C dan keluar 29 °C:

Tabel ini tidak cocok dengan spesifikasi manual yang sama, yang pada kondisi uji 24 °C menulis 45 kW dengan COP 5,2 dan 90 kW dengan COP 5,3. Tabel dipakai untuk membaca kecenderungan; angka pengenal diambil dari pelat nama. Rentang suhu udara juga berbeda di dalam manual itu: -7 sampai 43 °C di bagian fitur, -7 sampai 38 °C untuk pemanasan unit 6 sampai 14 kW. Volume kolam yang disebut sesuai: 40, 50, 60 sampai 85, dan 75 sampai 100 m³ untuk unit 6, 8, 12, dan 14 kW, serta 100 dan 200 m³ untuk unit 45 dan 90 kW; setelan bawaan 28 °C.

Waktu pemanasan awal dihitung dari energi untuk menaikkan suhu seluruh air, seperti lembar kerja manual kedua yang bersatuan Amerika:

$E = V \times 1{,}163 \times \Delta T, \qquad t = \frac{E}{P}$

dengan $E$ energi (kWh), $V$ volume kolam (m³), $1{,}163$ kWh per m³ per K dari kalor jenis air 4,186 kJ/kg·K yang juga dipakai Bab 13 · Fluida & Termal tentang pemanas air surya dan pompa kalor, $\Delta T$ kenaikan suhu (K), $t$ waktu (jam), dan $P$ kapasitas pada suhu udara saat itu (kW). Hasilnya batas bawah karena rugi panas tidak dihitung. Manual kedua meminta pompa sirkulasi berjalan 24 jam sampai suhu tercapai, 1 sampai 4 hari, lalu jam waktu disetel ulang; selimut kolam dapat menghemat 40 sampai 60 persen biaya pemanasan, tetapi selimut bukan penutup pengaman dan orang dapat tenggelam bila berenang di bawahnya.

Debit air, sakelar aliran, dan pintas

Beda suhu air ditentukan kapasitas dan debit:

$\Delta T_{\text{air}} = \frac{P}{1{,}163 \times Q}$

dengan $\Delta T_{\text{air}}$ beda suhu keluar dan masuk (K), $P$ kapasitas (kW), dan $Q$ debit melalui unit (m³/jam). Beda yang jauh di atas kondisi uji 2 K menandakan debit kurang.

Batas debit dari kedua manual:

• manual teknis: 0,8 sampai 20 m³/jam untuk unit 6 dan 8 kW (anjuran 3 dan 4 m³/jam), 1,5 sampai 20 m³/jam untuk 12 dan 14 kW (anjuran 5 dan 5,8), 9 sampai 30 dan 18 sampai 50 m³/jam untuk 45 dan 90 kW (anjuran 15 dan 30);
• manual kedua: 30 sampai 70 GPM (6,8 sampai 15,9 m³/jam), dengan pipa yang menjamin paling sedikit 50 GPM (11,4 m³/jam) pada kondisi terburuk, yaitu filter kotor naik 10 psi (0,69 bar);
• di atas 70 GPM, manual kedua mewajibkan katup pintas berpegas, karena debit berlebih dapat merusak kondensor titanium tanpa tanggungan garansi;
• untuk beberapa unit, tiap unit menerima paling sedikit 30 GPM dan jarak antarunit paling sedikit 61 cm (24 in).

Debit pemanas terpisah dari laju putar ulang kolam, yang tetap dipenuhi seperti dibahas di Bab 29 tentang sirkulasi dan filtrasi kolam renang.

Sakelar aliran (flow switch) adalah sakelar yang mengizinkan kompresor bekerja hanya bila air mengalir melalui penukar panas. Manual teknis memakai sakelar aliran jenis target dengan kode E9; manual kedua memakai sakelar tekanan air dan menampilkan FLO. Penyebab FLO menurut manual kedua: pompa mati, filter kotor, katup isolasi salah posisi, atau sakelar rusak; katup sesudah filter yang setengah tertutup atau pintas yang terbuka penuh membuat aliran lewat pemanas kurang. Filter, keranjang, dan posisi katup diperiksa sebelum servis dipanggil.

Menyetel sakelar tekanan air hanya untuk personel servis berpengalaman, karena kipas dapat mulai berputar. Uji akhirnya: saat pemanas bekerja, pompa sirkulasi dimatikan; pemanas harus berhenti dan menampilkan FLO. Pemanas yang tetap bekerja tanpa aliran adalah kondisi berhenti.

Pemasangan sisi air dan tempat

Ketentuan sisi air:

1. Unit disambung dengan pintas pada sirkuit filtrasi, sesudah filter dan sebelum alat pengolah air.
2. Alat disinfeksi kimia atau elektrofisik dipasang sesudah pemanas dan kecocokannya dipastikan ke pemasok; klorinator segaris serendah dan sejauh mungkin di hilir; klorinator erosi memakai lengkung pipa pelindung.
3. Katup satu arah wajib di saluran air masuk.
4. Tekanan maksimum manual teknis 0,4 MPa, dengan katup pelepas bila lebih; tekanan uji 3 bar, operasi 1,5 bar, rugi tekan 0,22 bar (2,2 m kolom air). Manual kedua: tekanan maksimum 50 psi (3,45 bar).
5. Pipa dari pompa dan filter ke lubang IN, pipa balik ke OUT; pipa diisolasi termal, tertutup rapat, bebas debu.
6. Ulir union bawaan tidak dilem.
7. Sistem pembersih di lantai kolam dapat menimbulkan palu air; manual kedua menganjurkan pipa tegak peredamnya.

Ketentuan tempat:

• udara masuk dan keluar bebas halangan dan angin kencang; lebih dari 2.400 m³/jam udara per unit menurut manual teknis;
• ruang bebas manual kedua: 1,52 m (5 ft) di atas agar udara dingin buangan tidak terisap kembali, 76 cm (30 in) di depan, dan 15 sampai 30 cm di belakang;
• tidak dianjurkan di dalam ruangan;
• hindari udara bergaram, gas belerang, dapur berminyak, bahan mudah terbakar, uap asam atau basa, tegangan yang sangat berfluktuasi, dan matahari langsung;
• tinggi pasang lebih dari 1,8 m bila terkena percikan air;
• alas ditinggikan, miring sedikit untuk air embun, menjorok paling sedikit 7,6 cm, tidak langsung di atas tanah.

Manual kedua menyebut air embun 6 sampai 8 galon per jam (23 sampai 30 L/jam) umum pada udara lembap, dan udara buangan 9 sampai 12 °F (5 sampai 6,7 K) lebih dingin dari udara sekitar sebagai tanda normal unit memanaskan.

Batas kimia air

Penukar titanium hampir kebal, tetapi komponen lain unit dan peralatan kolam dapat rusak oleh kimia yang tidak seimbang, dan kimia yang salah berbahaya bagi perenang.

BPK mencatat Permenkes 2/2023 dicabut sebagian oleh Permenkes 3/2026 dengan pengecualian sejumlah pasal beserta Lampiran; status Lampiran yang memuat baku mutu belum diperiksa ke naskah per 19 Oktober 2026, sehingga naskah dan status terbaru diperiksa sebelum angka itu dipakai. Batas atas 3 mg/L untuk kolam air panas dalam ruangan melewati batas 2,5 mg/L manual teknis, sehingga unit untuk kolam seperti itu dikonsultasikan ke pemasok.

Saat kolam dilapis ulang atau dicuci asam, aliran ke pemanas ditutup sampai kimia seimbang dan air jernih; bila tidak, garansi dapat gugur. Dasar klorin ada di Bab 26 tentang sistem klorinasi, dan kesadahan di Bab 16 · Kimia tentang kelarutan dan pengendapan.

Tunda kompresor dan pencairan bunga es

Kedua manual memasang tunda sebelum kompresor hidup kembali: 3 menit setelah unit mati menurut manual teknis; sekitar 4 menit setelah pompa air hidup atau operasi terputus menurut manual kedua, yang diagram alirnya sendiri menulis 5 menit. Manual kedua mengizinkan tunda dimatikan hanya oleh personel servis dan mewajibkannya diaktifkan lagi, karena kompresor dapat rusak permanen.

Pencairan bunga es (defrost) adalah siklus yang membuang es dari evaporator ketika suhu koil udara cukup rendah untuk membentuk es, seperti dibahas di Bab 9 · Utilitas tentang refrigerasi komersial dan mesin es. Caranya berbeda per unit:

• manual teknis: otomatis sekitar 2 sampai 8 menit, dengan membalik siklus refrigeran dan menghentikan kipas;
• manual kedua, unit pemanas saja: kompresor berhenti, kipas tetap jalan, tampilan FS, dan kompresor hidup lagi bila koil naik sekitar 3,3 °C (38 °F) atau lebih;
• manual kedua, unit pemanas dan pendingin: hitung tunda 50 menit, lalu siklus dibalik sampai koil mencapai suhu tertentu atau 10 menit, biasanya kurang dari 5 menit.

Manual kedua menyebut pencairan mungkin terjadi bila udara di bawah 10 °C (50 °F); unit yang tetap dalam pencairan pada udara yang tidak dingin dilaporkan ke servis.

Kode galat

Kode galat berbeda antarpabrik dan antarmodel. Contoh satu manual (unit 6 sampai 14 kW) dikelompokkan dengan padanan maknanya di manual kedua:

Manual kedua menyebut penyebab HP: aliran air rendah, sakelar rusak, atau kabel; penyebab LP: refrigeran kurang, sakelar rusak, koil evaporator tersumbat, atau kabel. Pada unit 45 dan 90 kW manual teknis, E9 berarti deteksi aliran air atau proteksi kipas untuk kali pertama dan kedua, dan E0 untuk kali ketiga. Swauji manual teknis menampilkan suhu sensor, arus kompresor, dan kode terakhir untuk dicatat.

Listrik dan pengaman arus bocor

Manual teknis meminta unit dibumikan efektif, pemutus arus bocor dipasang dekat suplai, sekring tidak diganti dengan arus pengenal salah atau kawat tembaga, dan pemasangan mengikuti aturan instalasi nasional; daftar periksa sebelum uji jalan memuat kabel bumi, tegangan, dan pengaman arus bocor yang bekerja. Contoh satu manual untuk kabel kurang dari 30 m: unit 12 dan 14 kW memakai kabel 4,0 mm², sakelar paling sedikit 30 A, dan sekring 25 A. Manual kedua meminta sakelar pemisah dalam 0,91 m (3 ft) dari kotak listrik unit, tidak dipasang pada unit, dengan konduktor tembaga saja.

Ketiga manual tidak sepakat tentang pengaman arus bocor:

Bab ini mengikuti dua manual yang mewajibkan; anjuran manual pertama berdasar aturan Amerika dan tidak dipakai di Indonesia. Pemilihan RCD mengikuti Bab 22 · Kelistrikan & Kendali. Aturan PUIL khusus lokasi kolam renang belum dapat dipastikan per 19 Oktober 2026 dan ditanyakan ke perancang listrik berwenang.

Perawatan dan pemeriksaan

Manual kedua menganjurkan inspeksi tahunan oleh spesialis pompa kalor kolam, lebih sering di daerah pantai, dengan 20 butir perawatan terencana. Tabel berikut membagi butir itu menurut batas wewenang yang ditulis kedua manual:

Sebelum membersihkan, pemutus dimatikan menurut Bab 76 · Kelistrikan & Kendali tentang kerja aman dan LOTO, pelindung kipas dan panel depan tidak dibuka, dan daya kembali setelah unit kering.

Air di sekitar unit dibedakan dengan uji sanitasi: air yang menetes diuji klorin atau bromin; positif berarti bocor dan pompa air segera dimatikan, negatif kemungkinan embun. Cara lain: pemanas dimatikan, pompa dibiarkan jalan, dan genangan harus jauh berkurang dalam beberapa jam. Uji sanitasi tidak efektif bila kolam memakai ionizer atau generator ozon.

Suhu tampilan dibandingkan dengan termometer andal pada air masuk, jauh dari lubang balik. Menurut manual kedua, selisih sampai 1 °F (0,56 K) tidak perlu kalibrasi, 2 sampai 3 °F perlu, dan offset lebih dari 3 °F (1,67 K) dihindari karena menandakan cara ukur salah atau sensor tidak masuk sumurnya. Kalibrasi dikerjakan personel servis.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: COP dan daya listrik unit 45 kW. Pada udara 30 °C, tabel manual teknis memberi 53,2 kW dan COP 6,1, sehingga daya listrik $53{,}189/6{,}1 = 8{,}72$ kW. Pada 24 °C, $47{,}35/5{,}5 = 8{,}61$ kW; pada 15 °C, $37{,}474/4{,}65 = 8{,}06$ kW. Daya listrik hampir tetap, sedangkan panas turun sekitar 30 persen dari 30 ke 15 °C. Pemanas listrik dengan COP 1 (Bab 13 · Fluida & Termal tentang pemanas air surya dan pompa kalor) memerlukan 53,2 kW listrik untuk panas yang sama, sekitar 6,1 kali lipat.

Contoh 2: beda suhu air dan debit. Unit 12 kW pada debit anjuran 5 m³/jam: $\Delta T = 12/(1{,}163 \times 5) = 2{,}1$ K, cocok dengan kondisi uji. Pada batas bawah 1,5 m³/jam, $\Delta T = 6{,}9$ K; pada 20 m³/jam, 0,5 K. Kasus pembuka dengan beda 6,5 K memberi $Q = 12/(1{,}163 \times 6{,}5) = 1{,}6$ m³/jam.

Contoh 3: suhu air balik setelah bercampur. Kolam diputar 22 m³/jam; unit 12 kW menerima 5 m³/jam dan memanaskannya 2,1 K. Setelah bercampur dengan aliran pintas, air balik naik $12/(1{,}163 \times 22) = 0{,}47$ K (neraca energi). Kenaikan setengah derajat di lubang balik tidak menandakan unit lemah.

Contoh 4: bocor atau embun. Genangan sekitar 25 L/jam pada udara lembap berada di rentang 23 sampai 30 L/jam manual kedua. Uji klorin negatif: kemungkinan embun; positif: pompa air dimatikan dan servis dipanggil. Bila kolam memakai generator ozon, cara mematikan pemanas sambil pompa jalan yang dipakai.

Contoh 5: memeriksa sensor suhu. Termometer 28,0 °C, tampilan 29,5 °C: selisih 1,5 K, yaitu $1{,}5 \times 1{,}8 = 2{,}7$ °F, di rentang 2 sampai 3 °F yang perlu kalibrasi oleh servis. Selisih 3 K (5,4 °F) melewati 3 °F, sehingga cara ukur dan dudukan sensor diperiksa lebih dulu dan tidak ditutupi offset.

Contoh 6: klor bebas dan batas penukar. Sisa klor bebas 1 sampai 1,5 mg/L menurut Permenkes 2/2023 berada di bawah batas 2,5 mg/L manual teknis. Anjuran 1,0 sampai 3,0 ppm manual kedua (1 ppm sekitar 1 mg/L untuk air encer) dan 2 sampai 3 mg/L untuk kolam air panas dalam ruangan dapat melewati 2,5 mg/L pada ujung atasnya. Petugas kimia kolam diberi tahu batas peralatan ini, dan klorinasi kejut saat air mengalir lewat pemanas dibicarakan dengan pemasok lebih dulu.

Kondisi berhenti

Matikan pemanas dan serahkan ke pihak berwenang bila:

1. Air yang menetes positif klorin atau bromin: pompa air segera dimatikan.
2. Pemanas tetap bekerja ketika pompa sirkulasi mati.
3. Kode tekanan tinggi atau rendah berulang atau terkunci setelah aliran air dipastikan benar.
4. OTA muncul, atau unit tetap dalam pencairan pada udara yang tidak dingin.
5. Tercium bau terbakar atau ada kelainan lain: suplai daya dimatikan dan pemasok dihubungi.
6. Pemutus arus bocor trip berulang atau tidak bekerja saat diuji (Bab 22 · Kelistrikan & Kendali tentang RCD).
7. Pekerjaan memerlukan pembukaan panel depan, pelindung kipas, atau sirkuit refrigeran.
8. Kolam akan dicuci asam atau dilapis ulang: aliran ke pemanas ditutup lebih dulu.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

COP ada di Bab 13 · Fluida & Termal tentang pemanas air surya dan pompa kalor, hukum kedua di Bab 17 · Fisika tentang hukum kedua termodinamika, siklus kompresi uap di Bab 25 · Fisika tentang siklus kompresi uap dan diagram p-h, dan pencairan bunga es di Bab 9 · Utilitas tentang refrigerasi komersial dan mesin es. Sisi air bersambung ke Bab 29 tentang sirkulasi dan filtrasi kolam renang dan Bab 30 tentang pompa sirkulasi kolam renang. RCD dibahas di Bab 22 · Kelistrikan & Kendali, klorinasi di Bab 26 tentang sistem klorinasi, kesadahan di Bab 16 · Kimia tentang kelarutan dan pengendapan, dan isolasi listrik di Bab 76 · Kelistrikan & Kendali tentang kerja aman dan LOTO.

Latihan dan pembahasan

Angka dalam soal dibuat untuk berlatih, kecuali disebut berasal dari manual.

Referensi