Thermostat, Thermoregulator

[541] Thermostat, Thermoregulator, Vorrichtungen zum Konstanthalten der Temperatur.

Die Anordnung der Apparate beruht entweder auf der Tatsache, daß bei Aggregatzustandsänderungen eines Stoffes, solange noch Mengen des Stoffes in beiden Zuständen nebeneinander vorhanden sind, die Temperatur stets dieselbe bleibt, oder darauf, daß ein Flüssigkeitsbad durch eine Heizvorrichtung, welche eintretende Temperaturwechsel mit Hilfe eines Thermoregulators selbsttätig wieder ausgleicht, auf konstante Temperatur erwärmt wird. Als Quellen konstanter Temperaturen kommen entweder schmelzende Körper oder siedende Dämpfe in Betracht. Außer Schnee oder Eis haben schmelzende Körper bisher keine Verwendung gefunden. Größere Anwendung finden Thermostaten mit siedenden Substanzen. Bei allen diesen Apparaten können beliebige Temperaturen nicht erzeugt werden, da man stets vom Siedepunkt der verwendeten Substanz abhängig ist. Für thermostatische Zwecke vielfach benutzte Flüssigkeiten und schmelzbare feste Körper sind folgende:

Verwendet man Mischungen, so kann man eine etwas größere Mannigfaltigkeit in den Temperaturen herbeiführen. Die genannten Flüssigkeiten und schmelzbaren Körper benutzt man hauptsächlich bei chemischen und physikalischen Arbeiten. Die auf bestimmte Temperaturen zu erhitzenden Stoffe oder Körper setzt man je nachdem für sich oder in geeigneten Gefäßen in die mit den entsprechenden zum Sieden erhitzten Flüssigkeiten gefüllten Apparate (Kochgefäße, Destillierapparate u.s.w.) ein. Wieder andre Thermostaten bestehen im wesentlichen aus einem Flüssigkeitsbade, welches durch ein Rührwerk fortwährend gründlich durchmischt wird, und aus einer Heizvorrichtung, bei welcher z.B. selbsttätig der Durchfluß des Heizgases geregelt und so das Bad auf der einmal eingestellten gleichen Temperatur erhalten wird. Es wird damit bezweckt, die Wärmezufuhr zu regeln in der Weise, daß bei einer Abkühlung des Bades die Wärmezufuhr größer, beim Steigen der Badtemperatur aber kleiner wird. Apparate, die einen solchen Ausgleich bewirken, heißen Thermoregulatoren. Bei diesen kommt in erster Linie Leucht- oder Heizgas in Betracht. Ein in die zu temperierende Flüssigkeit oder in Trockenvorrichtungen, Heißluftbäder u. dergl. eingehängter Körper wird sich bei Abkühlung des Apparats zusammenziehen, beim Heißwerden aber ausdehnen. Dies gibt Volumveränderungen, die mit Hilfe von Vorrichtungen auf einen andern, in einer Gaszuleitung befindlichen Körper übertragen werden, welcher dem Gas den Weg Öffnen oder ihm versperren kann. Je nachdem die in den zu erhitzenden Apparat eingehängte Vorrichtung ein Gas, Dampf, eine Flüssigkeit oder einen seiten Körper enthält, teilen sich die Regulatoren in Gas- und Dampfregulatoren, in Regulatoren mit Flüssigkeiten oder solche mit festen Körpern ein. Thermostaten heißt man auch alle Heißluft- und Brutschränke für Gärungs- und bakteriologische Zwecke, die Brutapparate (s.d.), die entsprechenden Apparate für elektrische Messungen u.s.w. Deren Temperaturen werden durchweg unter Verwendung von Thermoregulatoren eingestellt. Fig. 1 und 2 veranschaulichen solche Thermoregulatoren. Ferner gibt es Regulatoren, bei denen der elektrische Strom die Wärmezufuhr reguliert. Bei Quecksilber-Thermoregulatoren werden an Stelle des [541] Quecksilbers zur Regelung auch Kautschukmembranen benutzt. Membranregulatoren in Schneckenform mit Schraubvorrichtungen finden zur Regulierung der Zimmertemperaturen an Gasheizöfen ausgedehnte Anwendung. Der Johnsonsche Apparat ist ebenfalls ein Membranregulator: Die Raumtemperatur wirkt auf eine Metallfeder, die aus zwei verschiedenen Metallen zusammengelötet ist. Die verschiedene Ausdehnung der beiden Metalle bewirkt, daß sich die Feder bei Abkühlung zusammenzieht und bei Erwärmung streckt. Durch diese Bewegung wird eine nadelfeine Ausblaseöffnung von Druckluft geschlossen oder geöffnet und dadurch eine Membran gehoben oder gesenkt. Der Apparat wird, wie auch die andern Regulatoren, durch Reguliervorrichtungen eingestellt (vgl. die Prospekte der Gesellschaft für selbsttätige Temperaturregelung, Berlin W 15, Schaperstr. 18). Der Apparat ist anwendbar für Zentralheizungs- und Lüftungs-, Trocken- und Kühlanlagen, für Warmwasserbereitungen u.s.w. Für Warmwasserbereitungen und -kessel wird der Apparat nicht für Luftdruck, sondern für Wasserleitungsdruck eingerichtet. Erwähnt seien noch der Thermostat von W.C. Green für elektrische Heizung, welcher zwischen 20 und 50° die Temperatur auf 0,005° konstant hält, und derjenige von Bradley & Browne, beide in [5]. Pattersons Regulator s. in [6].

Literatur: [1] Fehling-Hell, Neues Handwörterbuch d. Chemie, Bd. 7, Braunschweig 1905. – [2] Ostwald, Hand- u. Hilfsbuch zur Ausführung physico-chemischer Messungen, Leipzig 1893. – [3] Traube, Physikalisch-chemische Methoden, Hamburg und Leipzig 1893. – [4] Arendt, Technik der Experimentalchemie, Hamburg und Leipzig 1900. – [5] Geer, W.C., Ueber Thermostaten, The Journ. of Physical Chemistry, 6, 85 ff. – [6] Journ. Chem. Soc. Ind., 21, 456 ff.

Bujard.