Dasar pertimbangan pemilihan jenis elemen pemanas
Dalam perencanaan pembuatan permesinan atau peralatan yang menggunakan sistim pemanasan dari elemen pemanas listrik baik untuk kebutuhan industri ataupun rumah tangga, maka pemilihan jenis elemen pemanas menjadi tahapan yang sangat penting agar didapat hasil yang sesuai dan tepat guna atau efisien baik dari segi pertimbangan teknik, keamanan dan nilai ekonomis.
Pertimbangan utama yang dapat di jadikan acuan dalam pemilihan jenis elemen pemanas adalah bahan (material) yang akan dipanaskan, dengan mengetahui spesifikasi bahan atau material yang di panaskan termasuk kandungan kimia dan sifat fisikanya maka dapat ditentukan :
Sistem pemanasan
Sistim pemanasan yang akan diberlakukan apakah pemanasan dilakukan langsung secara di celup (untuk cairan) atau dengan cara ditempel pada media perantara atau secara radiasi atau pemanasan tidak langsung seperti pada proses pembuatan plastik dimana pemanasan dilakukan pada permukaan luar tabung atau barrel dan bahan plastik ada di dalam tabung tersebut.
Suhu kerja
Tinggi rendahnya suhu kerja pada tiap material pasti berbeda, hal ini juga sangat pengaruh dalam pemilihan jenis heater dimana bahan-bahan yg digunakan pada elemen pemanas juga berbeda-beda untuk masing-masing jenisnya demikian juga untuk ketahanan terhadap suhu.
Hal lain yang juga secara tak langsung berpengaruh dalam pemilihan elemen pemanas adalah lingkungan kerja dimana elemen pemanas ini di gunakan seperti pada lingkungan udara yg lembab atau basah, sempitnya ruang atau tempat dimana heater akan dipasang dan lain-lain.
Pada lingkungan kerja yang basah atau lembab jelas tidak mungkin menggunakan heater berupa coil nikelin tanpa isolator yang dapat melindungi coil dari cairan.
Berikut ini adalah jenis-jenis elemen pemanas dan penggunaan nya berdasarkan kondisi seperti di sebutkan diatas.Koil Nikelin
Adalah gulungan kawat nikelin yg langsung digunakan untuk memanaskan benda dengan tidak bersentuhan, dalam pemakaian nya kawat nikelin digulung atau dililit pada bagian luar pipa (tube) berbahan keramik (ceramik support).
Foto koil nikelin
Koil nikelin ini dipasang pada dinding-dinding isolasi oven atau furnace yang dibuat sedemikian rupa hingga coil terlindungi dari sentuhan atau benturan dengan benda lain.
Contoh potongan keramik pemegang Koil nikelin
Pemasangan koil nikelin pada oven
Ceramik heater
Contoh isolator keramik tempat koil nikelin
Tubular heater
Untuk memanaskan media secara radiasi atau pemanasan tidak langsung seperti pada oven dimana heater tidak bersentuhan langsung dengan benda yang dipanaskan dan suhu kerja di bawah 350 derajat C, maka heater tubular bisa digunakan baik yg berbentuk lurus, Uform, Wform, Multyform ataupun over the side tubular heater.
Foto macam-macam bentuk tubular heater
Demikian juga untuk memanaskan cairan, baik air, minyak goreng atau oli secara langsung atau dicelup, heater tubular ini boleh digunakan juga baik yang berbentuk coil heater, u form , w form, multy form, over the side (seperti model kupu-kupu, bain marie dsb).
Heater bain marrie
Elemen pemanas cairan
Tubular heater model spiral yang dapat digunakan untuk memanaskan cairan dan udara
Immersion heater
Untuk kebutuhan pemanasan cairan dengan volume yg lebih besar umum nya digunakan immersion heater , dimana tubular heater yang telah dibentuk menjadi U atau J form dilengkapi dengan flange atau niple sebagai sarana pengikat nya pada dinding tabung atau tangki dimana elemen pemanas ini dipasang.
Single immersion heater
Dalam satu flange bisa dipasang dari lebih dari 1 batang elemen pemanas yg di rangkai sedemikian rupa sesuai dengan kebutuhan daya listik nya.
Screw immersion heater
Pipe flange immersion heater
Tubular heater umumnya di buat dari material stainless stell SS 304, namun bisa juga di pesan immersion heater dari bahan SS 316L, titanium, tembaga, incoloy, untuk maksud memanaskan cairan yg mengandung bahan asam yg tidak terlalu pekat. Untuk penggunaan pada cauran dengan kandungan asam yang pekat sebaik nya digunakan silica quartz heater yang akan saya bahas berikutnya.
Square flange immersion heater
Heater dengan terminal water proofing
Dalam pemasangan heater pada lingkungan yang lembab atau basah seperti pada pemasangan heater untuk pintu-pintu ruang pendingin maka perlu pengamanan pada bagian terminal-terminal heater terhadap cairan agar tidak terjadi short body ataupun terjadi aliran arus listrik yang mengalir pada air, ini bisa berbahaya bagi keselamatan orang, disamping bisa menyebabkan kerusakan terhadap heater itu sendiri dan komponen pendukung nya.
Untuk menghindari terminal dari cairan adalah dengan cara menutup terminal yang telah tersambung kabel dengan mengecornya menggunakan resin yang kemudian ditutup dengan selongsong ciut panas, kabel yg digunakan juga kabel khusus yang kedap air.
Untuk tubular heater yang digunakan untuk keperluan memanas kan pintu ruang pendingin atau pada bagian epavorator di pasaran dikenal dengan nama deffrost heater.
Deffrost heater
Finned heater
Adalah tubular heater yang dipasang sirip atau finned berbentuk spiral atau persegi disepanjang badan heater untuk maksud memperluas permukaan panasnya.
Finned heater
Heater ini cocok digunakan untuk memanaskan udara dengan menfaatkan tiupan angin dari blower.
Cast-in heater
Adalah jenis elemen pemanas hasil pengecoran dari tubular heater dengan allumunium atau kuningan hingga heater berada didalam allumunium atau kuningam berbentuk seperti band heater, stripe heater, dies dan lain lain sebagai nya. Karena heater yang digunakan adalah tubular heater, maka elemen pemanas jenis ini mempunyai ketahanan suhu sampai 500 derajat C lebih tinggi dari band heater, stripe heater yg bahan untuk meletakan gulungan nikelin dibuat dari mika.
Stripe cast-in heater
Band cast-in heater
Cartridge heater
Penggunaan Cartridge heater adalah dengan memasukan nya pada lubang dies yang dipersiapkan sebelum nya. Ukuran diameter Cartridge heater harus pas dengan ukuran lubang pada cetakan dengan toleransi 0.127 mm untuk mendapatkan hasil pemanasan maksimal.
Terminal dari cartridge heater ini terletak pada salah sisi ujung pipa umum nya berbentuk kawat dan disambung kabel, namun dalam kasus tertentu terminal ini dibuat berupa pilinan kawat halus atau kabel langsung yang ternamam di dalam heater (built in cable) untuk mendapatkan kelenturan (fleksible) (karena dies bergerak turun naik, dan space cover nya sempit hingga terminal perlu ditekuk).
Cartridge heater
Band heater dan Nozzle heater
Untuk memanaskan permukaan bagian luar tabung (tangki) dan media yang akan dipanaskan ada dibagian dalam tabung, seperti memasak air, proses pencairan biji plastik, prosses pembuatan pelet makanan ternak dan lain sebagainya dimana suhu kerja tidak lebih dari 300 derajat celcius digunakan band heater atau nozzle heater.
Band heater
Band heater dan nozzle heater mempunyai fungsi, bentuk, bahan pembuatnya adalah sama cuma untuk ukuran diameter lebih kecil dari 50 mm disebut nozzle heater dengan terminal kabel dan peletakan nya pada bagian nozzle mesin injection plastik. Karena bahan yg digunakan terbuat dari mika sheet, maka suhu kerja maksimumnya maksimun 350 derajat C.
Nozzle heater
Secara garis besar yang dimaksud band heater dan nozzle heater sudah saya jelaskan pada link berikut silahkan dilihat disini.
Untuk melindungi bagian terminal dan gulungan nozzle heater dari tetesan cairan plastik akibat kebocoran seal-seal pada bagian nozzle mesin injection karena pada nozzle heater untuk bagian plat tutup terminal dan plat body heater hanya diklem jadi bisa mengakibatkan tetesan tadi merembes masuk kedalam terminal atau gulungan niklin dan menyebabkan putusnya heater atau terminal.
Untuk menghindari hal ini ada 2 jenis heater yg dapat dijadikan pertimbangan yaitu :
Yang pertama adalah mengganti plat pelapis nozzle heater dengan pipa kuningan atau pipa stainless stell yg dipipihkan hingga diameter pipa hampir menyatu berbentuk plat kemudian gulungan heater dimasukan kedalam nya lalu di pipihkan lagi membentuk stripe pipih dan diroll sesuai dengan besar diameter nozzle, terminal untuk heater ini juga dirapatkan dengan las hingga tidak akan ada ada kebocoran.
Nozzle heater dari pipa kuningan
Yang kedua adalah mengganti nozzle heater dengan menggunakan bar heater. Heater ini berbentuk mirip dengan catridge heater dengan penampang persegi dengan dimensi 2mm x 4 mm 3mm x 3mm dengan panjang heater beragam sesuai dengan power listrik nya, atau ada juga yang berbentuk bulat dengan diameter 3 mm. Heater ini dirol menjadi berbentuk coil. Dengan diameter disuaikan dengan diameter nozzle.
Bar heater (Coil heater)
Ceramik band heater
Adalah band heater dengan bahan dasar isolator nya terbuat dari keramik yang mampu meneruskan panas dan merupakan isolator listrik yang baik. ceramik band heater berfungsi sama dengan band heater biasa namun heater ini mempunyai ketahanan panas diatas band heater biasa yang isolator nyavterbuat dari lembaran mika. Suhu kerja maksimum nya sampai 450 derajat C.
Ceramik band heater
Stripe heater
Untuk memanaskan logam cetakan (dies) dengan menempelkan elemen pemanas pada permukaan yang rata digunakan stripe (plate) heater. Bahan yang digunakan sama dengan band heater, gulungan nikelin berbentuk pita (ribbon) dibuat diatas lembaran mika lalu dilapisi mika pafa kedua sisi nya sebagai isolator listrik. Lembaran mika ini disamping berfungsi sebagai isolator listrik juga dapat meneruskan panas dengan baik sehingga arus listrik tidak menembus dan mengalir pada plat luar penutupnya hingga heater aman digunakan.
Infra red heater
Heater ini digunakan untuk memanasi benda dengan cara radiasi (disorot)seperti pada proses pengeringan hasil sablonan, styrofoam, penghangat makanan dan lain- lain dengan hasil permukaan yang dipanaskan akan mengkilap. Bahan yang digunakan untuk melapisi gulungan heater terbuat dari keramik yang permukaan nya dibuat licin (kilap) pemasangan nya dilengkapi dengan reflektor.
Infra red heater
Silica heater
Silica heater berfungsi sama dengan infra red heater demikian juga cara pemasangan perlu penambahan reflektor.
Silica heater
Heaternya berbentuk tabung dari bahan silica berwarna putih susu yang banyak dipakai umumnya berdiameter 14mm dan 17 mm dengan panjang maksimum 2000 mm.
Saat digunakan heater ini akan mengeluarkan cahaya kemerahan, banyak juga digunakan untuk peralatan display makanan.
Silica heater kerika dinyalakan
Infrafara
Fungsi dan pemasangan sama dengan silica heater, namun karena bahan tabung nya terbuat dari tabung ceramik berwarna hitam, laju pemanasan heater ini sedikit lebih lambat, namun lebih tahan panas.
Infrafara (black body ceramik) heater
Quartz Immersion heater
Untuk memanaskan cairan kimia dengan kandungan asam yang tinggi, heater ini cocok digunakan. Niklin digulung diatas as keramik kemudian di beri pelindung silica berbentuk tabung yang aman digunakan untuk cairan dengan kandungan asam.