Überwachungseinrichtung für eine temperaturgeregelte Aufbe wahrungseinrichtung, Überwachungseinrichtung mit einem Schutzbehälter sowie Verfahren zum Betrieb

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektrotechnik und der Kälte- oder Wärmetechnik und ist beispielsweise zum prakti schen Einsatz bei temperaturgeregelten Aufbewahrungsvorrich tungen, beispielsweise Kühlschränken oder Wärmebehältern, ge eignet.

Viele Stoffe, wie beispielsweise besondere chemische oder pharmazeutisch wirksame Stoffe, aber auch Lebensmittel und für industrielle Prozesse benötigte Stoffe oder Gegenstände müssen unter bestimmten Temperaturbedingungen aufbewahrt wer den. Diese umfassen nicht nur die Aufbewahrungstemperatur, sondern auch gegebenenfalls Temperaturprofile, Minimal- und/oder Maximaltemperaturen oder Höchstzeiten, für die je weils Überschreitungen oder Unterschreitungen von bestimmten vorgegebenen Temperaturen zulässig sind.

Aufbewahrungsvorrichtungen wie beispielsweise Kühlschränke weisen üblicherweise Aggregate zum Heizen oder Kühlen auf, deren Aktivität, also der Betrieb oder die Leistung zum Hei zen oder Kühlen, mit einer Regeleinrichtung angesteuert wird, wobei für die Regelung üblicherweise die Ist-Temperatur ge messen wird. Die Schwellentemperaturen für das Ein- oder Aus schalten eines Aggregates sowie die Heiz- oder Kühlleistung und die Effizienz der Aggregate können sich über die Zeit än dern und die Temperaturmessung kann fehlerbehaftet und mit Driften versehen sein. Die Hysterese zwischen der Ausschalt schwelle des Aggregats und der Einschaltschwelle kann eben- falls schwanken. In der Praxis zeigen sich beispielsweise für Kühlschränke, die in Haushalten verwendet werden, überra schend große Temperaturschwankungen, die oft nicht bemerkt werden, da die gekühlten Gegenstände bei nicht zu lange dau ernden Temperaturschwankungen nicht notwendigerweise verder ben. Pharmazeutisch sensible Substanzen können jedoch bei Über- oder Unterschreiten bestimmter Temperaturen leicht ver derben oder unwirksam werden, was oft für den Endverbraucher nicht ersichtlich oder feststellbar ist. Dies gilt beispiels weise für Insulin, das Diabetiker oft über eine gewisse Zeit in einem Kühlschrank aufbewahren müssen. Insulin kann bei spielsweise bei Unterschreiten von 2 Grad Celsius oder beim Überschreiten von 8 Grad Celsius in kurzer Zeit unwirksam werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt bei dieser Sachlage die Auf gabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung zu schaffen, die bestimmte Kenngrößen des Temperaturverlaufs für die Vergan genheit und die Gegenwart mit möglichst geringem Aufwand er mittelt und für die Zukunft prognostiziert, sodass bestimmte Temperaturparameter leicht ermittelbar sind.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Über wachungseinrichtung für eine temperaturgeregelte Aufbewah rungseinrichtung mit einer ersten Erfassungseinrichtung mit einem ersten Sensor zur Erfassung des Aktivitätsverlaufs ei nes Kühl- der Heizaggregates und mit einer Verarbeitungsein richtung, die aus dem Aktivitätsverlauf wenigstens eine Kenn größe für den Temperaturverlauf in der Aufbewahrungseinrich tung bestimmt.

Die erste Erfassungseinrichtung erfasst mithilfe des ersten Sensors einen Verlauf der Aktivität eines Aggregates über die Zeit. Dabei kann der Sensor die Intensität der Aktivität, al so eine Heiz- oder Kühlleistung erfassen oder lediglich die Information, dass das jeweilige Aggregat im Heiz- oder Kühl betrieb ist. Üblicherweise wird bei vielen Aufbewahrungsein richtungen zur Regelung lediglich das Aggregat ein- und aus geschaltet, sodass sich die erreichte Temperatur aus der Dau er des Betriebs beziehungsweise aus dem Tastverhältnis, also dem Verhältnis der Phasendauern des Betriebs und der Phasen dauern der Inaktivität ergibt.

Die erste Erfassungseinrichtung kann somit auch ausschließ lich aus der digitalen Information, ob und wie lange das Ag gregat jeweils ein- und ausgeschaltet ist, Kenngrößen des Temperaturverlaufs ermitteln. Beispielsweise kann aus diesen Größen ermittelt werden, wie groß die Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Betriebsphasen des Aggregats sind.

Dies hängt beispielsweise von der absoluten Temperatur in der Aufbewahrungseinrichtung, der Außentemperatur und der maxima len Zeitspanne der Inaktivität des Aggregates ab sowie vom Inhalt des Kühlschranks, z. B., wenn ungekühlte Stoffe gerade eingelagert wurden. Ein Kühl- oder Heizaggregat kann dabei entweder aus einem Kompressor oder einer Heizeinrichtung be stehen, es kann jedoch auch Mittel zur Verteilung eines Heiz oder Kühlmediums als Teilaggregat mit umfassen. So sind bei Kühlschränken oft zusätzliche Lüfter vorgesehen, die zur Luftverteilung im Kühlschrank dienen. Ähnliche Umwälzvorrich tungen können bei Heizeinrichtungen vorgesehen sein. Bei Kühlschränken, bei denen üblicherweise für den Kühlkreislauf ein flüssiges Kühlmedium vorgesehen ist, kann zudem eine Pum pe für den Transport dieser Kühlflüssigkeit vorgesehen sein. Die Aktivitätsüberwachung eines Kühlaggregats kann demnach beispielsweise die Überwachung und Erfassung der Aktivität des Kompressors bei ausgeschaltetem Lüfter und/oder die Über- wachung sowie Erfassung der Aktivität des Lüfters bei ausge- schaltetem Kompressor und/oder die gemeinsame Erfassung der Aktivitäten von Kompressor und Lüfter im Betrieb und zusätz lich optional auch die Überwachung und Erfassung der Aktivi tät einer Kühlmittelpumpe umfassen.

Es kann hierzu zunächst eine Referenzmessung mit einer direk ten Temperaturmessung stattfinden, um Referenzdaten für die oben beschriebenen Aktivitätskombinationen oder auch nur die Aktivitäten eines oder mehrerer der genannten Elemente zu er zeugen, mit denen später der Aktivitätsverlauf des Aggregats verglichen werden kann, um die Temperaturdaten hieraus abzu leiten. Beispielsweise können Referenzmessungen oder ein Training der Einrichtung grundsätzlich bei ausgeschaltetem Lüfter stattfinden und spätere Analysen können sich auf die Überwachung eines Kompressors allein fokussieren. Es können auch alternativ oder zusätzlich isoliert die Aktivitätsdaten des Lüfters als Referenzdaten für sich allein erfasst und später mit Betriebsdaten zur Ermittlung eines Alterungszu standes verglichen werden. Letztlich können auch Lüfter und Kompressor zur Ermittlung von Referenzdaten oder zum Training im gemeinsamen Betrieb erfasst werden.

Für eine zuverlässige Interpretation von Messdaten kann die Überwachungseinrichtung Informationen über bestimmte Ausnah mezustände oder auch Regelzustände wie beispielsweise de- frost-Phasen erhalten und berücksichtigen. De-Frost-Phasen dienen der regelmäßigen, vorübergehenden gezielten Erwärmung zum Entfernen von Vereisungen. Während solcher Phasen können die Messungen der Überwachungseinrichtung ausgesetzt oder in anderer Weise als beim Normalbetrieb interpretiert werden. Auch beim Training der Überwachungseinrichtung können diese Phasen berücksichtigt und beispielsweise für die Erfassung von Trainingsdaten ausgelassen werden.

Der Temperaturverlauf kann zusätzlich zu den Aktivitätsdaten des jeweiligen Aggregats noch vom Zustand, beispielsweise dem Alterungszustand des Aggregats oder des Systems, beispiels weise auch vom Zustand eines Kühl- oder Heizmediums abhängen. Bei einer Alterung des Systems ändert die Temperaturregelung ihr Verhalten, sodass beispielsweise das jeweilige Aggregat öfter oder weniger oft eingeschaltet wird oder die jeweiligen Aktivitätsdauern bis zum Erreichen einer Temperaturschwelle sich verlängern oder verkürzen. Auch diese Daten können von der Erfassungseinrichtung erfasst und von der Verarbeitungs einrichtung berücksichtigt werden. In der Überwachungsein richtung , beispielsweise in der Verarbeitungseinrichtung, können zudem auch vorgegebene, statische Daten gespeichert sein, die auf die Interpretation von laufend erfassten Daten Einfluss haben, wie beispielsweise ein Gerätetyp der Aufbe wahrungseinrichtung, Bauart, zum Beispiel mit oder ohne Ven tilation, Baujahr und Betriebsart der Aufbewahrungseinrich tung, beispielsweise bei einem Kühlschrank, ob dieser dem täglichen Gebrauch dient und ca. 20-mal pro Tag geöffnet wird, oder ob er ein Speicherkühlschrank ist, der nur wenige Male pro Woche geöffnet wird oder ein professioneller Apothe kenkühlschrank, der sehr häufig, jedoch nur innerhalb von be stimmten Apothekenöffnungszeiten geöffnet wird.

Damit lassen sich Temperaturverläufe bei einer laufenden Überwachung der Aktivitäten eines Heiz- oder Kühlaggregats durch die Verarbeitungseinrichtung sowohl für die Vergangen heit als auch für die Zukunft ermitteln. Dies kann durch ei nen direkten Vergleich der Messdaten mit Referenzdaten insbe- sondere unter Zugrundelegung einer Ähnlichkeitsmetrik oder auch durch ein trainiertes neuronales Netz oder eine andere automatisch lernende Einrichtung oder eine andere Einrichtung mit künstlicher Intelligenz, geschehen. Dazu erhält die Über wachungseinrichtung Daten, anhand derer ersichtlich ist, ob ein signifikantes Fehlverhalten im Betrieb vorliegt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass bei Feststellung eines Fehlers im Betrieb dieser der Überwachungseinrichtung signalisiert wird, beispielsweise eingegeben wird. Dies kann beispielsweise bei Reparaturen der Fall sein. Die Überwa chungseinrichtung lernt dann im Trainingsbetrieb die Aktivi tätsmuster kennen, die zu einer Reparatur führen. Es kann auch vor dem Training vorgegeben werden, dass ein Fehler an genommen wird, sobald ein bestimmter Schwellenmesswert einer erfassten Größe über- oder unterschritten wird. Dies kann beispielsweise die Dauer einer Aktivitätsphase des Kompres sors und/oder Lüfters oder die Dauer zwischen zwei Aktivi tätsphasen des Kompressors und/oder Lüfters sein. Der Schwel lenmesswert kann auch ein Lautstärkepegel der Aktivität des Kompressors und/oder Lüfters sein oder ein Lautstärkepegel in einem bestimmten Frequenzbereich. Letztlich kann ein Fehler auch dadurch definiert sein, dass ein bestimmter, gleichzei tig zumindest während der Trainingsphase ermittelter Tempera turwert überhaupt oder für eine bestimmte Mindestdauer Über oder unterschritten wird.

Zusätzlich zu der ersten Erfassungseinrichtung mit dem ersten Sensor kann demnach auch eine zweite Erfassungseinrichtung mit einem zweiten Sensor in Form eines Temperatursensors vor gesehen sein. In diesem Fall wird die Temperatur auch unmit telbar erfasst, entweder nur in einer Trainingsphase oder auch ständig im Betrieb. Der Temperaturverlauf kann auch für die Zukunft schon vorhergesagt werden, da der Zustand des Systems durch den Vergleich mit Referenzdaten genau ermittelt werden kann und damit sowohl der Alterungszustand des Aggre gats als auch gegebenenfalls der Zustand eines Heiz- oder Kühlmediums sowie andere Randbedingungen mit oder ohne ihre unmittelbare Messung bestimmt und berücksichtigt werden kön nen.

Zur Verwirklichung der ersten Erfassungseinrichtung kann vor gesehen sein, dass der erste Sensor ein akustischer Sensor, ein Vibrations- oder Beschleunigungssensor, ein Strom- oder Spannungssensor oder ein Sensor für ein elektrisches oder magnetisches Feld ist.

Jeder derartige Sensor kann grundsätzlich die Aktivität eines Kühl- oder Heizaggregates erfassen. Hierzu wird beispielswei se entweder ein Betriebsgeräusch oder eine elektrische, mag netische oder elektromagnetische Aktivität eines Motors oder eines Ventils oder Schalters erfasst. Aus der Laufzeit des Aggregats pro Heiz- oder Kühlzyklus kann die Effizienz ermit telt werden und eine Signatur, beispielsweise eine akustische Signatur, des Aggregats kann auch seinen Alterungszustand repräsentieren. Die akustische Signatur kann in der Form des Frequenzspektrums des Betriebsgeräusches eines Kompressors und/oder Lüfters oder einer Pumpe bestehen, die beispielswei se beim Anlauf oder nach einer definierten Betriebszeit, zum Beispiel einigen Sekunden, oder vor dem Abschalten in einer Kühlphase erreicht wird. Die Signatur kann auch in der Ent wicklung des Frequenzspektrums während einer Periode zwischen dem Anlauf und dem Abschalten eines Elementes des Aggregates bestehen. Beispielsweise kann überwacht werden, ob bestimmte Frequenzanteile beim Anlauf mit hoher Intensität im Spektrum auftreten und deren Intensität zum Ende abnimmt oder umge- kehrt. Es kann aber auch entscheidend sein, ob bestimmte Fre quenzanteile im Spektrum überhaupt auftreten oder nicht.

Es kann durch einen Sensor auch die Aktivität eines Ventila tors erfasst werden, der beispielsweise zur Luftverteilung oder zum Lufttransport in der Aufbewahrungseinrichtung dient. Beispielsweise können die Geräusche des Luftstroms in der Aufbewahrungseinrichtung und/oder die Laufgeräusche des Lüf ters erfasst werden. Damit kann sowohl die Qualität der Luft verteilung überwacht werden als auch der Alterungszustand des Ventilators, da dieser beispielsweise eine akustische Signa tur hat, die seinen Alterungszustand oder Beschädigungen oder Defekte widerspiegelt.

Die Überwachungseinrichtung kann vorteilhaft eine autarke Energieversorgungseinrichtung aufweisen, die von der Energie versorgung der Aufbewahrungseinrichtung unabhängig ist. Diese autarke Energieversorgung kann durch eine Batterie oder einen Akku, also eine elektrochemische Energiequelle gegeben sein, jedoch auch durch ein Energieerzeugungsaggregat, das bei spielsweise aus Temperaturschwankungen, beispielsweise aus durch Temperaturschwankungen bewirkten Materialbewegungen oder aus Thermospannungen oder aus Lichtstrahlung elektrische Energie gewinnt. Damit kann die Überwachungseinrichtung ohne eine Verbindung mit der Aufbewahrungseinrichtung, also bei spielsweise elektrisch isoliert von dieser und ohne eine elektrische Kopplung zu der Aufbewahrungseinrichtung betrie ben werden. Ein Installationsaufwand für die Überwachungsein richtung entfällt damit ebenso wie Fehleranfälligkeiten durch Fehler der Aufbewahrungseinrichtung. Die Überwachungseinrich tung kann somit ohne eine Verbindung zu der Aufbewahrungsein richtung arbeiten und zum Betrieb einfach in diese hineinge legt oder -gestellt werden. Es ist auch denkbar, dass eine Kopplung zu der Energieversorgung der Aufbewahrungseinrich tung ausschließlich zum regelmäßigen Aufladen von Energie speichern/Batterien/Akkus besteht oder hergestellt wird. Da mit kann gewährleistet werden, dass im Betrieb die Überwa chungseinrichtung nicht mit einem 50 Hertz-Netz verbunden ist und die hierdurch entstehenden Störungen vermieden werden. Alternativ kann ein Gleichstrom-Netzteil zur Energieversor gung verwendet werden, das sehr gut elektrisch abgeschirmt und entkoppelt sowie akustisch isoliert ist, um die Störfre quenz von 50 Hertz und Harmonische davon zu unterdrücken.

Die Überwachungseinrichtung kann zusätzlich eine dritte Er fassungseinrichtung mit einem dritten Sensor aufweisen, wobei der dritte Sensor erfasst, ob sich die Aufbewahrungsvorrich tung in einem geöffneten oder geschlossenen Zustand befindet.

Hierdurch kann bei einem Kühlschrank überwacht werden, ob und wie lange die Kühlschranktür offensteht und wie oft diese ge öffnet wird. Dadurch kann die tatsächliche Temperatur ermit telt oder vorausgesagt werden. Auch hierzu können Referenzda ten herangezogen werden, die bei wiederholtem Öffnen der Auf bewahrungseinrichtung gewonnen werden können. Beispielsweise kann durch Öffnen der Kühlschranktür eine ortsabhängige Tem peraturverteilung in einem Kühlschrank erzeugt werden, die das Betriebsverhalten des Kühlaggregats beeinflusst, dadurch, dass der für die Steuerung des Kühlschranks verwendete Tempe ratursensor entweder weit entfernt von der Tür oder nahe der Tür angeordnet ist. Eine Temperaturänderung durch Offenstand der Tür ist somit anders zu bewerten und führt zu einem ande ren Verhalten der Regelung als ein gleichmäßiges Ansteigen der Temperatur bei Inaktivität des Kühlaggregats durch Wärme leitung. Die Überwachung der Tür oder auch anderer besonderer Vorkommnisse, wie das Be- oder Entladen der Aufbewahrungsein- richtung kann beim Trainieren der Überwachungseinrichtung auch dazu dienen, die Trainingsdaten überwiegend oder aus schließlich in Zeiträumen zu gewinnen, in denen die Aufbewah rungseinrichtung nicht geöffnet oder be- und entladen wird, um die Überwachung auf das Funktionieren des Kompressors und/oder des Lüfters zu fokussieren.

Dabei kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass der dritte Sensor ein Lichtsensor oder ein Positionssensor zur Erfassung der Position einer Tür oder eines Verschlusselementes der Aufbewahrungseinrichtung ist. Es können weiter zur Überwa chung auch noch weitere Sensoren vorgesehen sein, zum Bei spiel ein Luftfeuchtigkeitssensor in der Aufbewahrungsein richtung oder in einem Schutzbehälter in der Aufbewahrungs einrichtung. Die Luftfeuchtigkeit kann gemeinsam mit anderen Parametern überwacht werden, um ein umfassendes Datenprofil für aufbewahrte Stoffe oder Gegenstände über die Zeit auf zeichnen oder Vorhersagen zu können. Es können auch ein oder mehrere Gewichtssensoren in Regalen der Aufbewahrungseinrich tung zur Erfassung eines Be- oder Entladungsvorgangs vorgese hen sein.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zur Fouriertransformation der durch wenigs tens einen der Sensoren erfassten zeitabhängigen Daten auf weist.

Da das ungestörte Verhalten der Temperaturregelung grundsätz lich eine periodische Struktur aufweist, bietet sich eine Verdichtung und Strukturierung der Betriebsdaten durch Er mittlung der Betriebsfrequenz und anderer Perioden an. Zu sätzlich werden hierdurch auch die Messdaten anonymisiert, was beispielsweise bei Erfassung von akustischen Daten sinn- voll sein kann, da diese auch dem Datenschutz unterliegende Daten, wie beispielsweise menschliche Kommunikation mit ent halten können. Durch eine Fouriertransformation kann sowohl die Regelmäßigkeit des An- und Abschaltens des Aggregats im Bereich sehr niedriger Frequenzen (Zykluszeit z. B. 10 min oder 20 min) als auch die akustische Signatur oder das Fre quenzspektrum im Bereich von wenigen Hertz bis zu beispiels weise 16 kHz erfasst werden.

Es kann auch sinnvollerweise vorgesehen sein, dass die Verar beitungseinrichtung eine Speichereinrichtung für die erfass ten Daten und/oder die fouriertransformierten Daten aufweist. Damit können die Daten über einen längeren Zeitraum gesammelt und ausgewertet werden, was insbesondere bei der Ermittlung von zeitlichen Entwicklungstrends wichtig ist.

Bei der Überwachungseinrichtung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Vergleichen der erfassten Daten oder der fouriertransformier ten Daten mit Referenzdaten aufweist, die dazu eingerichtet, insbesondere trainiert ist, aus dem Vergleich eine oder meh rere Kenngrößen des Temperaturverlaufs in der Aufbewahrungs einrichtung und/oder eine oder mehrere Kenngrößen für den Zu stand des Kühl- oder Heizaggregates und/oder den Isolations zustand der Aufbewahrungseinrichtung oder den Zustand eines flüssigen Kühlmittels zu ermitteln.

Die erfassten Daten können dabei einerseits die Beurteilung des Verhaltens der Aufbewahrungseinrichtung und der Tempera tur für die Vergangenheit, insbesondere für den Zeitraum der Erfassung von Daten ermöglichen. Gegebenenfalls können aus zeitlichen Trends auch Kenngrößen der Einrichtung, insbeson dere der Alterungszustand des Kompressors, des Lüfters, des Kühlmediums oder Driften der Regelung sowie die Temperatur oder der Temperaturverlauf, für die Zeit vor oder nach der Erfassung von Daten - also auch für die Zukunft - ermittelt oder prognostiziert werden. Daraus können nach automatischer Beurteilung des Temperaturverlaufs und Ermittlung der Über oder Unterschreitung von Temperatur- und/oder Zeitschwellen Warnsignale erzeugt werden. Diese können einer Bedienperson oder einem Nutzer signalisieren, dass in der Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft Bedingungen eingetreten sind oder ein- treten, die den unbeeinträchtigten Zustand von Stoffen oder Gegenständen innerhalb der Aufbewahrungseinrichtung gefähr den.

Eine einfache Implementierung einer solchen Verarbeitung kann vorsehen, dass die Verarbeitungseinrichtung aus den erfassten Daten den Temperaturverlauf in der Aufbewahrungseinrichtung sowie insbesondere den Verlauf der Temperatur eines in dieser aufbewahrten Stoffes oder Gegenstandes ermittelt. Dabei kann die Natur des aufbewahrten Stoffes, seine Wärmekapazität so wie gegebenenfalls eine Wärmeübergangszahl und/oder eine Iso lation eine Rolle spielen. Dies kann insbesondere dann wich tig sein, wenn der in der Aufbewahrungseinrichtung aufbewahr te Stoff oder Gegenstand seinerseits noch einen Schutzbehäl ter oder Isolationsbehälter - gegebenenfalls mit einer eige nen beachtlichen Wärmekapazität - aufweist oder in sich in einem solchen Isolationsbehälter befindet. Für solche Fälle bietet es sich an, entsprechende Referenzdaten unter Verwen dung eines gleichartigen Schutzbehälters zu gewinnen, wobei die Temperatur des aufbewahrten Stoffes zum Vergleich inner halb des Schutzbehälters gemessen werden kann. Mit solchen Messdaten kann auch ein KI-Modul, also ein Modul mit künstli cher Intelligenz, beispielsweise ein neuronales Netz, ent sprechend trainiert werden. Einige der genannten Größen kön- nen auch aus Messungen der Aktivitätsverläufe und/oder Tempe raturen ermittelt werden. Beispielsweise kann der Beladungs zustand durch die Beobachtung der von der Regelung einge stellten Aktivitätsdauer des Kompressors und/oder Lüfters pro Kühlzyklus oder die Ruhezeit zwischen zwei Betriebszyklen des Kompressors aufgrund von beim Training gewonnenen Daten be stimmt werden.

Bei der beschriebenen Überwachungseinrichtung kann auch vor gesehen sein, dass sie eine Einrichtung zur Anzeige oder Aus gabe der ermittelten Kenngrößen und/oder des Aktivitätsver laufs eines Kühl- oder Heizaggregates und/oder eines Alarm signals aufweist. Dies kann beispielsweise eine übliche Digi talanzeige oder eine einfache Leuchtanzeige sein, die auch als Farbampel ausgebildet sein kann. Es kann auch ein Schall geber zur Ausgabe von akustischen Warnsignalen vorgesehen sein.

Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise auch eine Sende- und oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Kommunika tion, insbesondere zur Ausgabe von Alarmsignalen oder Anzei gedaten auf einem Endgerät aufweisen. Die drahtlose Kommuni kation kann beispielsweise Ethernet, Wifi, long ränge Radio oder einen Standard der Mobilfunkkommunikation oder NB-IoT nutzen. Da Aufbewahrungseinrichtungen oft Metallgehäuse um fassen, sollte für die drahtlose Kommunikation entweder eine elektrische Durchführung für eine Antennenleitung oder eine Öffnung in dem Metallgehäuse, wie beispielsweise eine Schlitzantenne oder ein Glasfenster/Nichtmetallfenster vorge sehen sein. In vielen Fällen wird es ausreichen, eine dünne Antennenleitung aus dem Gehäuse der Aufbewahrungseinrichtung auszuleiten, beispielsweise durch eine Türdichtung. Die Erfindung bezieht sich zusätzlich zu einer Überwachungs einrichtung der oben beschriebenen Art auch auf eine Schutz einrichtung mit einem Schutzbehälter zur Aufbewahrung von Stoffen und/oder Gegenständen sowie mit einer Überwachungs einrichtung der oben beschriebenen Art. Dabei kann beispiels weise die Überwachungseinrichtung in den Schutzbehälter in tegriert sein und weiter kann zusätzlich zu einem Temperatur sensor in der Aufbewahrungseinrichtung oder an dessen Stelle ein Sensor zur Temperaturüberwachung im Inneren des Schutzbe hälters vorgesehen sein und die Messdaten beider Temperatur sensoren können durch die Verarbeitungseinrichtung verarbei tet werden - sowohl in der Trainingsphase als auch im norma len Betrieb. Dabei kann insbesondere der Schutzbehälter eine Behälterwand aufweisen, die wenigstens teilweise aus einem Material besteht, das in einem Temperaturbereich zwischen 2 und 8 Grad Celsius einen Phasenübergang aufweist. Zudem kann das Material in die Behälterwand derart integriert sein, ins besondere in diese eingeschlossen sein, dass der Phasenüber gang mehrmals durchlaufen werden kann, ohne eine Formänderung der Behälterwand zu erzeugen. Dabei kann daran gedacht sein, dass die Behälterwand einen oder mehrere Hohlräume aufweist, in denen sich das Material befindet, das einen Phasenübergang in dem genannten Temperaturbereich durchmacht. Der Phasen übergang kann zwischen einer festen und einer flüssigen Phase stattfinden. In diesem Fall wird das Material in seinem flüs sigen Zustand in einem Hohlraum gehalten.

Es kann aber auch ein Material vorgesehen sein, das in dem kritischen Temperaturbereich einen Phasenübergang zwischen zwei verschiedenen festen Modifikationen durchmacht, sodass keine Formänderung zu befürchten ist. Der Schutzbehälter kann wenigstens zum Teil aus einem typischen Isoliermaterial be stehen, wie einem Schaumstoff oder einem natürlichen Isolier- stoff wie Kork oder Kork composite oder er kann evakuierte Hohlräume zur thermischen Isolation aufweisen.

In den Schutzbehälter kann zudem, beispielsweise im Inneren der Isolation, ein Stoff mit einer großen spezifischen Wärme kapazität integriert sein, der eine Speicherfähigkeit für ei ne bestimmte Temperatur aufweist und Temperaturänderungen im Inneren des Schutzbehälters verlangsamt. Die Überwachungsein richtung und insbesondere der Schutzbehälter mit einer sol chen Überwachungseinrichtung kann an eine Energieversorgung der Aufbewahrungseinrichtung anschließbar sein, sie/er kann jedoch besonders vorteilhaft eine autarke Energieversorgungs einrichtung aufweisen, die von der Energieversorgung der Auf bewahrungseinrichtung unabhängig ist. Diese autarke Energie versorgung kann durch eine Batterie oder einen Akku, also ei ne elektrochemische Energiequelle gegeben sein, jedoch auch durch ein Energieerzeugungsaggregat, das beispielsweise aus Temperaturschwankungen, beispielsweise aus durch Temperatur schwankungen bewirkten Materialbewegungen oder aus Thermo spannungen oder aus Lichtstrahlung elektrische Energie ge winnt. Hierzu können beispielsweise Bimetallelemente, Pel- tierelemente oder Fotohalbleiter/Solarzellen verwendet wer den. Das Peltierelement kann beispielsweise in eine Wand des Schutzbehälters integriert sein und die Temperaturunterschie de zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Schutzbehäl ters in elektrische Energie umwandeln. Zusätzlich ist eine Überwachung dieser autarken Energieversorgung sinnvoll, die Alarmsignale über eine Drahtlosverbindung ausgibt, wenn die Energieversorgung der Überwachungseinrichtung nicht dauerhaft gegeben oder voraussichtlich gefährdet ist.

Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren zum Be trieb einer Überwachungseinrichtung der oben beschriebenen Art, bei dem vorgesehen ist, dass die gemessenen Tempera- tur/Zeit-Profile und insbesondere auch gemessene akustische Signale oder gemessene Signale eines Vibrationssensors fou riertransformiert und in der fouriertransformierten Form mit Referenzdaten verglichen werden und dass aus dem Vergleich wenigstens eine Kenngröße für den Temperaturverlauf in der temperaturgeregelten Aufbewahrungseinrichtung ermittelt wird. Die Kenngröße für den Temperaturverlauf kann beispielsweise eine Minimal- oder Maximaltemperatur eines Kühlzyklus sein oder auch ein Zeitpunkt in der Vergangenheit oder Zukunft, zu dem bestimmte Temperaturschwellenwerte unter- oder über schritten werden oder zu dem die Dauer der Unter- oder Über schreitung eines Temperaturschwellenwertes eine bestimmte vorgegebene Dauer überschreitet.

Dabei kann auch eine entsprechende Überwachung eines in der Aufbewahrungseinrichtung befindlichen Schutzbehälters und seines Innenraums vorgesehen sein. Der Schutzbehälter kann, wenn er sich in der Aufbewahrungseinrichtung befindet, durch seine thermischen Eigenschaften das Temperaturverhalten der Aufbewahrungseinrichtung beeinflussen, beispielsweise da durch, dass durch die Wärmekapazität des Schutzbehälters Tem peraturänderungen in der Aufbewahrungseinrichtung verlangsamt werden.

Ähnliches gilt für die in dem Schutzbehälter herrschende Tem peratur: Das Verhalten dieser Temperatur hängt von der Tempe ratur in der Aufbewahrungseinrichtung sowie von der Wärmeka pazität und dem Isolationsvermögen des Schutzbehälters ab.

Um den Temperaturverlauf innerhalb des Schutzbehälters oder außerhalb des Schutzbehälters in der Aufbewahrungseinrichtung ermitteln zu können, sollten Referenzdaten für diese Größen in Verbindung mit entsprechenden, gleichzeitig gemessenen Ak- tivitätsverläufen von Heiz- und/oder Kühlaggregaten vorlie gen, sodass die Bestimmung des Temperaturverlaufs für die Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft anhand der Vergleichs daten in Abhängigkeit von den tatsächlichen Aktivitäten des/der Aggregate und der anderen aktuell gemessenen Sensor daten möglich ist.

Zuletzt bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Trainieren einer Überwachungseinrichtung der oben beschriebe nen Art zur Überwachung einer Aufbewahrungseinrichtung, bei dem laufend wenigstens die Temperatur in der Aufbewahrungs einrichtung, insbesondere oder zusätzlich in einem Schutzbe hälter innerhalb der Aufbewahrungseinrichtung, sowie der Ak- tivitätsverlauf eines Heiz- oder Kühlaggregats gemessen und daraus Referenzdaten ermittelt werden. Unter der Ermittlung von Referenzdaten kann grundsätzlich im Rahmen der Erfindung auch das Trainieren einer lernenden Einrichtung verstanden werden, die nach dem entsprechenden Training aus gemessenen Werten des Aktivitätsverlaufs eines Heiz- und/oder Kühlaggre gats und gegebenenfalls zusätzlich laufend gemessenen Tempe raturdaten sowie gegebenenfalls weiteren zusätzlich gemesse nen Daten Temperaturverläufe für die Vergangenheit oder Zu kunft ermitteln kann. Weitere zusätzlich gemessene Daten kön nen beispielsweise Öffnungszeiten der Aufbewahrungseinrich tung sein. Die lernende Einrichtung kann beispielsweise ein neuronales Netz aufweisen oder ein KI-(Künstliche Intelli genz) enthaltendes Softwaremodul und dieses kann sich des ma chine learning (supervised oder unsupervised) bedienen.

Das Ermitteln von Referenzdaten oder das Trainieren der ler nenden Einrichtung kann in genau derselben Aufbewahrungsein richtung stattfinden, deren Temperaturverlauf später ermit telt werden soll oder in einer gleichartigen Aufbewahrungs- einrichtung. Das Ermitteln von Referenzdaten oder das Trai nieren kann auch in einer andersartigen Aufbewahrungseinrich tung stattfinden und danach können die Referenzdaten oder der Lernzustand durch eine Übertragungsfunktion transferiert wer den, wenn sowohl Randbedingungen der Einrichtung, an der trainiert wird oder an der Referenzdaten ermittelt werden als auch Randbedingungen der Einrichtung, an der die Überwa chungseinrichtung eingesetzt wird, hinreichend bekannt sind. Die Daten, die der Verarbeitung zugrunde gelegt werden, kön nen in statische und dynamische, laufend erfasste Daten auf geteilt werden. Die statischen Daten sind solche, die vorge geben werden können und weitgehend unveränderlich sind. Zu diesen gehören die Bauart, Baujahr und der Gerätetyp der Auf bewahrungseinrichtung, seine Größe, Art der Ventilation und beispielsweise auch sein geographischer Aufstellungsort, der sowohl für die Energieversorgung (110 Volt Versorgungsspan nung oder 220 Volt) als auch für die üblichen Temperatur schwankungen außerhalb der Aufbewahrungseinrichtung, etwa Ta ges-, Wochen- oder jahreszeitliche Schwankungen maßgeblich ist.

Für das Training sind beispielsweise folgende 3 Arten von Pattern recognition/Klassifizierung/Training denkbar:

Fridge Profiling:

Dabei findet ein klassisches unsupervised Machine Learning statt, für das etwa eine Woche ausreichen sein sollte (5 Wo chentage und Nächte + Wochenende), um eine Grundlage für ei nen einzelnen Kühlschrank zu etablieren. Nach einem Jahr im Betrieb ergibt sich dann ein „long term profile", das auch die saisonale Variabilität deckt).

Fault and defect detection: Das Ziel hierbei ist, eine Störungsdiagnose für Kühlschränke zu ermitteln, basiert auf Sensordaten. Hierfür ist ein exten siveres Training notwendig, bei dem bestimmte Störungen sichtbar sein, herbeigeführt werden oder simuliert werden müssen (z. B.: Ventilatorfehler, Kompressorfehler, Mangel an Kältemittel, etc)

Event detection:

Hierzu ist ebenfalls extensives Training notwendig, wobei spezielle Bedingungen, die später erkannt werden sollen, z.

B: Einbringen von größeren ungekühlten Massen, etc. gezielt herbeigeführt werden können.

Das Training kann als Fridge Profiling beginnen und nach kur zer Zeit zur Arbeitsfähigkeit der Überwachungseinrichtung führen. Später kann das Training noch auf die Punkte 2 und 3 ausgedehnt werden, um die Überwachungseinrichtung in die Lage zu versetzen, auch komplexere Fehler oder allgemein Zustände zu erkennen. Für das Training und/oder für den Betrieb kann die Überwachungseinrichtung teilweise eine Verarbeitung von Daten selbst durchführen, jedoch können auch wenigstens teil weise erfasste Daten, gegebenenfalls nach einer Vorverarbei tung, über eine Datenkommunikation an einen Server übermit telt und dort verarbeitet werden. Dabei können im Server er fasste Daten von verschiedenen Überwachungseinrichtungen mit einander verglichen oder verknüpft werden, sodass beispiels weise eine breite Basis von Trainingsdaten erhalten wird, die die Trainingsvorgänge jeder einzelnen Überwachungseinrichtung und auch den späteren Betrieb beschleunigen und die Qualität der Verarbeitung von Daten, insbesondere die Qualität von Vorhersagen, verbessern. Die Temperatur kann in der Trainingsphase und/oder in der Be triebsphase, also beispielsweise auch ausschließlich in der Trainingsphase, wenigstens in der Aufbewahrungseinrichtung, bei Verwendung eines Schutzbehälters außerhalb dieses Schutz behälters und/oder im Inneren des Schutzbehälters laufend ge messen werden. In einem besonders vorteilhaften Ausführungs beispiel wird die Temperatur an mindestens 2 Stellen gemes sen:

Innerhalb des Schutzbehälters, denn es geht um die Qualitäts sicherung von Medikamenten, die im Inneren des Schutzbehäl ters aufbewahrt werden.

Außerhalb des Schutzbehälters in der Aufbewahrungseinrich- tung/im Kühlschrank): damit die Temperatur-Trends im Kühl schrank unverfälscht erkannt werden.

Dabei können beispielsweise laufend die Parameter Minimal- und/oder Maximaltemperatur eines Zyklus im und außerhalb des Schutzbehälters, Zykluslänge und Dauer des Betriebs eines Ag gregats sowie die Zeit zwischen zwei Betriebsphasen des Ag gregats ermittelt werden. Zudem können durch einen akusti schen Sensor oder Vibrationssensor erfasste Frequenzspektren eines Heiz/Kühlaggregates oder auch eines Ventilators ermit telt und durch Parameter charakterisiert werden, wie Peakhö hen bei charakteristischen Frequenzen, Gesamtintensität, Teilintensität in bestimmten Frequenzbereichen sowie die Ver hältnisse/Quotienten oder Differenzen zwischen diesen Teilin tensitäten oder Fouriertransformierten und deren Charakteri sierungsparameter. Außerdem können Luftfeuchtigkeitswerte in nerhalb und/oder außerhalb der Aufbewahrungseinrichtung, ihre Schwankungsbreite, Minima, Maxima und Zykluszeiten ermittelt werde. Alle diese Größen und beispielsweise ihre Änderungsge- schwindigkeiten sowie gegebenenfalls noch weitere Größen kön nen dem Training zugrunde gelegt und später überwacht und mit den Trainingsdaten verglichen oder mit der trainierten Verar beitungsvorrichtung zur potenziellen Erzeugung von Signalen weiterverarbeitet werden.

Es kann somit die Zeit berechnet werden, über die die Tempe ratur bei Störungen der Aufbewahrungseinrichtung im Schutzbe hälter unter 8 oder über 2 Grad bleibt. Es kann dann ein Prognose-Signal ausgegeben werden, z. B: „Achtung, Kühl schrank kühlt nicht mehr richtig und die Temperatur im Schutzbehälter bleibt noch xx Stunden zwischen 2 und 8 Grad". Eine solche Prognose ist insbesondere dann möglich, wenn in der Trainingsphase jeweils die Temperatur innerhalb wie auch außerhalb des Schutzbehälters erfasst und analysiert worden ist. Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn dazu die Wärmekapa zität des Schutzbehälters und die Wärmeübergangswerte bzw. Wärmeleitwerte bekannt sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigt

Figur 1: eine Aufbewahrungseinrichtung in Form eines Kühlschranks,

Figur 2: einen Schutzbehälter in perspektivischer An sicht,

Figur 3: einen Schutzbehälter in einer Draufsicht, Figur 4: schematisch eine Überwachungseinrichtung, Figur 5: erste Messdaten, die als Trainingsdaten dienen, Figur 5a: einen Temperaturverlauf mit charakteristischen Störungen,

Figur 6: zweite gemessene Daten, die ausgewertet werden, Figur 7: dritte gemessene Daten, die ausgewertet werden, sowie

Figur 8 schematisch ein Ablaufdiagramm des Betriebs der

Überwachungseinrichtung.

In der Figur 1 ist als typische Anwendung als Aufbewahrungs einrichtung ein Kühlschrank 3 dargestellt, in dem ein Schutz behälter 2, beispielsweise mit einem Medikament wie Insulin, aufbewahrt wird. Andere mögliche Aufbewahrungseinrichtungen können Kühlräume, Apothekenkühlschränke, aber auch Warmhalte- behälter, beispielsweise Brutkästen oder Gärbehälter, bei spielsweise für Alkoholherstellung, sein. Solche Einrichtun gen haben üblicherweise ein Heiz- oder Kühlaggregat, das im intermittierenden Betrieb temperaturgeregelt arbeitet. In der Figur 1 ist das Kühlaggregat mit 3a bezeichnet.

Schließlich ist eine Kühlschranktür mit 3b bezeichnet. Das Öffnen der Kühlschranktür greift in die Temperaturregelung ein, derart, dass ein zusätzlicher oder häufigerer Betrieb des Kühlaggregats notwendig wird.

Die Erfindung beruht wenigstens teilweise darauf, dass der Betrieb des Kühl- oder Heizaggregats und das Öffnen oder Schließen einer Tür/Öffnung nichtinvasiv, das heißt ohne ei nen elektrischen Anschluss an die Einrichtung, überwacht wer den kann.

Hierzu kann der Betrieb des Kühlaggregats 3a beispielsweise akustisch durch ein Mikrofon überwacht werden. Dabei kann im Extremfall nur der Betrieb an sich, das heißt Beginn, Ende und Dauer der einzelnen Betriebsphasen erfasst werden. Auf schlussreicher ist die Überwachung von Geräuschen und Fre quenzspektren durch ein oder mehrere Mikrofone, die sich ge- genseitig durch die geeigneten Frequenzcharakteristiken er gänzen können. Dabei können beispielsweise Kondensatormikro fone verwendet werden, die besonders gut gekapselt werden können. Es ist aber auch der Gebrauch anderer Mikrofonarten wie MEMS-Mikrofone möglich, die beispielsweise bei Mobiltele fonen eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Analy se von akustischen Signaturen, die von Mikrofonen aufgrund von durch die Luft übertragenem Schall aufgenommen werden, erfolgreicher ist als die Analyse von durch ein Mikrofon auf genommenem Körperschall. Für die Analyse des Körperschalls kann ein Mikrofon mit einem festen Bauteil der Aufbewahrungs vorrichtung in unmittelbaren Kontakt gebracht werden. Die Auswertung von so erfasstem Körperschall kann beispielsweise zusätzlich zu der Analyse des durch die Luft aufgenommenem Schalls erfolgen und durch die Körperschallerfassung können Störgeräusche identifiziert werden, die mit einem Kühl- oder Heizaggregat primär nichts zu tun haben und für die Analyse des durch die Luft aufgenommenen Schalls eliminiert werden können.

Alternativ kann ein Sensor zur Erfassung des Stromverbrauchs des Aggregats, der Spannung oder eines elektrischen, magneti schen oder elektromagnetischen Feldes vorgesehen sein. Ein Kühlaggregat kann als elektrischer Kompressor mit einem Motor ausgebildet sein, der außer Betriebsgeräuschen, also akusti schen Signalen, auch Strom verbraucht und elektrische, magne tische und elektromagnetische Felder produziert. Das Kühlag gregat kann zusätzlich auch einen Lüfter aufweisen, dessen Betriebsgeräusche ebenso wie die durch die Lüftung erzeugten Luftstromgeräusche überwacht werden können.

In Figur 2 ist ein Schutzbehälter 2 in Form einer Box mit De ckel dargestellt, in der beispielsweise Medikamente gelagert werden können. Der Schutzbehälter kann thermisch isolierende Wände, beispielsweise mit einem Schaumstoff/Schaumwerkstoff, einem isolierenden Naturwerkstoff wie Kork oder einem Aerogel aufweisen. Zusätzlich kann der Schutzbehälter auch ein Ele ment mit hoher Wärmekapazität aufweisen, beispielsweise einen Gel- oder Wasserbehälter, der bei äußeren Temperaturschwan kungen in der Aufbewahrungseinrichtung die Temperaturschwan kungen in dem Schutzbehälter dämpft, also die Temperatur vergleichmäßigt. Sowohl die zusätzliche Isolation als auch das Element mit hoher Wärmekapazität können im Bereich der Behälterwände, innen an den Behälterwänden oder in den Wänden des Schutzbehälters angeordnet sein.

In der Figur 2 ist eine in den Schutzbehälter 2 eingebaute Überwachungseinrichtung 1 dargestellt, auf die im Folgenden näher eingegangen wird. Seitenwände des Schutzbehälters sind mit 2a, 2b bezeichnet. Eine derartige Überwachungseinrichtung 1 kann auch für sich ohne einen Schutzbehälter zur Überwa chung einer Aufbewahrungseinrichtung verwendet werden.

Die Figur 3 zeigt einen Schutzbehälter 2 in einer geöffneten Ansicht von oben mit Seitenwänden 2a, 2b sowie einem in eine Seitenwand 2a integrierten Phasenübergangsmaterial 2c als Wärmespeicher mit einem in ihm aufbewahrten Gegenstand oder Stoff 11 und mit einer Überwachungseinrichtung 1. Das Materi al 2c kann einen Phasenübergang im Bereich zwischen 2 und 8 Grad Celsius, vorzugsweise zwischen 2 und 4 Grad Celsius, aufweisen. Die Überwachungseinrichtung 1 weist einen ersten Sensor 4 auf, der die Aktivität des Kühlaggregats erfasst, also beispielsweise ein Mikrofon, sowie einen zweiten Sensor 6 zur Erfassung der Temperatur in der Umgebung des Schutzbe hälters. Dieser zweite Sensor ist an der Außenseite des Schutzbehälters 2 angeordnet. Bei der in Figur 2 dargestell- ten Konstruktion ist die Überwachungseinrichtung in die Wand des Schutzbehälters integriert, derart, dass ein Teil der Überwachungseinrichtung zur Außenseite des Schutzbehälters weist, insbesondere einen Teil der Außenwand bildet, und ein anderer Teil mit dem Inneren des Schutzbehälters in Verbin dung steht. Die Überwachungseinrichtung weist außerdem einen dritten Sensor 7 auf, der den Öffnungszustand einer Tür des Kühlschranks überwacht, also beispielsweise als Lichtsensor ausgebildet ist, um entweder von außen in die Aufbewahrungs einrichtung einfallendes Umgebungslicht oder das beim Öffnen automatisch eingeschaltete Licht einer Leuchte der Aufbewah rungseinrichtung selbst zu erfassen. Der Sensor für den Öff nungszustand der Tür könnte aber beispielsweise auch durch einen Positionssensor an der Tür gebildet sein oder durch ei nen Sensor für einen Luftzug in der Aufbewahrungseinrichtung.

Zudem kann ein weiterer Temperatursensor 60 in der Überwa chungseinrichtung vorgesehen sein, der die Temperatur im In neren des Schutzbehälters überwacht und zum Inneren des Schutzbehälters weist.

In der Figur 4 ist eine Überwachungseinrichtung 1 schematisch mit einigen weiteren Elementen dargestellt. Außer dem ersten, zweiten und dritten Sensor 4, 6, 7 sowie dem Sensor 60 für die Temperatur im Schutzbehälter weist die Überwachungsein richtung eine Verarbeitungseinrichtung 5 für die Sensordaten auf, die mit den Sensoren über Signalleitungen oder Drahtlos verbindungen verbunden ist. Die Verarbeitungseinrichtung weist eine Einrichtung 5a zur Fouriertransformation der im Wesentlichen periodischen Daten auf. Durch die Fouriertrans formation findet eine Verdichtung der Daten statt, die bei spielsweise auch dafür sorgt, dass gegebenenfalls über ein Mikrofon aufgenommene akustische Daten ausreichend verfremdet werden, sodass beispielsweise zufällig aufgenommene menschli che Sprache nur in stark verfremdeter Form weiterverarbeitet wird. Die Verarbeitungseinrichtung weist zudem eine Spei chereinrichtung 5b auf, in der Trainings/Referenzdaten ge speichert sind, mit denen aktuell gemessene Daten verglichen werden. Die Speichereinrichtung kann auch unmittelbar teil weise durch ein neuronales Netz gebildet sein, in dem durch die Strukturierung der Knoten und ihrer Verbindungen durch ein Training Daten gespeichert sind. Ergebnisse des Ver gleichs und der Einschätzung des Zustandes der Aufbewahrungs einrichtung oder ihrer Elemente können ebenfalls in der Spei chereinrichtung 5b gespeichert werden. Die Verarbeitungsein richtung weist weiterhin ein Modul 5c auf, das als lernendes System ausgebildet sein kann, wenn dieses nicht bereits durch ein neuronales Netz verwirklicht ist und das Elemente von künstlicher Intelligenz enthält. Dieses Modul kann den er fassten oder fouriertransformierten Daten verschiedene Zu stände der Aufbewahrungseinrichtung oder ihrer Elemente, wie beispielsweise dem Heiz-/Kühlaggregat oder der Isolation der Aufbewahrungseinrichtung oder einem Wärmetransportfluid/einer Kühlflüssigkeit Zustände oder Parameter zuordnen, die die Ausgabe eines Alarmsignals zur Folge haben können. Die Verar beitungseinrichtung weist zu diesem Zweck noch eine Anzeige einrichtung 8 und/oder eine Sende-/Empfangseinrichtung 9 für Drahtloskommunikation nach einem gängigen Standard auf. Alarmsignale können dann durch ein Endgerät 10 beispielsweise in Form eines Smartphones oder Tabletcomputers oder ein am Handgelenk getragenes wearable empfangen und einer Person op tisch, haptisch oder akustisch signalisiert werden.

Durch die einzelnen Sensoren können generell folgende Mess werte oder Parameter aufgenommen werden: Der Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor in dem Schutzbe hälter erlaubt die Erstellung eines Protokolls über den Ver lauf dieser Größen und dient damit beispielsweise der Quali tätskontrolle von Medikamenten.

Der Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor in der Aufbewah rungseinrichtung außerhalb des Schutzbehälters erlaubt die Überwachung der Leistungsfähigkeit der Einrichtung und zusam men mit der Erfassung anderer Größen Zukunftsprognosen.

Durch den letztgenannten Temperatursensor können die Zeitzyk len der Kühlung, die Abkühlungsrate, Höchst- und Minimaltem peratur von Temperaturregelzyklen erfasst werden.

Durch einen akustischen Sensor können die Kompressionszyklen, die akustische Signatur von Heiz- und Kühlaggregaten und von Ventilatoren, Lautstärke und Betriebsdauer innerhalb eines Kompressionszyklus erfasst werden. Zudem kann akustisch das Schalten von Relais oder Ein-/Ausschaltern und die Drehzahl von Ventilatoren erfasst werden.

Durch einen Vibrations- und/oder Beschleunigungssensor können Vibrationen und Bewegungen im Umfeld der Aufbewahrungsein richtung, Vibrationen durch den Betrieb von Aggregaten, Bewe gungen des Schutzbehälters und auch die Orientierung des Schutzbehälters und der Aufbewahrungseinrichtung überwacht werden. Somit können beispielsweise Fehllagerungen des Schutzbehälters oder mangelhaft horizontale Ausrichtung der Aufbewahrungseinrichtung detektiert werden.

Insgesamt können einige variable Größen durch Nutzung der Sensoren ermittelt und die darunterliegende Struktur in der Trainingsphase gelernt werden, wie zum Beispiel die Länge und das Profil von Temperaturzyklen, die Kühl/Heizeffizienz eines Aggregates oder der gesamten Aufbewahrungseinrichtung, die Thermostatdrift in Abhängigkeit von der Zeit sowie das Nut zungsprofil bei der Beladung und Entnahme von zu temperieren den Gütern.

Als Ergebnis der Verarbeitung von laufend erfassten Daten auf der Basis von statischen, vorgegebenen Parametern, Trainings vorgängen und laufend erfassten Messdaten können beispiels weise folgende 3 Arten von Ausgaben/Signalen produziert wer den:

Berichte über Zustände von Elementen der Aufbewahrungsein richtung oder in dieser gelagerten Stoffen/Gegenständen wie beispielsweise Medikamenten, Alarmsignale, die über Fehlfunk tionen informieren und Gegenmaßnahmen initiieren sollen sowie Hinweise und Empfehlungen für eine Optimierung, beispielswei se Warnungen vor drohenden Fehlfunktionen, Prognosen und Hin weise auf optimierte Wartung.

In Figur 5 sind in einem Koordinatensystem auf der horizonta len Achse die Zeit und auf der vertikalen Achse verschiedene messbare Signale aufgetragen. Die Stufenfunktion 4a gibt den Betriebszustand eines Kühlaggregats mit den Funktionswerten Null (ausgeschaltet) und 1 (eingeschaltet) wieder. Es zeigt sich, dass das Aggregat gemäß Figur 5 regalmäßig jeweils für einen gleichbleibenden, kurzen Zeitraum eingeschaltet ist.

Mit 7a ist das Signal des Sensors für die Türöffnung bezeich net. Es ist im Diagramm nur ein einziger Zeitraum zu erken nen, während dessen die Tür der Aufbewahrungseinrichtung/des Kühlschranks geöffnet ist. Die Kurve 6a zeigt überlagert zu den übrigen Signalen den Temperaturverlauf in der Aufbewahrungseinrichtung. Diese ist einerseits durch einen langsamen Temperaturanstieg im Inneren der Aufbewahrungseinrichtung gekennzeichnet, solange das Kühlaggregat ausgeschaltet ist. Dies ist wegen des Wärme transports durch die Isolation der Aufbewahrungseinrichtung vom wärmeren Außenraum in den kühleren Innenraum der Fall. Während des Betriebs des Kühlaggregats sinkt jeweils die Tem peratur wieder, um nach Ausschalten des Aggregats wieder langsam anzusteigen. Das Öffnen der Kühlschranktür hat übli cherweise einen, in dem gezeigten Beispiel mit 16 bezeichne- ten, Temperatursprung nach oben zur Folge, da warme Luft in den Kühlschrank gelangt. Ist der Kühlschrank nur kurze Zeit geöffnet, so sinkt die Temperatur nach Schließen der Tür wie der teilweise, da die Öffnungszeit üblicherweise nicht aus reicht, um die festen Bestandteile des Kühlschranks zu erwär men, sodass diese die Luft im Kühlschrank nach dem Schließen wieder teilweise abkühlen. Mit 17 ist ein Temperaturanstieg bezeichnet, der auf das Einbringen von Medikamenten zurückzu führen ist, die eine höhere Temperatur als die Kühlschrank temperatur aufweisen. Die Temperatur wird in der nächsten Be triebsphase des Kühlaggregats gesenkt, jedoch kann die erwär mende Wirkung der Medikamente noch über mehrere Zyklen anhal- ten.

In der Figur 5a sind Messdaten für die Temperatur über einige Stunden und eine größere Anzahl von Betriebszyklen eines Kühlaggregates dargestellt, wobei mit 17 wieder eine Störung durch Einlagerung von Stoffen mit höherer Temperatur und mit 18 eine Betriebsstörung in der Steuerung des Kühlschranks be zeichnet ist. Die beschriebenen Vorgänge und ihre Entsprechung beim Tempe raturverlauf können über eine längere Zeit wie zum Beispiel über Tage und Wochen erfasst und analysiert werden. Die Ver arbeitungseinrichtung kann nach kurzer Zeit selbst Prognosen über einen zukünftigen Temperaturverlauf erzeugen und diese mit dem wirklichen Temperaturverlauf vergleichen. Dadurch wird die Verarbeitungseinrichtung soweit trainiert, dass die Voraussagen über die Temperatur zuverlässig werden. Es ist danach auch denkbar, dass die Temperatur nicht weiter gemes sen wird und das Verhalten der Aufbewahrungseinrichtung aus dem Verhalten des Aggregates allein ermittelt wird. Auch zu rückliegende Zustände lassen sich so über die Analyse gespei cherter Aktivitätsdaten ermitteln, sodass auch bestimmbar ist, ob die Temperatur in der Vergangenheit bestimmte Schwel len unter- oder überschritten hat.

In der Verarbeitungseinrichtung können vor, während oder nach dem Training auch bestimmte zusätzliche Informationen abge speichert werden, die für die Analyse und Prognose hilfreich sind, beispielsweise, wie lange ein Kühlaggregat eines be stimmten Modells eines Kühlschranks maximal in Betrieb sein sollte, bis die untere Temperaturschwelle erreicht ist, oder wie dicht zwei Aktivitäts-/Betriebsphasen eines Aggregats mindestens zeitlich auseinanderliegen sollten. Diese Größen hängen unter anderem von der Güte der Isolation, der Leistung und Effizienz des Aggregats, dem Alter des Kühlmediums sowie dem Beladungszustand des Kühlschranks ab, wobei die Struktur der Abhängigkeiten für eine Zahl von Kühlschränken oder Mo dellen ähnlich ist. Damit lässt sich die Trainingszeit deut lich verkürzen. Die genannten Sonderfälle, dass der Abstand zwischen zwei Betriebsphasen des Aggregats schwankt und dass eine Betriebsphase eines Aggregats länger ausfällt als üb- lieh, sind in dem Diagramm der Figur 6 beispielhaft darge stellt.

In der Figur 7 ist beispielhaft der Fall dargestellt, dass nach einer Aktivitätsphase 4a des Kühlaggregates für längere Zeit die Kühlschranktür offensteht (7a). Dies kann beispiels weise zu einer Temperaturerhöhung führen, die ein Alarmsignal auslöst.

In der Figur 8 sind Schritte des Betriebsverfahrens der Über wachungseinrichtung schematisch dargestellt. In einer ersten Phase 12 wird die Überwachungseinrichtung durch kontinuierli che Datenerfassung von Betriebsdaten und Einspeichern von be kannten Zusatzdaten trainiert. In den folgenden Schritten 13, 14 und 15 werden jeweils Betriebsdaten erfasst und mit den gespeicherten Datenstrukturen verglichen. Ergibt sich jeweils für aktuell gemessene Betriebsdaten die Überschreitung einer Temperaturschwelle, so wird ein Alarmsignal ausgegeben. Wird keine Temperaturschwelle überschritten und ist diese auch für unmittelbar bevorstehende Zeiträume nicht absehbar, so wird kein Alarmsignal ausgegeben und es werden weiter Betriebsda ten in den Schritten 14, 15 gemessen. Wird laufend eine Tem peratur in der Aufbewahrungseinrichtung und/oder im Schutzbe hälter gemessen, so kann die Verarbeitungseinrichtung weiter lernen und seine Prognosen laufend verbessern.

Es können auch längerfristige Trends ermittelt werden, wie beispielsweise ein Ansteigen der Betriebszeiten des Aggre gats, da dies in seiner Leistung nachlässt oder die Kühlflüs sigkeit die Wärme weniger gut transportiert. Auch Undichtig keiten eines Kompressors können auf diese Weise frühzeitig entdeckt oder vorhergesagt werden. Grundsätzlich kann die Überwachungseinrichtung in einer ers ten Phase mit den zur Verfügung stehenden Sensoren die Mess daten erfassen und über eine Funkverbindung eine Überwachung aus der Ferne erlauben. Gleichzeitig können die gemessenen Werte gespeichert werden, um geeignete Protokolle zu erstel len, die ein Qualitätsmanagement für in der Aufbewahrungsein richtung gelagerte Güter erlauben. In dieser Phase können auch die Temperaturen in der Aufbewahrungseinrichtung inner halb und außerhalb des Schutzbehälters direkt miteinander verglichen werden, um die Effektivität des Schutzes durch den Schutzbehälter zu bestätigen. Bereits in dieser Phase können bestimmte kritische Situationen durch Alarmsignale angezeigt werden, wie zum Beispiel ein Stromausfall, eine zu lange Tür öffnung, eine falsche Temperatureinstellung. Zudem kann ge zeigt werden, wie lange bei einem Ausfall der Temperaturrege lung eine akzeptable Temperatur in dem Schutzbehälter garan tiert werden kann.

In einer zweiten Phase während und nach einer Trainingsphase können unter anderem folgende weitere Informationen oder Sig nale durch eine Verarbeitungseinrichtung oder einen mit den Daten versorgten Server erzeugt werden: Vorschläge für saiso nale Einstellungen des Thermostats, Informationen zur voraus schauenden Wartung mit diese unterstützenden Informationen, beispielsweise über die Kühleffizienz, Aufzeigen von Ausfall wahrscheinlichkeiten von Aggregaten aufgrund der akustischen Signatur, die von einem Abnutzungsgrad oder aufgetretenen Schäden abhängt.

Als Trainingsmethoden kann beispielsweise im Labor „supervi- sed machine learning" angewendet werden, bei dem das System gezielt in besondere Zustände, beispielsweise Fehlerzustände, gebracht und richtige oder gewünschte Reaktionen vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere nach dem „supervised machine learning" kann ein Training auf der Basis von „deep learning" mit einer großen Zahl von tatsächlich aufgetretenen Situationen und den zugehörigen Daten durchge- führt werden. Dazu können auch Daten herangezogen werden, die nicht durch die individuelle Verarbeitungseinrichtung selbst bearbeitet worden sind, sondern von anderen Systemen/Aufbe wahrungseinrichtungen stammen, auf einem Server gespeichert sind, mit dem die Verarbeitungseinrichtung in Verbindung steht, und die auf das individuelle System zumindest in ge wissem Grad anwendbar sind.

Im Betrieb kann die Überwachungseinrichtung oder ein Schutz behälter mit einer Überwachungseinrichtung mittels einer Bat- terie oder eines Akkus mit Energie versorgt werden. Damit wird eine vollständige Entkopplung von der Energieversorgung der Aggregate oder weiterer Elemente der Aufbewahrungsein richtung erreicht. Lediglich für ein Aufladen der Akkus kann der Betrieb unterbrochen und eine Verbindung zu einem Wech- selstromnetz, beispielsweise auch mittels der internen Ver sorgungsleitungen der Aggregate der Aufbewahrungseinrichtung, hergestellt werden.