DE19925154A1 - Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Temperier-Gerät, sowie Temperiergerät, insbesondere Brutschrank - Google Patents

Abstract

Um bei einem Kühlbrutschrank eine zeitlich langfristige Prozeßführung bei minimaler Probenaustrocknung zu ermöglichen, soll zwischen Innenraum und Kühlbereich eines Kühlbrutschrankes eine niedrige Wärmestromdichte erzielt werden, damit soll eine Probenaustrocknung durch Kondensation oder Vereisung an besonders kalten Stellen eines im Kühlbrutschrank angeordneten Verdampfers verhindert werden; hierzu weist der Brutschrank thermisch getrennte Heiz- und Kühlbereiche auf, wobei der Kühlbereich einen Verdampfer mit wenigstens einem Strömungskanal mit vorgegebener Strömungsrichtung entlang der Rückwand des Innengehäuses enthält und wobei der Verdampfer mit dem Innengehäuse durch thermisch gut leitendes Material, wie Aluminium, in direktem thermischen Kontakt steht. DOLLAR A Im Heizbetrieb wird das Ziel einer geringen Probenaustrockung durch die Möglichkeit eines frei konvektiven Wärmeeintrages realisiert. DOLLAR A Zur Regelung der Temperatur im Innenraum wird die Temperatur (Ti) durch einen im Innenraum angeordneten Temperatursensor ermittelt und mit einer Führungsgröße als Temperatursollwert (Tw) verglichen und bei Regelabweichung (Tw-Ti) erfolgt die Temperierung des Innenraums mittels Eingriff in den Betrieb einer Heizvorrichtung oder eines mit einem Kompressor verbundenen Wärmeaustauschers, wobei die Temperatur der Umgebung des Gerätes wenigstens zeitweise durch einen zusätzlichen Temperatursensor erfaßt und ein daraus abgeleitetes Signal bei der Entscheidung über den Betrieb von ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur im Innenraum eines Tempe­ riergerätes, wobei die Temperatur (Ti) durch einen im Innenraum angeordneten Temperatur­ sensor ermittelt und mit einer Führungsgröße als Temperatursollwert (Tw) verglichen wird und bei Regelabweichung (Tw-Ti) die Temperierung des Innenraums mittels Eingriff in den Betrieb einer Heizvorrichtung oder eines mit einem Kompressor verbundenen Wärmeaustauschers er­ folgt, sowie ein Temperiergerät, insbesondere Brutschrank.

Aus der DE 41 16 500 A1 ist ein Labor-Wärmeschrank bekannt, bei dem die Luft aus dem In­ nengehäuse mittels eines Lüfters in eine Luftkammer abgesaugt wird; aus der Luftkammer wird die Luft über eine das Innengehäuse U-förmig umschließende Vorwärmkammer mit einem Heizkörper geführt und durch Öffnungen in den Seitenwänden des Innengehäuses in den Nutz­ raum zurückgeleitet. Außen an den Seitenwänden sind Luftleitbleche angebracht, die bewirken, daß die Luft an dem gesamten Heizkörper entlangströmen muß, bevor sie durch die Öffnungen austreten kann. Dadurch werden Temperaturunterschiede der durch verschiedene Öffnungen eintretenden Luft vermieden und die räumlichen Temperaturabweichungen im Nutzraum mini­ miert. Zur Verwendung als Kälte-Wärme-Schrank ist in der Luftkammer zwischen dem Lüfter und der Vorwärmekammer der Verdampfer (als Teil der Nutzraumwand z. B. nach DE 44 06 145 A1) einer Kältemaschine angeordnet.

Als problematisch erweist sich bei der Kühlphase eines solchen Laborwärmeschranks die Aus­ kondensation von Luftfeuchtigkeit des Innenraums an der kältesten Stelle, d. h. im Bereich des Kühlmittelverdampfers. Hierdurch wird den im Innenraum befindlichen Proben Feuchtigkeit ent­ zogen, was zu deren Beeinträchtigung bzw. bei Zellenkulturen zu deren Ende führen kann.

Weiterhin ist aus der DE 38 15 528 C1 ein Begasungsbrutschrank mit einer Luftmantel­ temperierung bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zeitlich langfristige Prozeßführung bei minimaler Probenaustrocknung zu ermöglichen. Da im Kühlbetrieb die Verdampferfläche immer kälter ist als die Nutzraumtemperatur und die niedrigste Temperatur die Feuchte der Luft durch Konden­ sation oder Vereisung bestimmt, soll daher diese Temperaturdifferenz minimiert werden.

Weiterhin soll durch kurze Umwälzwege auf der Verdampferoberfläche und im Nutzraum eine optimale Ausnutzung des Wärmetauschers sowie eine gleichmäßige Austrittstemperatur am Umfang der Innenraumwand und damit eine gute Temperierung des Nutzraumes erzielt wer­ den.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein sicheres Einhalten von Wachstumsbe­ dingungen in einem Brutschrank zu gewährleisten.

Darüberhinaus sollen Einbauten auch ohne Werkzeug zu entnehmen sein und eine gute Reini­ gungsmöglichkeit des Geräts sichergestellt werden.

Die Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß die Temperatur der Umgebung des Gerätes wenigstens zeitweise durch einen zusätzlichen Temperatursensor erfaßt wird, wobei ein daraus abgeleitetes Signal bei der Entscheidung über den Betrieb von Heizvorrichtung oder Kompressor berücksichtigt wird.

Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei, daß auch im Heizbetrieb auf eine freie Konvektion im Innenraum des Temperiergerätes gewechselt und die Verdunstung weiter minimiert werden kann. Zusätzlich verringert sich durch das Abschalten des Kälteaggregates der Stromver­ brauch, die Geräuschemission und die Wärmeabgabe an die Umgebung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Temperatur-Grenzwert (Tg) gebil­ det, der sich aus der Summe des Werts der Umgebungstemperatur (Tu) und einem vorgegebe­ nen Temperatur-Parameter (Tp) zusammensetzt, dabei erfolgt die Regelung der Innenraum­ temperatur (Ti) mittels Betrieb der Heizvorrichtung bei abgeschaltetem Kompressor, solange der Temperatursollwert (Tw) oberhalb des Grenzwertes (Tg) liegt, während die Regelung mit Hilfe des Kompressor-Betriebes durchgeführt wird, solange der Temperatur-Sollwert (Tw) un­ terhalb des Temperatur-Grenzwertes (Tg) liegt oder ein Wärmeaustrag erforderlich ist.

Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß ein reproduzierbarer Grenzwert für den Kompressor­ betrieb festgelegt werden kann.

Vorzugsweise erfolgt bei Unterschreiten des Grenzwertes (Tg) durch den Temperatursollwert (Tw) die Regelung der Innenraumtemperatur bei abgeschalteter Heizvorrichtung mit Hilfe des von einem Kühlmittel im Kompressorbetrieb durchströmten Wärmeaustauschers durch Ansteue­ rung wenigstens eines Ventils erfolgt, wobei durch Ventil-Steuerung alternierend ein kompri­ miertes gasförmiges oder ein flüssiges Kühlmittel in den Wärmeaustauscher einleitbar ist, das komprimierte gasförmige und flüssige Kühlmittel wird zyklisch alternierend in den Wärmetau­ scher geleitet, falls die Regelabweichung (Tw-Ti) wenigstens näherungsweise bei Null liegt und der Temperatursollwert (Tw) unterhalb des Grenzwertes (Tg) liegt oder falls ein Wär­ meaustrag bei Ti≅Tw erforderlich ist. Falls die Umgebungstemperatur (Tu) durch den Tempe­ ratursollwert (Tw) bei einer Regelabweichung (Tw-Ti)<0 unterschritten wird, wird im wesentli­ chen ein flüssiges Kühlmittel in den Wärmeaustauscher geleitet, bis die Regelabweichung we­ nigstens näherungsweise Null ist.

Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei, daß eine im wesentlichen konstante Temperatur an dem als Wärmeaustauscher dienenden Verdampfer erzielt wird und weiterhin bei der rege­ lungstechnisch anspruchsvollen Aufgabe hinsichtlich der Größen Ti = Tw≅Tu eine zeitlich sehr genaue Regelung erzielt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird während des Kompressorbetriebes eine Zwangskonvektion im Innenraum durchgeführt. Die Zwangskonvektion erfolgt vorzugswei­ se durch einen zum Innenraum gewandten Ventilator. Dabei wird der Ventilator durch einen Elektromotor angetrieben wird, dessen Drehzahl verstellbar ist. Vorzugsweise wird die Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur (Ti) und/oder der Umgebung­ stemeratur (Tu) und/oder des Temperatursollwertes (Tw) eingestellt. Darüber hinaus ist es mög­ lich, die Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kompressors ein­ zustellen.

Während des Betriebes der Heizvorrichtung kann die Zwangskonvektion unterbrochen werden; dabei wird eine Minimierung des Energieverbrauchs und der Probenaustrocknung erzielt.

Als vorteilhaft erweist es sich, daß der Wärmeaustrag über einen als großflächigen Verdampfer ausgebildeten Wärmeaustauscher erfolgen kann. Durch die Kältemittelbypassschaltung wird dabei auf dem Wärmeaustauscher eine konstante, knapp unterhalb des Innenraums liegende Temperatur eingeregelt. Der Wärmestrom wird aufgrund der Zwangskonvektion mit einer gerin­ gen Temperaturdifferenz gefördert, durch die damit verbundene geringe Taupunktunterschrei­ tung wird eine hohe Feuchte im Innenraum realisiert.

Während des Heizbetriebes tritt eine erhöhte freie Konvektion auf, so daß ein schichtungsfreier Aufbau der Innenraumatmosphäre auch ohne Zwangskonvektion erzielt wird.

Die Aufgabe wird für ein Temperier-Gerät, insbesondere Brutschrank, mit Innenraum, der von einem Innengehäuse mit verschließbarer frontseitiger Öffnung umgeben ist, wobei zwischen Innengehäuse und Außengehäuse des Geräts Zwischenräume mit nach außen gerichteter thermischer Isolierung vorgesehen sind, die jeweils wenigstens einen Heiz- oder Kühlbereich aufweisen, vorrichtungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kühl-Bereich eine, an ein mit Kompres­ sor versehenes Kühlaggregat angeschlossene Kühleinheit mit einem flächenhaften Wär­ meaustauscher als Verdampfer aufweist, wobei der Verdampfer wenigstens einen Strömungs­ kanal mit einer vorgegebenen Strömungsrichtung entlang wenigstens einer Wand des Innenge­ häuses bildet und wobei der Kühlbereich gegenüber dem Heizbereich mit Heizelementen ther­ misch isoliert ist.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die Temperierung des Nutzraumes bei Heizbe­ trieb auch nur über freie Konvektion erfolgen kann und die Zufuhr von ungesättigter trockener Luft und Wärme, die zur Verdunstung von Flüssigkeit aus der Probe führt, minimiert wird; wei­ terhin wird im Kühlbetrieb durch eine sanfte Luftführung die Verdunstung minimiert und eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Temperiergerätes sind in den Ansprüchen 14 bis 33 angege­ ben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Temperier-Geräts ist der Heizbe­ reich im Bodenbereich und/oder Seitenbereich unterhalb bzw. seitlich des Innengehäuses an­ geordnet, während der Kühlbereich außerhalb des Bodenbereichs des Innengehäuses ange­ ordnet ist; hierbei erweist sich die Verstärkung der Konvektion im Nutzraum als besonders vor­ teilhaft.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Innengehäuse einen im Wesentlichen quaderför­ mig ausgebildeten Innenraum mit einer der frontseitigen Öffnung gegenüberliegenden Rück­ wand auf, wobei der Verdampfer im Bereich wenigstens einer Wand der Rückseite, der Ober­ seite oder einer linken oder rechten Seitenfläche des Innenraums angeordnet ist; als Nutzraum wird dabei der zur Aufnahme von Proben bzw. Behandlungsgut vorgesehene Teil des Innen­ raums bezeichnet.

Als vorteilhaft erweist sich die einfache Reinigungsmöglichkeit des Innenraums, da auf beson­ dere Innen-Ausbauten bzw. Aggregate, die eine fachmännische Montage erfordern, verzichtet wird. Der Nutzraum ist somit auch ohne besondere Vorkenntnisse und ohne Einsatz von Werk­ zeug zur Demontage zu reinigen.

Der Verdampfer ist im Innengehäuse außerhalb des Bodenbereichs angeordnet und weist we­ nigstens einen Strömungskanal mit einer vorgegebenen Strömungsrichtung entlang der Fläche wenigstens einer Wand - vorzugsweise der Rückwand - des Innengehäuses auf; dabei ist der Verdampfer über einen thermisch gut leitenden Werkstoff mit der nach außen gerichteten Seite der Rückwand des Innengehäuses durch thermischen Flächen-Kontakt wärmemäßig verbun­ den. Als thermisch gut leitendes Material wird Aluminium eingesetzt, es ist jedoch auch möglich andere gut wärmeleitende Materialien einzusetzen. Als besonderer Vorteil ergibt sich eine ho­ mogene Temperaturverteilung auf dem Verdampfer (Rückwand). Im zentralen Bereich der In­ nenseite des Nutzraumes ist auf der Rückwand ein Ventilator angeordnet, dessen Antriebsmo­ tor mit einem Regler oder einem Steuergerät für die innere Nutzraumzirkulation verbunden ist. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß während eines Kühlvorganges mit Hilfe des Ven­ tilators eine konvektive Schichtung im Nutzraum vermieden und der Wärmeübergang am Ver­ dampfer erhöht wird.

Zur Verbesserung der Zirkulation im Nutzraum ist zwischen dem Ventilator und dem Zentrum des Nutzraumes eine parallel zur Rückwand verlaufende plattenförmige Strömungsleitvorrich­ tung angeordnet, welche die "Zwangskonvektion" mittels Ventilator fördert. Hierdurch ist noch ein zusätzlicher Wärmeausgleich im Bereich des Verdampfers bzw. im Bereich der Rückwand des Nutzraumes gegeben, so daß in der Praxis eine sogenannte "kälteste Stelle mit Auskon­ densation und Vereisungsgefahr" thermisch auf ein Minimum begrenzt wird.

Der Antrieb des Ventilators wird vorzugsweise durch einen eigenen Regler für die Nutzraumzir­ kulation angesteuert; es ist jedoch auch möglich, eine gemeinsame Regel-Vorrichtung für die Temperierung und den Ventilatorbetrieb einzusetzen.

Ein wesentlicher Vorteil einer Drehzahlregelung bei Betrieb des Ventilators ist in dem weitge­ hend schichtungsfreien Aufbau der Innenatmosphäre des Nutzraumes während der Kühlungs­ phase zu sehen, während bei der Heizphase mittels der Heizelemente im Bodenbereich ggf. auch im Seitenbereich zwangsläufig eine erhöhte Konvektion und eine gute räumliche sowie zeitliche Temperaturverteilung auftritt, so daß sich in der Heizphase in der Regel ein Betrieb des Ventilators erübrigt.

Es ist jedoch auch möglich, eine temperaturunabhängige Steuerung des Antriebsmotors vorzu­ sehen (z. B. Drehzahlsteller mit optimierter Drehzahl für den gewünschten Betriebszustand).

Der als Wärmeaustauscher dienende Verdampfer ist ausgangsseitig mit dem Eingang eines Kompressors und eingangsseitig mit einem Magnetventil verbunden, das mit Hilfe eines von einem Temperier-Regler abgegebenen Steilsignals Y_t1 ansteuerbar ist, wobei das Magnetventil an den Ausgang des Kompressors angeschlossen ist; der Verdampfer ist eingangsseitig zu­ sätzlich an ein Expansionsorgan - wie z. B. eine Kapillare angeschlossen - wobei das Expansi­ onsorgan über einen Verflüssiger mit dem Ausgang des Kompressors verbunden ist; zwischen Verflüssiger und Expansionsorgan kann vorteilhafterweise ein Trockner zur Entfeuchtung bzw. Filterung eingesetzt werden.

Als Temperier-Regler ist ein Dreipunktregler eingesetzt, dessen Eingang einen Vergleicher zur Differenzwertbildung zwischen einem von einem Temperatursensor im Innenraum abgegebe­ nen Temperatursignal und einem Sollwerttemperatursignal Tw aufweist, wobei der Differenz­ wert (Ti-Tw) die Regelabweichung bildet.

Falls die Regelabweichung (Ti-Tw) wenigstens näherungsweise Null beträgt so wird bei einer Erhöhung der Nutzraumtemperatur eine positive Regelabweichung (Ti-Tw)<0 ermittelt, welche beim Kompressorbetrieb über einen Regelalgorithmus und eine auf eine Zykluszeit bezogene Stellgröße zu einem anteilsmäßig größerem Stellsignal Y_t1 führt. Dieses Stellsignal wird an ein Magnetventil weitergeleitet, welches bei anstehendem Stellsignal Y_t1 geschlossen wird und so entsprechend mehr verflüssigtes als komprimiertes, gasförmiges Kältemittel in den Verdampfer geleitet wird. Bei nicht anstehendem Stellsignal Y_t1 wird im wesentlichen komprimiertes gasför­ miges Kältemittel in den Verdampfer geleitet.

Wird dagegen eine negative Regelabweichung (Ti-Tw)<0 ermittelt, so verringert sich die pro­ zentuale Stellgröße und damit das Stellsignal Y_t1. Hierdurch wird anteilsmäßig mehr kompri­ miertes, gasförmiges Kältemittel in den Verdampfer eingeleitet. Ist der Wärmeeintrag über das komprimierte Kältemittel nicht mehr ausreichend, wird das Stellsignal Y_t2 am Ausgang des Reglers ausgegeben, welches zu einer Betätigung der Heizvorrichtung und gleichzeitig zum Ausschalten des Kompressors sowie ggf. zum Ausschalten des Ventilators für die Nutzraumzir­ kulation führt. Als Verstärker für das Stellsignal Y_t1 kann beispielsweise ein Relais eingesetzt werden, während der Verstärker für das Stellsignal Y_t2 beispielsweise ein Halbleiterverstärker sein kann, welcher auf das Heizelement einwirkt.

Prinzip der Regelung

• 1. Vorgabe von Tp und Tw
• 2. Messung von Tu und Ti
• 3. Bei Tw<Tg: Wärmeeintrag durch Heizvorrichtung falls Tw<Ti
• 4. Bei Tu<Tw<Tg: Kompressor-Betrieb
  bei Ti ≅ Tw durch zyklisches Umschalten zwischen Zufuhr von komprimiertem gasförmigen Kühlmittel (Wärmeeintrag) und flüssigem Kühlmittel (Wärmeaustrag); das Schaltverhältnis am Magnetventil ist veränderbar; vorzugsweise Betrieb des Ventilators; in der Energiebilanz erfolgt hierbei ein Wärmeeintrag in den Innenraum.
• 5. Bei Tw<Tu: Kompressor-Betrieb mit Wärmeaustrag durch im wesentlichen flüssiges Kühl­ mittel, sofern Tw<Ti gilt;
  bei Tw ≅ Ti zyklisches Schalten zwischen komprimiertem gasförmigen Kühlmittel (Wärme­ eintrag) und flüssigem Kühlmittel (Wärmeaustrag); das Schaltverhältnis am Magnetventil ist veränderbar; vorzugsweise Betrieb des Ventilators.

Ein wesentlicher Vorteil der Temperierregelung im Kühlbetrieb ist darin zu sehen, daß der Kompressor permament läuft und nicht jeweils durch eine Regelabweichung jeweils ein- und ausgeschaltet werden muß, was zusätzlichen Verschleiß nach sich zieht. Durch Wegfall eines stetig auftretenden Anlaufmoments aufgrund der Inbetriebnahme des Kompressors wird ein unnötiges Aufrütteln der eingebrachten Proben vermieden. Weiterhin erweist sich ein gleichmä­ ßig laufender Kompressor im Laborbetrieb für das Personal als weniger störend als beispiels­ weise ein ständig ein- und ausgeschalteter Kompressor.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 2, 3a, 3b und 3c näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Temperiergerätes;

Fig. 1b zeigt eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines Temperiergerätes;

Fig. 1c einen Längsschnitt durch Rückwand und Verdampfer mit bruchstückartig dargestelltem Gehäuse;

Fig. 1d zeigt einen bruchstückhaften Längsschnitt durch die Innengehäuse-Rückwand und Verdampfer;

Fig. 1e zeigt einen bruchstückhaften Abriß der Rückseite des Temperiergeräts von hinten be­ trachtet.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Regelungsanordnung für die Temperierung eines Temperierge­ rätes, insbesondere Brutschranks.

Fig. 3a zeigt im Blockschaltbild eine Regelung bzw. Steuerung des Ventilators;

Fig. 3b zeigt im Blockschaltbild das Grundprinzip einer Sollwertvorgabe für den Lüfter bzw. Ventilator, wobei eine Temperaturschichtung im Innenraum berücksichtigt wird;

Fig. 3c zeigt ein beispielhaftes Diagramm für die räumliche Temperaturdifferenz (gem. DIN 12880) in Abhängigkeit der Nutzraumtemperatur und der Ventilatordrehzahl.

Gemäß den Fig. 1a und 1b weist das Temperiergerät ein äußeres Gehäuse 1 auf, das mit einem wärmeisolierenden Körper 2 im Bereich seiner Seitenwände, der oberen und unteren Wände sowie der Rückwand ausgekleidet ist; der wärmeisolierende Körper besteht dabei aus einem Isolationskasten, der aus einzelnen thermisch isolierenden Platten - wie z. B. Styropor - oder Polyurethan-Platten mit aufgebrachter Aluminium-Folie zusammengesetzt ist. Im Abstand zur Innenseite des Wärmeisolationskörpers 2 ist ein Innengehäuse 9 eingesetzt, welches im Bereich der Seitenwände 3, 4 sowie der Oberseite 5 und der Unterseite 6 im Abstand zu Wär­ meisolationskörper 2 angeordnet ist. Eine Kühleinheit 10 bestehend aus Verdampfer 11, ther­ misch gut leitenden Platte 12, der Isolation (und evtl. einer Wärmeleitpaste 30) ist direkt an der nach außen gerichteten Seite der Rückwand 18 befestigt.

Der Zwischenraum 8 zwischen Innengehäuse 9 und Rückseite 7 des Außengehäuses ist ge­ genüber dem bzw. den anderen Zwischenräumen 20 thermisch isoliert, wobei ein zusätzlicher rahmenförmiger Wärmeisolationskörper 13 zur Abdichtung vorgesehen ist. Der Zwischenraum 20 zwischen Innengehäuse 9 und Wärmeisolationskörper 2 bzw. Rahmen 13 ist zur Aufnahme von Heizelementen 16 vorgesehen, welche sich im wesentlichen im Bodenbereich 17 bzw. den unteren Bereichen der Seitenwände 3 und 4 befinden. Somit erfolgt die Beheizung des Innen­ raums von Innengehäuse 9 über die seitliche Mantelfläche, während die Kühlleistung - wie nachstehend anhand Fig. 1c dargelegt ist - aus dem Bereich der Rückwand 18 des Innenge­ häuses erfolgt. Der für die Temperaturbehandlung von Objekten nutzbare Teil des Innenraums wird als Nutzraum bezeichnet. Die Heizleistung wird vorzugsweise direkt durch Wärmeleitung und nach dem Luftmantelprinzip eingebracht, wobei die freie Konvektion durch den konstrukti­ ven Aufbau gefördert wird, es ist jedoch auch möglich, eine komplette Wärmedämmung unter Verzicht auf einen Hohlraum mittels wärmeisolierendem Materials vorzusehen; die Heizung befindet sich dabei im unteren Bereich bzw. Bodenbereich 17 des Luftmantels.

Die Kühleinheit 10 ist thermisch mit der Rückwand 18 des Innengehäuses 9 verbunden; zwi­ schen dem eigentlichen Verdampfer 11 und dem Innengehäuse 9 ist eine sich parallel zur Rückwand 18 erstreckende Platte 12 aus thermisch gut leitendem Material angeordnet, auf welcher der zick-zack- bzw. schlangenförmige Verdampfer 11 mit seinem Rohrsystem befestigt ist. Der Werkstoff des Verdampfers 11 besteht im wesentlichen aus Kupfer bzw. Kupferrohr und die thermisch gut leitende Platte 12 besteht im wesentlichen aus Aluminium.

Anhand der Schnittdarstellung nach Fig. 1c ist das Innengehäuse 9 bruchstückartig erkennbar, wobei sich zwischen der Rückwand 18 des Innengehäuses und der Rückseite 7 des Außenge­ häuses 1 der - ggf. plattenförmige - Wärmeisolationskörper 2, z. B. als Einschäumung befindet, sowie eine dazu im wesentlichen parallel angeordnete Kühleinheit 10, die aus Verdampfer 11 und Kühlplatte 12 besteht. Mit Hilfe der Kühlplatte 12 wird die Temperatur in der Fläche der Rückwand 18 gleichmäßig verteilt. Auf diese Weise wird ein maximaler Wärmeübergang mit minimaler Temperaturdifferenz erzielt, woraus sich eine minimale Entfeuchtung der Luft ergibt; zur besseren Wärme- bzw. Kälteverteilung ist gemäß Fig. 1a, 1b an der zum Inneren des Nutzraums gerichteten Seite der Rückwand 18 ein Ventilator 21 vorgesehen, welcher für eine zusätzliche Verbesserung des Wärmeaustauschs zwischen der Kühleinheit 10 und dem Innen­ raum 14 des Innengehäuses 9 sorgt. Der zentral auf der Rückwand 18 angeordnete Ventilator 21 ermöglicht mit Hilfe einer zusätzlichen Konvektions-Platte als Strömungsleitvorrichtung 23 kurze Umwälzwege auf der Oberfläche des Verdampfers 11 und im Innenraum 14 so daß eine optimale Ausnutzung des Wärmetauschers (Verdampfer) erreicht wird; somit wird eine gleich­ mäßige Austrittstemperatur, wenn die Luft am Umfang der Strömungsleitvorrichtung austritt, erhalten und damit eine gute Temperierung des als Nutzraum dienenden Innenraums 14 von Innengehäuse 9 erzielt; der Ventilator-Antrieb wird vorzugsweise von einem Regler angesteu­ ert.

Das aus Kompressor, Verflüssiger, Kapillarrohr und Magnetventil bestehende Kälteaggregat befindet sich außerhalb des Wärmeisolationskörpers 2 und ist hier unterhalb der Unterseite 6 des Nutzraums symbolisch dargestellt und mit Bezugsziffer 22 bezeichnet. Das Kälteaggregat befindet sich außerhalb der thermischen Isolierung für den Nutzraum, ist jedoch noch innerhalb des Außengehäuses angeordnet.

Anhand Fig. 1d ist ein ausgeschnittener Bereich der Rückwand 18 des Innengehäuses 9 er­ läutert, wobei die nach außen gerichtete Seite der Rückwand 18 in räumlichem Kontakt zu der vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Kühlplatte 12 besteht, die wiederum auf ihrer nach außen gerichteten Fläche mit den im Querschnitt gezeigten Rohren des schlangenförmigen Verdampfers 11 verbunden ist. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen Verdamp­ fer 11 und Kühlplatte 12 sind die Rohre des Verdampfers 11 in einer bevorzugten Ausgestal­ tung weitgehend von einer Wärmeleitpaste 30 umgeben, die dafür sorgt, daß nahezu der ge­ samte Umfang der Rohre des Verdampfers 11 zur Kühlung des Innengehäuses 9 beiträgt; eine thermische Isolation ist dabei weiterhin notwendig.

Anhand Fig. 2 ist die Temperierung des Innenraums 14 näher erläutert; dabei sind die Stell­ größen zusätzlich mit dem Index "t" versehen.

Im Innenraum 14 des Innengehäuses 9 befindet sich ein Temperatursensor 24, der einen Tem­ peratur-Meßwert als ein elektrisches Temperatursignal Ti über Leitung 25 einem Vergleicher 26 des Reglers 27 zuführt, an dem das von Sensor 24 ermittelte Temperatursignal Ti mit einem vorgegebenen Temperatur-Sollwertsignal Tw verglichen wird; falls kein Stellsignal am Ausgang 41, 42 des Reglers 27 anliegt, ist Magnetventil 31 geöffnet, so daß im Bypass ein Umlauf von komprimiertem, gasförmigen Kühlmittel von Kompressor 36 über Magnetventil 31 und Ver­ dampfer 11 möglich ist.

Die Regelabweichung führt beispielsweise über einen üblichen PID-Regelalgorithmus zu einem Stellsignal Y_t1 zwecks Kühlung bzw. zu einem Stellsignal Y_t2 zwecks Erwärmung des Innen­ raums 14; bei großer Regelabweichung ergibt sich ein großes Taktverhältnis zwischen Stell­ größe "Ein" zu Stellgröße "Aus" (beispielsweise 9 : 1), während bei verringerter Regelabwei­ chung auch das Taktverhältnis sich entsprechend verringert (z. B. Stellgröße "Ein" zu Stellgröße "Aus" von 5 : 1). Da beide Stellsignale Y_t1, Y_t2 für die Ansteuerung von Stellelementen wie Ma­ gnetventil bzw. Leistungsansteuerung für die Heizelemente zu schwach sind, werden diese je­ weils über Verstärker bzw. invertierende Verstärker bzw. Relais 29, 30 weitergeleitet. So wird bei einer Abkühlung des Innenraumes 14 mittels Y_t2 das als Verstärker 29 wirkende Relais bzw. Halbleiterelement so angesteuert, daß über die Heizelemente 16 Wärme-Energie in den Innen­ raum 14 eingebracht wird und ggf. der Kompressor 36 und ggf. der Ventilator 21 im Nutzraum abgeschaltet werden. Während des Heizbetriebs mittels Stellsignal Y_t2 ist somit der Kompressor 36 abgeschaltet und verbleibt bis zur Ausgabe eines neuen Stellsignals Y_t1 (Kühlen) im Ab­ schalt-Zustand. Erkennt der Regler über Temperatursensor 24 (Innenraum) die Notwendigkeit einer Kühlung wird der Kompressor 36 (über Stellsignal Y_t1 und eine Verstärkerschaltung bzw. Relais) wieder eingeschaltet und der invertierende Verstärker bzw. das Relais vom Öffner-Typ 30 für Magnetventil 31 durch Stellsignal Y_t1 so angesteuert, daß das nachgeschaltete Magnet­ ventil 31 bei Anliegen von Stellsignal Y_t1 geschlossen wird, wodurch Verdampfer 11 praktisch nur noch flüssiges Kältemittel über eine als Expansionsorgan 32 wirkende Kapillardüse und Verflüssiger 33 erhält, wobei der Eingang 34 des Verflüssigers 33 mit dem Ausgang 35 des Kompressors 36 verbunden ist; somit wird der im Verdampfer 11 entstandene Dampf über Lei­ tung 37 dem Eingang 38 des Kompressors 36 zugeführt, wobei zwecks rascher Abkühlung des Innenraumes nur noch der mit I bezeichnete Kältemittelkreislauf vom Ausgang des Verdamp­ fers 11 über Kompressor 36 und Verflüssiger 33 sowie Kapillardüse 32 möglich ist, da der mit II bezeichnete Kreislauf über Magnetventil 31 nunmehr gesperrt ist, solange Stellsignal Y_t1 anliegt.

Es handelt sich hierbei um eine übliche Dreipunktregelung, wobei mittels Verstärker 30 eine impulsartige Ansteuerung des Magnetventils 31 erfolgt.

Um ein häufiges Umschalten zwischen den Stellsignalen Y_t1 und Y_t2 zu verhindern, kann das Umschalten durch einen Zeitalgorithmus bzw. ein Zeitglied überlagert werden.

Gemäß Fig. 3a ist es möglich, den Betrieb eines Antriebsmotors 51 für Ventilator 21 mittels eines Stellsignals Y1 zu steuern, welches von einem Regler 56 bzw. Steuergerät über dessen Ausgang 59 und Leitung 60 dem Eingang 61 des Antriebsmotors 51 für den Ventilator 21 zu­ geführt wird. Als Istwert kann beispielsweise die mittels Sensor 51 ermittelte Drehzahl N des Antriebsmotors 51 ausgewertet werden, welche als Istwert X1 dem Eingang des Reg- lers/Steuergerätes 56 zugeführt wird; darüberhinaus ist es auch möglich, ein Istwertsignal X2 eines im Inneren des Innengehäuses 9 eingebrachten Sensors 52 auszuwerten, welches ebenfalls dem Eingang des Reglers/Steuergerätes 56 zugeführt wird. Als Sensor 52 ist vor­ zugsweise ein Temperatursensor zur Messung der Innenraumtemperatur Ti des Nutzraumes eingesetzt. Der Istwert X1 bzw. X2 wird am Eingang des Reglers mit einem Sollwert W1 vergli­ chen, welcher eine Drehzahl des Ventilators 21 für die Nutzraumzirkulation vorgibt; als Para­ meter dienen dabei entweder

• 1. die Temperaturdifferenz zwischen Nutzraumtemperatur Ti und Umgebungstemperatur Tu
• 2. der zeitliche Verlauf der Nutzraumtemperatur dTi/dt oder
• 3. nur die Nutzraumtemperatur Ti (als Sollwertsignal).

Die Bildung des Sollwertes W1 erfolgt dabei in einem Funktionsgenerator 62, in dem die Umge­ bungstemperatur Tu, die Innentemperatur des Nutzraumes Ti sowie ggf. ein vorwählbarer Wert W2 eingegeben werden; dabei ist es auch möglich, Funktionsgenerator 62, Regler bzw. Stell­ glied 56 in Form eines programmgesteuerten digitalen Reglers zu realisieren. Weiterhin ist es möglich, den Sollwert W1 nach einer Zeitplanvorgabe zu beeinflussen, welches ebenfalls in Funktionsgenerator 62 geschieht.

Es ist somit vorteilhafterweise möglich, das Temperiergerät oberhalb der Umgebungstempera­ tur Tu automatisch mit Hilfe der Regelung mit natürlicher Konvektion im Nutzraum zu betreiben.

Darüber hinaus ist auch der Einsatz eines Reglers 56 in einer geschlossenen Regelschleife möglich, wobei die über Sensor S2 ermittelte Innenraumtemperatur Ti als Istwertsignal X2 dem Eingang des Reglers 56 zugeführt wird, wobei Istwertsignal X2 mit einem Sollwertsignal W1 verglichen wird, das von dem Funktionsgenerator 62 abgegeben wird; im Funktionsgenerator 62 werden die Kriterien für das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Nutzraumzirkulation sowie die Stärke der Zirkulation den aus dem bereits eingangs unter den Punkten 1., 2. und 3. diskutier­ ten Parametern ermittelt. Sobald eine Regelabweichung X2-W1 am Eingang des Reglers 56 auftritt, wird über dessen Ausgang 59 Stellsignal Y1 an den Steuereingang 61 des Antriebsmo­ tors 51 für den Ventilator 21 gegeben, wobei erhebliche Abweichungen der Innentemperatur, d. h. bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Regelabweichung zusätzlich Kühl- bzw. Heizmaßnahmen mittels der in den Kühlbereichen 8 bzw. Heizbereichen 20 ange­ ordneten Kühl- bzw. Heizelemente erforderlich macht.

Anhand Fig. 3b ist eine weitere vorzugsweise eingesetzte Regelung des Ventilators 21 näher erläutert, wobei lediglich Innengehäuse 9, Ventilator 21 mit Antriebsvorrichtung 51 sowie Strö­ mungsleitvorrichtung 23 symbolisch dargestellt sind. Zur Berücksichtigung bzw. Kontrolle einer eventuellen Temperaturschichtung im Nutzraum werden in einer weiterführenden Anordnung zwei Temperatursensoren 52, 53 im Inneren des Nutzraumes 9 im Abstand zueinander ange­ ordnet (Temperaturprofil im Inneren des Nutzraumes). In der Praxis wird das Temperaturprofil anhand einer Vielzahl solcher Temperatursensoren ermittelt, woraus sich die Geräte- Charakteristika des beispielhaften Diagramms gemäß Fig. 3c ergibt; jedoch reicht für die prin­ zipielle Erläuterung ein Ausführungsbeispiel mit einem Temperatursensor bzw. zwei Tempera­ tursensoren aus.

Die Temperatursensoren 52, 53 sind über Leitungen 54, 55 mit dem Eingang des Reglers 56 verbunden, in dem die Temperaturdifferenz im Inneren des Innenraumes ausgewertet wird; weiterhin ist ein Temperatursensor 57 zur Messung der Umgebungstemperatur über Leitung 58 mit einem Eingang des Reglers 56 verbunden.

Der Ausgang 59 des Reglers 56 ist über Leitung 60 mit dem Eingang 61 der Antriebsvorrich­ tung 5 für den Ventilator verbunden; darüber hinaus werden von Regler 56 selbstverständlich auch die üblichen Regelfunktionen eines Kühl-Brutschrankes, d. h. Ansteuerung der Heiz- und Kühlelemente vorgenommen.

Die von den Sensoren 52, 53 und 57 in den Regler geführten Meßsignale werden mit X2, X3 (für Innenraumtemperatur Ti) und Z (für Umgebungstemperatur Tu) bezeichnet, während das vom Regler 56 über Ausgang 59 geführte Stellsignal für Ventilator 21 mit Y bezeichnet ist.

Regler 56 dient zur Durchführung der eingangs erläuterten Innenraumzirkulation, wobei für die Drehzahl des Ventilators 21 zur Innenraumzirkulation hier ebenfalls die Temperaturdifferenz zwischen Nutzraumtemperatur Ti (ohne Berücksichtigung einer inneren Temperaturdifferenz ΔTi) und der Umgebungstemperatur Tu dient oder der zeitliche Verlauf der Innenraumtempera­ tur dTi/dt als Kriterium vorgesehen ist, oder lediglich die Innenraumtemperatur Ti als fester Wert definiert wird.

Anhand der Fig. 3c wird nun beispielsweise der Betrieb des Ventilators zum Ausgleich einer Temperaturdifferenz ΔTi zwischen den Temperaturen Ti1 (mittels Sensor 52 gemessen) und Ti2 (mittels Sensor 53 gemessen) erläutert. Bei einer angestrebten Nutzraum-Temperatur von +4°C ist beispielsweise eine Lüfterdrehzahl von n = 600/min in Pkt Y1 erforderlich, um eine Tempe­ raturdifferenz von beispielsweise höchstens ±1 K zu erzeugen; wird dagegen eine Temperierung des Nutzraums im Bereich einer üblichen Raumtemperatur von ca. 25°C angestrebt (Punkt Y2'), dann sorgt die verhältnismäßig hohe Lüfterdrehzahl von 600 U/min für eine sehr geringe räum­ liche Temperaturdifferenz von beispielsweise ±0,3K; es ist dann möglich, unter Inkaufnahme einer Temperaturdifferenz von ±1 K die Lüfterdrehzahl auf (300 U/min) abzusenken (Punkt Y2); hieraus ergibt sich vorteilhafterweise eine Reduzierung der Verdunstung, da weniger ungesät­ tigte Luft an die zu behandelnden Objekte bzw. Proben herangeführt wird. Die Umgebungstem­ peratur ist dabei mit Tu, die allgemeine Innenraumtemperatur mit Ti (bzw. Ti1 und Ti2) bezeich­ net; die räumliche Temperaturdifferenz im Innenraum weist das Symbol ΔTi auf. Besteht gemäß Fig. 3b beispielsweise bei einer Innenraumtemperatur Ti von 4°C eine Temperaturdifferenz von Ah (ATi = Ti1-Ti2) von 1 K so wird mit Y1 ein Stellsignal zu einer hohen Ventilatordrehzahl von beispielsweise von 600 U/min ausgegeben; nähert sich gemäß dem Diagramm der Fig. 3c dagegen die gewünschte Innenraumtemperatur einer angenommenen Umgebungstemperatur Tu von 25°C, entsteht eine geringere Differenz ΔTi von beispielsweise nur noch 0,3 K, sofern die bisherige Drehzahl (600 U/min) mit Y' gemäß Kurve A beibehalten wird. In diesem Falle kann ein Stellsignal Y2 für eine verringerte Drehzahl von beispielsweise 300 U/min entlang der Kennlinie B ausgegeben werden; es ist jedoch auch möglich - beispielsweise bei einer er­ wünschten Aufheizung des Innenraumes 9 - auf den Ventilatorbetrieb völlig zu verzichten, da die beispielsweise ab 25° einsetzende Erwärmung mittels der unterhalb des Innenraumes be­ findlichen Heizelemente eine gleichmäßige Temperierung ermöglicht, so daß auf zusätzliche Maßnahmen zur "Zwangskonvektion" verzichtet werden kann und der Ventilator 21 abgeschal­ tet wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, Regler 27 für die Temperaturregelung und Regler bzw. Steuereinrichtung 56 für den Ventilatorbetrieb in einer gemeinsamen Regelvor­ richtung zusammenzufassen, wobei sich auch eine Vereinfachung hinsichtlich der eingesetzten Temperatur-Sensoren ergibt.

In der Praxis wird als Regler bzw. Regelvorrichtung ein programmierbarer Digitalrechner auf der Basis eines Mikroprozessors eingesetzt.

Claims (33)

1. Verfahren zur Regelung der Temperatur im Innenraum eines Temperiergerätes, wobei die Temperatur (Ti) durch einen im Innenraum angeordneten Temperatursensor ermittelt und mit einer Führungsgröße als Temperatursollwert (Tw) verglichen wird und bei Regelabwei­ chung (Tw-Ti) die Temperierung des Innenraums mittels Eingriff in den Betrieb einer Heiz­ vorrichtung oder eines mit einem Kompressor verbundenen Wärmeaustauschers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Umgebung des Gerätes wenigstens zeit­ weise durch einen zusätzlichen Temperatursensor erfaßt wird, wobei ein daraus abgeleite­ tes Signal bei der Entscheidung über den Betrieb von Heizvorrichtung oder Kompressor be­ rücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatur-Grenzwert (Tg) gebildet wird, der sich aus der Summe des Werts der Umgebungstemperatur (Tu) und ei­ nem vorgegebenen Parameter (Tp) zusammensetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Innenraum­ temperatur (Ti) mittels Betrieb der Heizvorrichtung bei abgeschaltetem Kompressor erfolgt, solange der Temperatursollwert (Tw) oberhalb des Grenzwertes (Tg) liegt und/oder ein Wärmeeintrag erforderlich ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unter­ schreiten des Grenzwertes (Tg) durch den Temperatursollwert (Tw) und/oder bei Erfordernis eines Wärmeaustrages die Regelung der Innenraumtemperatur bei abgeschalteter Heizvor­ richtung mit Hilfe des von einem Kühlmittel im Kompressorbetrieb durchströmten Wär­ meaustauschers durch Ansteuerung wenigstens eines Ventils erfolgt, wobei durch Ventil- Steuerung alternierend ein komprimiertes gasförmiges oder ein flüssiges Kühlmittel in den Wärmeaustauscher einleitbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß komprimiertes gasförmiges und flüssiges Kühlmittel zyklisch alternierend in den Wärmetauscher geleitet wird, falls die Regelabweichung (Tw-Ti) wenigstens näherungsweise bei Null liegt und der Temperatursollwert (Tw) unterhalb des Grenzwertes (Tg) liegt oder falls ein Wärmeaustrag erforderlich ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unter­ schreiten der Umgebungstemperatur (Tu) durch den Temperatursollwert (Tw) bei einer Re­ gelabweichung (Tw-Ti)<0 im wesentlichen ein flüssiges Kühlmittel in den Wärmeaustau­ scher geleitet wird, bis die Regelabweichung wenigstens näherungsweise Null ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Kompressorbetriebes eine Zwangskonvektion im Innenraum erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangskonvektion durch einen zum Innenraum gewandten Ventilator erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator durch einen Elek­ tromotor angetrieben wird, dessen Drehzahl verstellbar ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur (Ti) und/oder der Umgebungstemeratur (Tu) und/oder des Temperatursollwertes (Tw) eingestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Venti­ lators in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kompressors eingestellt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangs­ konvektion während des Betriebes der Heizvorrichtung unterbrochen werden kann.

13. Temperier-Gerät, insbesondere Wärme- oder Brutschrank, mit Innenraum, der von einem Innengehäuse (9) mit verschließbarer frontseitiger Öffnung (15) umgeben ist, wobei zwi­ schen Innengehäuse (9) und Außengehäuse (1) des Geräts Zwischenräume mit nach au­ ßen gerichteter thermischer Isolierung vorgesehen sind, die jeweils Heiz- oder Kühlbereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühl-Bereich (8) eine an ein mit Kompressor (36) versehenes Kühlaggregat angeschlossene Kühleinheit (10) mit einem flächenhaften Wärmeaustauscher als Verdampfer (11) aufweist, wobei der Verdampfer (11) wenigstens einen Strömungskanal mit einer vorgegebenen Strömungsrichtung entlang wenigstens einer Wand des Innengehäuses (9) bildet und wobei der Kühlbereich (8) gegenüber dem Heizbe­ reich (20) thermisch isoliert ist.

14. Temperier-Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz-Bereich (20) im Bodenbereich und/oder im Seitenbereich unterhalb bzw. seitlich des Innengehäuses (9) an­ geordnet ist, während der Kühlbereich (8) außerhalb des Bodenbereichs des Innengehäu­ ses (9) angeordnet ist.

15. Temperier-Gerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenge­ häuse einen im Wesentlichen quaderförmigen Innenraum mit einer der frontseitigen Öffnung (15) gegenüberliegenden Rückwand (18) umschließt, wobei der Verdampfer (11) im Bereich wenigstens einer Wand der Rückseite (7) und/oder der Oberseite (5) und/oder einer Seiten- Wand (3, 4) des Gehäuses angeordnet ist.

16. Temperier-Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (11) im Innengehäuse (9) außerhalb des Bodenbereichs angeordnet ist.

17. Temperier-Gerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (11) über einen thermisch gut leitenden Werkstoff mit der nach außen gerichteten Seite we­ nigstens einer Wand des Innengehäuses durch flächenhaften thermischen Kontakt verbun­ den ist.

18. Temperier-Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch gut leiten­ des Material Aluminium eingesetzt ist.

19. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens eine mit dem Verdampfer (11) verbundene Wand auf ihrer zum Inneren des Nutz­ raums gerichteten Fläche einen Ventilator (21) aufweist.

20. Temperier-Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (21) zwi­ schen der Innenseite der Wand und einer zum Inneren des Nutzraums gerichteten Strö­ mungs-Leitvorrichtung (23) angeordnet ist.

21. Temperier-Gerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (21) im zentralen Bereich der Innenseite einer Wand des Innengehäuses angeordnet ist.

22. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator einen Antriebsmotor aufweist, der mit einem Regler oder Steuergerät verbunden ist.

23. Temperiergerät nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Kompressors (36) ein Betrieb des Ventilators (21) vorgesehen ist.

24. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens zwischen dem Bodenbereich und/oder Seitenbereich des Innengehäuses und dem des Außengehäuses jedoch innerhalb des Außengehäuses, Heizelemente (16) angeordnet sind, wobei die Heizelemente (16) von außen an das Innengehäuse (9) angebracht sind und Wärmeenergie direkt durch Wärmeleitung und indirekt über einen das Innengehäuse (9) teilweise umgebenden Luftmantel durch Wärmeübergang in den Innenraum zuführbar ist.

25. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der als Wärmeaustauscher dienende Verdampfer (11) ausgangsseitig mit dem Eingang (38) ei­ nes Kompressors (36) und eingangsseitig mit einem Magnetventil (31) verbunden ist, das mit Hilfe eines von Regler (27) abgegebener Stell-Signals (Y_t1) ansteuerbar ist, wobei das Magnetventil (31) an den Ausgang (39) des Kompressors (36) angeschlossen ist.

26. Temperier-Gerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (11) eingangsseitig zusätzlich an ein Expansionsorgan (32) angeschlossen ist, das über einen Verflüssiger (33) mit dem Ausgang (39) des Kompressors (36) verbunden ist.

27. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Regler (27) ein Dreipunkt-Regler eingesetzt ist, dessen Eingang (28) einen Vergleicher (26) zur Differenzwertbildung zwischen einem von einem Temperatur-Sensor (24) im Nutzraum (14) abgegebenen Temperatur-Signal (Ti) und einem Sollwert (Tw) aufweist, wobei der Dif­ ferenzwert (Ti-Tw) die Regelabweichung bildet.

28. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang (42) des Reglers (27) ein Stellsignal (Y_t2) zur Ansteuerung von Heizelementen (16) anliegt, solange der Temperatur-Sollwert (Tw) oberhalb eines Temperatur-Grenzwertes (Tg) liegt und (Tw-Ti)<0 gilt, daß am Ausgang (41) des Reglers (27) ein Stellsignal (Y_t1) zur In­ betriebnahme des Kompressors (36) und zur Ansteuerung des Magnetventils (31) abgege­ ben wird, sofern der Temperatursollwert (Tw) unterhalb des Temepraturgrenzwertes (Tg) liegt oder falls ein Wärmeaustrag erforderlich ist, wobei der Temperatur-Grenzwert (Tg) sich aus der Summe des Wertes der Umgebungstemperatur (Tu) und einem vorgegebenen Pa­ rameter (Tp) zusammensetzt.

29. Temperiergerät nach Anspruch 28, daß während des Kompressor-Betriebes das Magnet­ ventil (31) bei Anliegen eines Steuersignals (Y_t1)) geschlossen ist, so daß für das Kühlmittel ein einziger Kreislauf aus Verdampfer (11) als Wärmeaustauscher, Kompressor (36), Ver­ flüssiger (33) und Expansionsorgan (32) ergibt.

30. Temperiergerät nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß während des Kompressor-Betriebes bei Wegfall eines Steuersignals (Y_t1) das Magnetventil (31) geöffnet ist, so daß sich im Bypass ein zusätzlicher Zweig für den Kreislauf des Kühlmittels ergibt, der nur aus Verdampfer (11) und Kompressor besteht.

31. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Reg­ ler-Ausgang (41) über einen Verstärker (30) mit dem Steuereingang eines Magnet-Ventils (31) vom Öffnertyp verbunden ist.

32. Temperier-Gerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker (30) ein Relais oder ein steuerbarer elektronischer Schalter eingesetzt ist.

33. Temperier-Gerät nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß Reg­ ler-Ausgang (42) über einen Verstärker (29) mit wenigstens einem Heizelement (16) ver­ bunden ist.