09.07.2026

Vom Werkstest zur realen Applikation: Temperiergeräte auf dem Prüfstand vom Factory Acceptance Test über Site Acceptance Test zum Performance Application Test

Haron Sekkai, Ingenieurbüro Haron Sekkai

In der thermischen Prozesstechnik - sei es in der chemischen Synthese, der pharmazeutischen Formulierung oder bei Belastungstests im Automotivbereich - ist die Temperatur der kritische Hebel für Qualität und Sicherheit. Ein hochdynamisches Temperiergerät ist jedoch nur so gut wie seine Performance im konkreten Anwendungsfall.

Um sicherzustellen, dass ein Temperiersystem die geforderten Spezifikationen nicht nur auf dem Papier, sondern auch unter extremen Realbedingungen erfüllt, hat sich ein dreistufiger Qualifizierungs- und Testprozess etabliert: Der Weg führt vom Factory Acceptance Test (FAT) über den Site Acceptance Test (SAT) bis hin zum alles entscheidenden Performance Application Test (PAT).

Der FAT: Der Werkstest

Der Prozess beginnt im Werk des Herstellers mit dem Factory Acceptance Test (FAT). Hier wird das Temperiergerät als isolierte Einheit auf Herz und Nieren geprüft.

Abb.1: Typischer Aufbau im Kilo-Labor

• Der Fokus: Erfüllt das Temperiergerät die im Datenblatt aufgeführten sicherheitstechnischen und leistungstechnischen Spezifikationen? Erfüllt das Temperiergerät die Spezifikationen des Endkunden bezüglich dessen Lastenheft (URS)?
  
• Die Praxis: Unter standardisierten Werkstatt- und Laborbedingungen des Herstellers werden die Basisfunktionen getestet. Dazu gehören z.B. die Kalibrierung der internen PT100 Fühler, die grundlegende Dichtigkeit des Kältekreises und das Auslösen der internen Sicherheitsketten (z.B. des Sicherheitstemperaturbegrenzers). Im Probelauf muss das Temperiergerät z.B. die leistungsspezifischen Angaben gemäß Datenblatt wie Kälteleistung, Heizleistung und Volumenstrom erfüllen. Dabei werden unter anderem Aufheiz- und Abkühlkurven gemessen und aufgenommen, die in einem kleinen einzuhaltenden Toleranzband liegen müssen.
  
• Das Ziel: Der FAT schließt mit der Versandfreigabe ab. Er stellt sicher, dass kein defektes oder falsch konfiguriertes Gerät auf die Reise zum Kunden geht.

Der SAT: Die infrastrukturelle Integration

Abb.2: Temperiergeräte nach erfolgreichem FAT

Nach dem Transport und der Aufstellung beim Betreiber kann ein Site Acceptance Test (SAT) erfolgen. In der Regel mit einem Spezialisten der Herstellerfirma des Temperiergeräts. Ein Temperiergerät arbeitet schließlich nicht im Vakuum, sondern ist von der lokalen Werksinfrastruktur abhängig.

• Der Fokus: Gab es beim Transport vom Hersteller zum Endkunden eventuell einen Transportschaden? Funktioniert das Gerät fehlerfrei innerhalb der lokalen Gegebenheiten vor Ort?
  
• Die Praxis: Beim SAT wird geprüft, ob z.B. die Versorgungsmedien (Kühlwasser-Vorlauf und -Rücklauf, elektrische Spannungsversorgung und ausreichend Luftzufuhr) stabil anliegen. Mitunter wird die Kommunikation mit einem übergeordneten Prozessleitsystem (z. B. Profibus, OPC UA oder Modbus) verifiziert und eine erste statische Dichtigkeitsprüfung des Gesamtsystems durchgeführt.
  
• Das Ziel: Der SAT regelt den Gefahrenübergang und den Beginn der Gewährleistung. Er beweist, dass das Temperiergerät korrekt geliefert wurde, und nach erfolgreicher Installation betriebsbereit ist.

Der PAT: Die Erweiterung des SAT

Während FAT und SAT primär die statische Funktion und die Schnittstellen absichern, schlägt beim Performance Application Test PAT (auch als anwendungsspezifischer Leistungstest bekannt) die Stunde der Wahrheit. Hier wird das Temperiergerät erstmals mit der realen Kundenapplikation gekoppelt - beispielsweise einem doppelwandigen Glasreaktor, einer Destillationskolonne oder einem Prüfstandsklimaschrank.

Erst dieser anwendungsspezifische Test deckt auf, wie sich die Thermodynamik des Gesamtsystems verhält. Hier zeigt sich, ob die Auslegung des Temperiergeräts, die Auslegung und der Aufbau des Gesamtsystems - bestehend aus Schlauchleitungen, Rohrleitungen, ggf. Bypass - die theoretischen Vorgaben- auch in der Praxis erfüllt.

Die Kernprüfungen im PAT: Der anwendungsspezifische Leistungstest

Abb.3: SAT/PAT beim Endkunden

• Spezifisches Loop-Tuning: Jeder externe Verbraucher besitzt eine individuelle thermische Trägheit und eine eigene Füllmenge an Thermoöl. Im Performance-Test können z.B. durch einen Spezialisten die PID-Regelparameter des Temperiergeräts exakt auf diese Applikation abgestimmt (Kaskadenregelung) werden, um z.B. Überschwinger der Temperatur im Produkt minimal zu halten.
  
• Reale System-Dynamik: Es kann gemessen werden, wie schnell das System die geforderten Temperaturgradienten (z. B. Sprungantwort bei Sollwertvorgabe von T1 auf T2) unter realer Last und über lange Schlauchleitungen hinweg erreicht. Lange Transferleitungen erhöhen den Druckverlust und reduzieren den effektiven Durchfluss, das wird hier transparent. Weiterhin kann gezeigt werden, wie sich andere Parameter wie z.B. die Mantelrücklauftemperatur und die Kühlwasserrücklauftemperatur dazu verhalten.
  
• Kompensation von Reaktionswärmen: Bei chemischen Prozessen wird oft schlagartig exotherme Energie frei. Der Performance Application Test kann diesen Effekt bei solchen realen Prozessen darstellen, um zu beweisen, dass das Temperiergerät z.B. in der Lage ist, die entstehende Wärme schnell genug abzuführen, bevor die Reaktion thermisch durchgeht.
  
• Temperaturkonstanz am Arbeitspunkt: Das Halten einer exakten Produkttemperatur kann ggfs. an den Leistungsgrenzen des Gerätes (z.B. Bei -60 °C oder +150 °C) über mehrere Stunden unter realen Produktionsbedingungen validiert werden.

Abb.4: Beim PAT lassen sich alle relevanten Daten im Blockschaltbild und im grafischen Verlauf der Parameter darstellen und aufnehmen.

Fazit: Drei Schritte zur absoluten Prozesssicherheit

Ein Temperiergerät ohne erfolgreichen Performance Application Test in Betrieb zu nehmen, birgt hohe Risiken für den späteren Entwicklungs- und Produktionsalltag. Erst die Kombination aus FAT, SAT und dem PAT bietet Betreibern die Gewissheit, dass die Investition den realen Belastungen standhält. Während der FAT die Hardware absichert und der SAT die korrekte Installation bestätigt, liefert erst der Performance Application Test den Beweis, dass das Temperiersystem und die Applikation perfekt miteinander harmonieren.

Ein weiterer Vorteil des PAT liegt auch darin, das ein PAT relativ schnell an der realen Applikation durchgeführt werden kann, da es keine Umbauaktionen gibt. Die Testprotokolle, die beim PAT erstellt werden, können bei jedem nachfolgenden PAT als Referenz herangezogen werden. Das kann natürlich auch bei Optimierungsarbeiten am Gesamtsystem genutzt werden. Dadurch lassen sich z.B. Veränderungen zu vorherigen Tests leicht und kostengünstig identifizieren optimieren und Schwachstellen beheben.

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