CN106891695B - 一种ptc加热器及除霜器 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术中PTC加热器导致出风温度温差大的问题，本发明提供了一种PTC加热器，包括并排设置的多个PTC加热条，相邻两个PTC加热条之间具有供气流通过的通风间隙；所述PTC加热条上设置有多个PTC陶瓷片，所述多个PTC陶瓷片沿PTC加热条的长度方向依次设置；所述PTC加热条上，沿其长度方向，位于中间区域的PTC陶瓷片的额定工作温度低于边缘区域PTC陶瓷片的额定工作温度。同时，本发明还公开了采用上述PTC加热器的除霜器。本发明提供的PTC加热器中，PTC加热条内采用不同额定工作温度的PTC陶瓷片，并且对不同额定工作温度的PTC陶瓷片进行合理分布，实现PTC加热器工作过程中，PTC加热器表面温度更均一，温差更小。

Description

一种PTC加热器及除霜器

技术领域

本发明涉及一种PTC加热器及除霜器。

背景技术

传统燃油汽车的空调供暖系统通常以尾气余热或发动机冷却循环水的余热作为热源并引入热交换器，将送风机送来的空气与热交换器进行热交换，加热后的空气送入车内，达到供暖、除雾、除霜以及为其他需要热源的部件加热的目的。然而，随着纯电动车和混合动力车的应用，特别是对于纯电动车来说，其工作时没有足够的余热供汽车内部采暖，此外，冬天极冷的环境下，汽车启动前需要除霜以及除雾，现有一般利用含有加热装置的除霜器来达到目的。

除霜器一般包括除霜器壳体，位于壳体内的鼓风机和加热装置，及位于壳体表面的出风口，鼓风机鼓出的冷风，通过加热装置加热后，通过出风口吹出，出风口吹出的暖风到前挡风玻璃，达到除霜效果，现有的鼓风机的鼓风口一般位于鼓风机的一表面的左、右上角，导致吹到加热装置上的风速不均匀，吹到加热装置的左上角与右上角的风较强，风速较大，吹到加热装置的中间部分及下部分的风速较小，且加热装置一般为PTC加热器，体积较小，更是加大了这一差距，不仅导致PTC加热器发热不均匀，影响PTC加热器的使用寿命；而且在PTC加热器功率一定时，除霜器出风口的风速与出风的温度成反比，风速越高出风口温度越低，出风口温度的不一致造成挡风玻璃各个区域除霜效果不一致，出风口温度高的除霜效果较好，出风口温度低的除霜器效果较差，因此，除霜效果和除霜面积均不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中PTC加热器导致出风温度温差大的问题，提供一种PTC加热器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种PTC加热器，包括并排设置的多个PTC加热条，相邻两个PTC加热条之间具有供气流通过的通风间隙；所述PTC加热条上设置有多个PTC陶瓷片，所述多个PTC陶瓷片沿PTC加热条的长度方向依次设置；所述PTC加热条上，沿其长度方向，位于中间区域的PTC陶瓷片的额定工作温度低于边缘区域PTC陶瓷片的额定工作温度。

发明人发现，同一个PTC加热条中采用的是同一种额定工作温度的PTC陶瓷片，但由于PTC加热器的热量是依靠鼓风机吹风散带出来的，如鼓风机吹到PTC加热器的风速不均匀，有风速差的情况下会导致PTC加热器表面发热不均匀，从而导致出风温度温差较大，经过PTC加热器表面风速小的区域出风温度会偏高。

本发明提供的PTC加热器中，PTC加热条上设置有不同额定工作温度的PTC陶瓷片，并且根据实际使用情况，位于中间区域的PTC陶瓷片的额定工作温度低于边缘区域PTC陶瓷片的额定工作温度。在经过PTC加热器表面风速较小的中间区域，采用额定工作温度较低的PTC陶瓷片，而风速较大的边缘区域采用额定工作温度较高的PTC陶瓷片。根据流经PTC散热器表面的气流风速分布，对应设置不同额定工作温度的PTC陶瓷片，从而减小出风温度温差大的问题。

进一步的，将内部所有PTC陶瓷片额定工作温度相同的对比PTC加热器，在工作时的中间区域表面温度与边缘区域表面温度的温差即为T℃；所述中间区域的PTC陶瓷片的额定工作温度相对于所述边缘区域PTC陶瓷片的额定工作温度低T℃。

进一步的，所述PTC加热条上，从PTC加热条中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，PTC陶瓷片的额定工作温度递增。

进一步的，所述PTC加热条上，从PTC加热条中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻两个PTC陶瓷片的额定工作温度温差等梯度递增。

进一步的，所述PTC加热条上包括多个发热组，每个发热组内具有多个额定工作温度相同的PTC陶瓷片；所述PTC加热条上，从PTC加热条中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻发热组内PTC陶瓷片的额定工作温度递增。

进一步的，所述PTC加热条上，从PTC加热条中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻发热组内PTC陶瓷片的额定工作温度温差等梯度递增。

同时，本发明还提供了一种除霜器，包括外壳、位于外壳内的鼓风机、风道、如前所述的PTC加热器及位于外壳表面的排风口；所述鼓风机上具有鼓风口；所述风道的进风口与所述鼓风口相对，所述风道的出风口与所述PTC加热器相对；所述排风口位于所述PTC加热器的远离所述风道出风口的一侧，以将流经所述PTC加热器的气流排出。

进一步的，所述风道包括壳体，所述壳体包括两两封接的上壳、左壳、下壳及右壳；从进风口到出风口的方向上，所述左壳及右壳均向内倾斜；所述左壳与垂直面的夹角为10°-34°；所述右壳与垂直面的夹角为10°-34°。从进风口到出风口的方向上，所述上壳向内倾斜，所述下壳向外倾斜；所述上壳与水平面的夹角小于10°；所述下壳与水平面的夹角为40°-52°。

进一步的，所述风道包括风道壳体，所述壳体内部还设有左扇片、右扇片、上扇片和下扇片；从进风口到出风口的方向上，所述左扇片及右扇片均向内倾斜；所述左扇片与垂直面的夹角为30°-45°；所述右扇片与垂直面的夹角为30°-45°；从进风口到出风口的方向上，所述上扇片及下扇片均向下壳倾斜；所述上扇片与水平面的夹角为10°-50°；所述下扇片与水平面的夹角为10°-50°。

通过上述设置于壳体内部的扇片对气流的导向作用，调整气流风速，使流经上述风道的气流更好的与上述PTC加热器进行配合，从而使出风温度更均一。

进一步的，所述鼓风机包括电机和两个鼓风口；所述两个鼓风口位于电机两侧；所述两个鼓风口均与所述进风口相对，并且两个鼓风口分别位于进风口长度方向的两端。

附图说明

图1是本发明中除霜器的主视图；

图2是本发明中除霜器的鼓风机的立体图；

图3是本发明中除霜器的风道的仰视图；

图4是本发明中PTC加热器的结构示意图；

图5是本发明中PTC加热器的PTC加热条的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、鼓风机；11、电机；12、鼓风口；2、固定架；3、风道；31、壳体；32、上扇片；33、下扇片；34、左扇片；35、右扇片；4、PTC加热器；41、PTC加热条；42、通风间隙；43、PTC陶瓷片；5、绝缘固定块；6、金属支架；7、排风口；8、外壳。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明提供的除霜器的结构。该除霜器具体包括外壳8、位于外壳8内的鼓风机1、风道3、PTC加热器4及位于外壳8表面的排风口7。其中，对于上述外壳8，本发明没有限制，可以为本领域技术人员公知的各种除霜器外壳8，例如可以为钣金方形壳体31等。

其中，本发明优选除霜器包括位于外壳8内的与外壳8相连接的固定架2，鼓风机1通过固定架2固定于外壳8内，防止鼓风机1在汽车行驶中因震动而位移。固定架2的形状、结构等可以采用常用的形状结构等，其与外壳8的连接也可以采用常规连接等，在此不再赘述。其材料可以采用金属等。

鼓风机1的具体结构参见图2。鼓风机1具有用于产生气流的电机11，同时鼓风机1上设有鼓风口12，鼓风机1中的产生的气流通过鼓风口12吹出。对于鼓风口12的个数，本发明没有限制，可以根据需要进行设计，可以为一个，也可以为多个，其位置也可以根据需要进行设计。

本实施方式中，鼓风机1具有两个鼓风口12，两个鼓风口12位于鼓风机1的同一表面上，并且两个鼓风口12位于电机11的两侧，电机11工作过程中产生的气流同时从两个鼓风口12吹出。

可以理解的，上述鼓风机1通过固定架2固定于外壳8内时，鼓风机1的鼓风口12朝上与位于鼓风机1上方的风道3的进风口相对。

如图1所示，风道3固定于外壳8内，风道3的进风口朝下与鼓风机1的两个鼓风口12相对，风道3的出风口朝上与PTC加热器4相对。

其中，风道3的具体结构如图3所示。

风道3包括壳体31，壳体31包括两两封接的左壳、上壳、右壳及下壳，左壳、上壳、右壳及下壳的连接本发明没有限制，可以一体成型，也可以采用常用的固定连接方式连接固定，其中，左壳、上壳、右壳及下壳的大小本发明没有限制，具体的，本实施例中，优选，上壳较小。上述风道3四周闭合，两端开口，分别形成进风口和出风口。

本实施例中，鼓风口12包括两个，分别位于鼓风机1一表面的两侧，优选，从进风口到出风口的方向上，左壳及右壳分别向风道3内部倾斜，将两侧的强风收拢，均匀的吹到PTC加热器4上，特别是使PTC加热器4的中心部分气流速度更快。较佳情况下，优选，左壳与垂直面的夹角为10°-34°；右壳与垂直面的夹角为10°-34°，本实施例中，具体的左壳与垂直面的夹角为22°，右壳与垂直面的夹角为22°。本实施例中，具体的鼓风口12分别位于鼓风机1一表面的左上角与右上角，进一步优选，风道3从进风口到出风口的方向上，上壳向内倾斜，下壳向外倾斜，使体积较小的PTC加热器4的下部区域气流速度更高，较佳情况下，优选，上壳与水平面的夹角小于10°，下壳与水平面的夹角为40°-52°，本实施例中，具体的上壳与水平面的夹角为4°，下壳与水平面的夹角为46°。

上述结构下，进风口小于出风口。

较佳情况下，优选，壳体31内部还设有扇片，扇片可活动调节也可固定。本发明对扇片的形状和材质没有限制。

优选，扇片包括若干左扇片34及右扇片35，将风道3从左壳到右壳从竖直方向分隔成若干部分。其中，对于左扇片34、右扇片35的个数，本发明没有限制，可以为一个也可以为多个，本实施例中具体分别设置一个左扇片34和右扇片35，将风道3从左壳到右壳从竖直方向分隔成三部分。其中，左扇片34、右扇片35的大小本发明没有限制，可以比左壳、右壳稍小，本实施例中具体的左扇片34、右扇片35的上、下两端分别连接在上壳、下壳上，前端出风口处，后端向进风口延伸。优选，从进风口到出风口的方向上，左扇片34及右扇片35分别向风道3中心倾斜，将两侧的强风收拢。较佳情况下，优选，左扇片34与垂直面的夹角为30°-45°，右扇片35与垂直面的夹角为30°-45°，本实施例中，具体的左扇片34与垂直面的夹角为37.2°，右扇片35与垂直面的夹角为37.2°。

优选，扇片还可以包括若干上扇片32及若干下扇片33，将风道3从上壳到下壳从水平方向分隔成若干部分。其中，上扇片32、下扇片33的个数本发明没有限制，可以为一个也可以为多个，本实施例中具体分别设置一个上扇片32和一个下扇片33，将风道3从上壳体31到下壳体31从水平方向分隔成三部分。其中，上扇片32、下扇片33的大小本发明没有限制，可以很小。本实施例中具体可以为上扇片32、下扇片33的大小一致，宽度在20mm-30mm，以利于提高PTC加热器4的下部的气流速度，本实施例中具体宽度可以均为25mm，上扇片32、下扇片33的左、右两端分别连接在左壳、右壳上，后端位于风道3的进风口处，前端与左扇片34和右扇片35连接。

优选情况下，从进风口到出风口的方向上，上扇片32和下扇片33均向下壳所在方向倾斜，上扇片32与水平面的夹角为10°-50°，下扇片33与水平面的夹角为10°-50°，优选上扇片32的倾斜角度大于下扇片33的倾斜角度，本实施例中，具体的上扇片32与水平面的夹角为31°，下扇片33与水平面的夹角为26°。

通过上述风道3可对鼓风机1两个鼓风口12吹出的气流进行调整，从而更好的与本发明提供的PTC加热器4进行配合，实现减小出风温差的目的。

对于上述PTC加热器4，其具体结构如图4和图5所示。

该PTC加热器4包括并排设置的多个PTC加热条41，相邻两个PTC加热条41之间具有供气流通过的通风间隙42。

多个PTC加热条41相互平行。每个PTC加热条41上均沿其长度方向设置有多个PTC陶瓷片43。重要的是，所述PTC加热条41上，沿其长度方向，位于中间区域的PTC陶瓷片43的额定工作温度低于边缘区域PTC陶瓷片43的额定工作温度。

本发明中，上述PTC陶瓷片43的额定工作温度定义为正常工作状态下PTC陶瓷片43的发热温度。

为使流过该PTC加热器4的气流温差更小，上述位于PTC发热条边缘区域PTC陶瓷片43的额定工作温度与位于PTC发热条中间区域的PTC陶瓷片43的额定工作温度的差值可根据实验具体确定。

例如，以内部所有PTC陶瓷片额定工作温度相同的PTC加热器作为对比PTC加热器。以该对比PTC加热器使用时，上述中间区域与边缘区域温度差值记为T℃。

优选情况下，本发明提供的PTC加热器4中，所述中间区域的PTC陶瓷片43的额定工作温度相对于所述边缘区域PTC陶瓷片43的额定工作温度低T℃。

由于流经PTC加热器4表面的气流流速并非突变的，为更好的实现出风温度温差小的目的，优选情况下，所述PTC加热条41上，从PTC加热条41中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，PTC陶瓷片43的额定工作温度递增。此时，相邻两个PTC陶瓷片43之间的温差可以相同，即，从PTC加热条41中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，PTC陶瓷片43的额定工作温度等梯度递增。

或者，可将PTC加热条41上的多个PTC陶瓷片43划分为多个发热组。每个发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度相同。所述PTC加热条41上，从PTC加热条41中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻发热组内PTC陶瓷片43的额定工作温度递增。从PTC加热条41中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻两个发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度之差可以相同(即等梯度递增)，也可以不同。具体可以根据实际结构和需要进行调整。

除霜器还包括位于外壳8内且与外壳8相连接的金属支架6及位于金属支架6两侧且与金属支架6相连接的用于将PTC加热器4悬挂于金属支架6上的绝缘固定块5，通过设置该绝缘固定块5防止PTC加热器4漏电。

排风口7位于外壳8的上表面，鼓风机1鼓出的冷风，通过PTC加热器4加热后，再通过排风口7散出，用于挡风玻璃的除霜，排风口7的个数没有限制，较佳情况下，本实施例中设置8个，使除霜效果更一致。

下面通过具体的测试实验数据对本发明的效果进行说明。

对比实施例，具有如图1-图5及前文所述结构的除霜器，其中，PTC发热条内的19个PTC陶瓷片43的额定工作温度全部相同。

该结构下，8个排风口7处的气流温度如表1所示。

表1

排风口编号	1	2	3	4	5	6	7	8	最大温差
										排风口温度/℃	65.1	79.4	81.6	68.5	67.6	76.2	78.4	67.8	16.5

实施例1，具有如图1-图5及前文所述结构的除霜器，其中，PTC发热条内包括19个PTC陶瓷片43，其中，分别两个端部边缘的5个(共10个)PTC陶瓷片43的额定工作温度与对比实施例中的相同，中间区域的9个PTC陶瓷片43的额定工作温度比位于边缘区域的PTC陶瓷片43的额定工作温度低16.5℃。

该结构下，8个排风口7处的气流温度如表2所示。

表2

排风口编号	1	2	3	4	5	6	7	8	最大温差
										排风口温度/℃	67.3	75.4	74.6	68.1	69.4	75.4	74.4	68.2	8.1

实施例2，具有如图1-图5及前文所述结构的除霜器，其中，PTC发热条内包括19个PTC陶瓷片43，其中，分别两个端部边缘的5个(共10个)PTC陶瓷片43的额定工作温度与对比实施例中的相同，中间区域的9个PTC陶瓷片43分为3个发热组，每个发热组内具有3个PTC陶瓷片43，每个发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度相同。分别与两个端部边缘的5个PTC陶瓷片43相邻的两个发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度相同，均比位于端部边缘的PTC陶瓷片43相邻的额定工作温度低5℃，位于最中心的发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度相同，均比相邻的发热组内的PTC陶瓷片43的额定工作温度低5℃。

该结构下，8个排风口7处的气流温度如表3所示。

表3

排风口编号	1	2	3	4	5	6	7	8	最大温差
										排风口温度/℃	68.5	72.4	72.3	67.5	68.8	72.2	71.3	67.6	4.8

从以上3个表格的数据来看，PTC加热条41内的PTC陶瓷片43的额定工作温度全部相同时，除霜器的各个出风口的最大温差为16.5℃，温差非常大。而当PTC加热条41内中间区域的PTC陶瓷片43的额定工作温度低16.5℃时，除霜器的各个出风口的最大温差仅为8.1℃，温差大大缩小。而当PTC加热条41内的PTC陶瓷片43的额定工作温度从中间区域向边缘区域以5℃的温差递增时，除霜器的各个出风口的最大温差仅为4.8℃，温差进一步缩小。

由此可见，本发明提供的PTC加热器4对降低排风口7气流温差非常有利。尤其是与本发明提供的除霜器中的风道3相结合时，效果更理想。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PTC加热器，包括并排设置的多个PTC加热条(41)，相邻两个PTC加热条(41)之间具有供气流通过的通风间隙(42)；

所述PTC加热条(41)上设置有多个PTC陶瓷片(43)，所述多个PTC陶瓷片(43)沿PTC加热条(41)的长度方向依次设置；

其特征在于，所述PTC加热条(41)上，沿其长度方向，位于中间区域的PTC陶瓷片(43)的额定工作温度低于边缘区域PTC陶瓷片(43)的额定工作温度。

2.根据权利要求1所述的PTC加热器，其特征在于，将内部所有PTC陶瓷片(43)额定工作温度相同的对比PTC加热器，在工作时的中间区域表面温度与边缘区域表面温度的温差记为T℃；

所述中间区域的PTC陶瓷片(43)的额定工作温度相对于所述边缘区域PTC陶瓷片(43)的额定工作温度低T℃。

3.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其特征在于，所述PTC加热条(41)上，从PTC加热条(41)中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，PTC陶瓷片(43)的额定工作温度递增。

4.根据权利要求3所述的PTC加热器，其特征在于，所述PTC加热条(41)上，从PTC加热条(41)中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻两个PTC陶瓷片(43)的额定工作温度温差等梯度递增。

5.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其特征在于，所述PTC加热条(41)上包括多个发热组，每个发热组内具有多个额定工作温度相同的PTC陶瓷片(43)；

所述PTC加热条(41)上，从PTC加热条(41)中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻发热组内PTC陶瓷片(43)的额定工作温度递增。

6.根据权利要求5所述的PTC加热器，其特征在于，所述PTC加热条(41)上，从PTC加热条(41)中间区域沿其长度方向到其两端的方向上，相邻发热组内PTC陶瓷片(43)的额定工作温度温差等梯度递增。

7.一种除霜器，其特征在于，包括外壳(8)、位于外壳(8)内的鼓风机(1)、风道(3)、如权利要求1-6中任意一项所述的PTC加热器(4)及位于外壳(8)表面的排风口(7)；

所述鼓风机(1)上具有鼓风口(12)；

所述风道(3)的进风口与所述鼓风口(12)相对，所述风道(3)的出风口与所述PTC加热器(4)相对；

所述排风口(7)位于所述PTC加热器(4)的远离所述风道(3)出风口的一侧，以将流经所述PTC加热器(4)的气流排出。

8.根据权利要求7所述的除霜器，其特征在于，所述风道(3)包括壳体(31)，所述壳体(31)包括两两封接的上壳、左壳、下壳及右壳；

从进风口到出风口的方向上，所述左壳及右壳均向内倾斜；所述左壳与垂直面的夹角为10°-34°；所述右壳与垂直面的夹角为10°-34°；

从进风口到出风口的方向上，所述上壳向内倾斜，所述下壳向外倾斜；所述上壳与水平面的夹角小于10°；所述下壳与水平面的夹角为40°-52°。

9.根据权利要求8所述的除霜器，其特征在于，所述风道(3)包括风道(3)壳体(31)，所述壳体(31)内部还设有左扇片(34)、右扇片(35)、上扇片(32)和下扇片(33)；

从进风口到出风口的方向上，所述左扇片(34)及右扇片(35)均向内倾斜；所述左扇片(34)与垂直面的夹角为30°-45°；所述右扇片(35)与垂直面的夹角为30°-45°；

从进风口到出风口的方向上，所述上扇片(32)及下扇片(33)均向下壳倾斜；所述上扇片(32)与水平面的夹角为10°-50°；所述下扇片(33)与水平面的夹角为10°-50°。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的除霜器，其特征在于，所述鼓风机(1)包括电机(11)和两个鼓风口(12)；

所述两个鼓风口(12)位于电机(11)两侧；

所述两个鼓风口(12)均与所述进风口相对，并且两个鼓风口(12)分别位于进风口长度方向的两端。