Vier Temperieranwendungen und ein Umwälzthermostat – Teil 2

Bereits vor 2 Wochen Wochen haben wir zwei Temperierungen im Bad (intern) beschrieben, und wie der vielseitige LAUDA ECO Thermostat genauestens an diese angepasst werden kann. Das erste Beispiel widmete sich der Prüfung von Glas nach DIN ISO 719, das zweite dem sogenannten Fogging-Test nach DIN ISO 75201. Heute soll es um zwei externe Anwendungsbeispiele gehen. Zunächst um das Temperieren von externen Verbrauchern in der Fertigung und danach um das Temperieren eines 4-Kanal-Testprüfstandes.
Hier geht es zum ersten Teil des Blogbeitrags.

Zur Erinnerung: Key Features des ECO

Die ECO Umwälzthermostate warten mit einem weiten Temperaturspektrum von -50 bis 200 °C auf. Je nach Anforderung gibt es sie mit einer Heizleistung von 2 oder 2,6 kW und mit einer Kälteleistung von 300 bis 700 W. Die ECO Serie ist höchst variabel und kann genauestens an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden, da sie sowohl für externe als auch für interne Anwendungen zum Einsatz kommen kann. Badvolumina von 3,5 bis 40 L, zahlreiche Zubehörteile und unterschiedliche Varianten und Displays tun ihr Übriges für die Flexibilität.

1. Temperieren von Verbrauchern – eine Druckerhöhungspumpe in der Fertigung

Abbildung 1: Der LAUDA ECO E 1050 S zur Temperierung einer Druckerhöhungspumpe in der Herstellung von Celluloseacetat

In der Industrie wird eine Druckerhöhungspumpe in Anwendungen eingesetzt, bei denen ein bestimmter Flüssigkeitsdruck erforderlich ist, um eine optimale Produktion zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise bei der Herstellung von chemischen Produkten, Lebensmitteln oder Pharmazeutika der Fall sein. Im konkreten Beispiel (Abbildung 1) wird Celluloseacetat hergestellt. Ausgehend von Zellstoff als Rohstoff wird über mehrere Produktionsschritte (Vorbereitung der Cellulose, Zugabe von Essigsäureanhydrid, einem Katalysator und Wärme, Hydrolyse zur Entfernung der überschüssigen Essigsäure, abschließende Filtration und Reinigung) Celluloseacetat gewonnen – ein polymerer Kunststoff, der in unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden kann: Film und Folien, Beschichtungen, Lacke, Textilfasern, Brillenfassungen, Kämme und Knöpfe, Schreibwaren wie Tintenstifte, medizinische Produkte wie Verbände oder als Trägermaterial für Arzneimittel.

In einigen Produktionsszenarien ist es nötig, die Druckerhöhungspumpe zu temperieren, um eine gleichbleibende Leistung zu erzielen. Eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur kann zu Problemen wie einer schlechten Produktqualität oder einer geringeren Pumpeneffizienz führen.

Da die Pumpe in einer Produktionslinie steht, muss der angeschlossene Thermostat jahrelang Tag und Nacht zuverlässig laufen, um Stillstandzeiten der gesamten Linie zu verhindern. Der LAUDA ECO wird einmal per plug-and-play installiert, die Temperatur wird eingestellt und danach kann er im Dauerbetrieb verwendet werden. Im gezeigten Fall ist eine Arbeitstemperatur von 22 °C zu halten, wofür sich Wasser als Temperiermedium eignet. Daher sind Pumpenanschlussstutzen aus Kunststoff das Zubehör der Wahl. Als Thermostat wurde der ECO E 1050 S gewählt, der die geforderte Temperatur, Langlebigkeit und die nötige Leistung bestens abdeckt.

2. Temperieren von Prüfständen – z.B. 4-Kanal-Testprüfstand

In diesem Beispiel wird Grundlagenforschung zu Elektrolysezellen betrieben. Genauer gesagt, werden PEM Elektrolysezellen für die Herstellung von Wasserstoff getestet. PEM steht für Proton Exchange Membrane, was den Festpolymer-Elektrolyten der Zelle beschreibt. Während ein 8-Kanal-Stand derzeit in Planung und langfristig sogar ein 40-Kanal-Stand angedacht ist, wird hier ein 4-Kanal-Stand gezeigt. Das heißt es werden vier Zellen gleichzeitig getestet, um belastbare Prozessdaten zur Stromdichteverteilung, zum dynamischen Betriebsverhalten sowie der Gasreinheit zu generieren und diese später auszuwerten.

Diese Anwendung bringt folgende Anforderungen mit sich:

• Arbeitstemperatur: 80 °C
• Temperaturkonstanz +/- 0,1 K
• Einsatzzeit: unbeaufsichtigter Dauerbetrieb (Tage, Wochen, …)
• Ethernet-Schnittstelle zum Aufzeichnen der Daten
• Programmgeber zum Anfahren der Temperatur
• Zwei Temperatursensoren, um die Temperatur an Ein- und Ausgang der Elektrolysezelle zu bestimmen

Abbildung 2: Vier LAUDA ECO E 4 S temperieren Elektrolysezellen auf einem Teststand

Zur Bewältigung dieser Anforderungen werden vier LAUDA ECO E 4 S eingesetzt, je Brennstoffzelle ein Thermostat. Der E 4 S ist mit seinem geringen Volumen optimal geeignet, um externe Verbraucher zu temperieren und gleichzeitig leistungsstark genug, die 80 °C schnell anzufahren und dauerhaft zu halten. Die Thermostate werden über eine Ethernet Schnittstelle angesteuert, um externes Überwachen sowie Datenspeicherung zu ermöglichen. Der ECO Silver-Kopf erfüllt die Notwendigkeit eines Programmgebers und der präzisen Einstellmöglichkeit der Regelparameter, so dass ein Überschwingen vermieden wird.

Zur Vision des künftigen 40-Kanal-Teststands gehört auch ein neues Konnektivitäts- und Gerätekonzept, für das dieser Kunde bereits mit LAUDA im Gespräch ist. Denn während der ECO für viele Anwendungen zuverlässig und vielfach bewährt ist, ist LAUDA auch stets bemüht, Weiterentwicklungen im Austausch mit den Anwendern und entsprechend ihrer Bedürfnisse voranzutreiben. Wenn es so weit ist, dass die Neuerungen vorgestellt werden, gibt es hier natürlich einen ausführlichen Artikel dazu.

Weitere Informationen

Dieser Blogbeitrag wurde gesponsert von der Firma LAUDA. Quelle aller Bilder: LAUDA

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