Der klassische Thermostat hat als Basis des Verfahrens ein atmosphärisch offenes Bad mit Pumpe, Heizung, Kühlung und Regelung. Sind jedoch schnelle Temperaturwechsel und ein großer Temperaturbereich gefragt, ist das Unistat-Prinzip eine sinnvolle Alternative.
Daniel Huber
Konventionelle Bad- und Umwälzthermostate arbeiten hydraulisch mit offenem Bad. Im einfachen Fall A (Abb. 1) wird das Objekt im Thermostatbad – also intern – temperiert und direkt mit der Thermostatflüssigkeit, dem Wärmeträger, beaufschlagt. Die Badflüssigkeit ist zur Atmosphäre nicht abgedichtet, also offen und drucklos. Im Fall B (Abb. 1) erfolgt eine ebenfalls direkte und offene, jedoch externe Temperierung, wobei das Badniveau auf beiden Seiten zu regeln ist. Abbildung 2 zeigt die typische extern geschlossene Temperierung, wobei das Objekt direkt (D) oder indirekt (C) mit dem Thermostatmedium in Berührung steht. Für beide Fälle ist das atmosphärisch offene Thermostatbad gleichzeitig Expansionsgefäß für thermisch bedingte Volumenänderungen. Das in Abbildung 3 dargestellte Unistat-System verbindet die Möglichkeiten effektiver Thermodynamik und intelligenter Mikroelektronik. Damit ist eine Alternative zur vorher beschriebenen Temperiertechnik entstanden.
Hohe Leistungsdichte
Unistate sind hydraulisch dichte Umwälzthermostate, die in verschiedenen Ausführungen einen Temperaturbereich von -120 °C bis 300 °C abdecken. Auffällig ist, daß sie kein Bad haben. Durch die kleine Füllmenge haben Unistate eine sehr hohe Systemleistung (W/l). Der kleinste Unistat trägt den Namen Unistat Tango. Das Tischmodell hat einen Temperaturbereich von -40 bis 200 °C oder bis 300 °C mit Hochtemperaturkühler (HT). Mit 700-W-Kälteleistung bei 0 °C und einem Gehäusevolumen von nur 73 dm³ beträgt die Leistungsdichte 9,59 W/dm³. Eine Besonderheit ist der Unistat 420wHT, der einen Temperaturbereich von -120 °C bis 300 °C abdeckt. Unistate besitzen drei Mikroprozessoren, die ständig miteinander kommunizieren. Für die Einbindung in Prozeßautomatisierungsysteme oder zur Dokumentation stehen bidirektionale Schnittstellen (beispielsweise RS232 und RS485) zur Verfügung. Steht der Unistat unter dem Tisch, kann die Bedienung über das ausgelagerte Control-Panel auf dem Tisch erfolgen.
Feuchteabsorption, Öldämpfe,Ölvercracken
Erreicht der mit Öl betriebene konventionelle Bad- und Umwälzthermostat z. B. 250 °C, steigen Öldämpfe unter dem Baddeckel hervor und schlagen sich an den kühlen Apparaturen nieder. An der heißen Oberfläche oxidiert das Öl und beginnt zu cracken.
Bei tiefen Temperaturen führt die in das Temperieröl oder in den Alkohol kondensierte Luftfeuchte zu einem Eisansatz am Verdampfer. Die stetig wachsende Eisschicht isoliert mehr und mehr. Es kann immer weniger Wärme entzogen werden. Die Badtemperatur steigt an. Nur Flüssigkeitswechsel schaffen hier für kurze Zeit Abhilfe. Das Unistat-System besitzt anstelle des integrierten Temperierbades lediglich ein Ausdehnungsgefäß für den Fall C oder D (Abb. 2). Offene Bäder werden immer wie im Fall B (Abb. 1) betrieben. Dazu wird das Expansionsgefäß einfach abgesperrt (Abb. 3). Das Temperiergerät ist dadurch hydraulisch dicht und kann – ohne Niveauproblem – unter den Tisch.
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