CN111279789A - 特别用于机动车辆的空调壳体的加热装置 - Google Patents

特别用于机动车辆的空调壳体的加热装置 Download PDF

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Abstract

一种加热装置(1)，特别用于机动车辆的空调壳体，其特征在于，所述装置(1)包括加热模块(2)，所述加热模块(2)构造成使用在所述模块(2)中流通的电流来加热空气流，所述加热模块(2)限定多个区域(7、8)，每个区域(7、8)能够沿所述机动车辆的乘客舱的一部分的方向加热空气流，所述区域(7、8)中的每个包括多个加热元件(3)，并且其中，所述区域(7、8)中的至少一个包括的加热元件(3)的数量不同于所述区域(7、8)中的另一个的加热元件(3)的数量。

Description

特别用于机动车辆的空调壳体的加热装置
技术领域
本发明涉及一种加热装置，特别地用于车辆的空调壳体。
背景技术
已知设计为集成到车辆空调壳体中的电加热装置。这些或者是内燃机车辆中的附加散热器，其与传热流体流过的散热器相结合，或者是电动或混合动力车辆中的主散热器。
这种加热装置可以包括支撑框架，该支撑框架一方面容纳包括彼此平行布置的加热元件的加热体且另一方面容纳从连接端子向加热元件供电的电轨道。更复杂的加热装置还包括用于控制对加热元件供电的电流的装置。
加热装置非常耗能，因此代表很大的能耗项目。因此，机动车辆制造商试图减少加热装置消耗，以减少配备有内燃机的车辆的燃料消耗或增加配备有电动或混合动力发动机的车辆的里程(range)。
申请人已经意识到，同一机动车辆中的乘客对被加热空气的要求并不相同。在汽车内部的给定温度下，驾驶员不会像其他更敏感的乘客那样感到冷。
已知的加热装置连续消耗相同的能量，无论对于给定的空气温度是将加热的空气用于坐在机动车辆的汽车内部的一个人还是一个以上的人，这都会导致能量损失，因为无缘无故地加热了空气。
发明内容
本发明的目的是至少部分地消除上述缺点，并且为此提出一种特别用于机动车辆的空调壳体的加热装置，其中该装置包括加热模块，该加热模块构造成使用在所述模块中流通的电流来加热空气流，所述加热模块限定多个区域，每个区域能够沿所述机动车辆的汽车内部的一部分的方向加热空气流，所述区域中的每个包括多个加热元件，并且其中所述区域中的至少一个包括的加热元件的数量不同于所述区域中的另一个的加热元件的数量。
这种加热装置的优点在于通过减少电力消耗来节省能量，特别是当车辆包括电动或混合动力车辆的推进发动机时增进更大的范围。
根据本发明的可以一起地或分开采取的其他特征：
-该装置，其中它包括至少两个区域，即设计成加热沿驾驶员方向的空气流的第一区域和设计成加热沿机动车辆的前排乘客方向的空气流的第二区域；
-该装置，其中第一区域包括数量为N1的加热元件，而第二区域包括数量为N2的加热元件，其中数量N1小于数量N2；
-该装置，其中加热元件具有取决于所述加热元件的温度的电阻器；
-该装置，其中加热元件是正温度系数加热元件；
-该装置，其中加热元件布置在条中，每个区域包括多个条；
-该装置，其中每个条被彼此独立地控制；
-该装置，其中同一区域的条被控制成使得在同一区域的每个条中输送电压和相同的电流；
-该装置，其中第一区域的每个条包括加热元件和至少一个非加热元件；
-该装置，其中一个条的非加热元件布置成与另一个条的加热元件相邻；
-该装置，其中第二区域的每个条包括五个加热元件；
-该装置，其中第一区域包括三个条；
-该装置，其中：
o第一区域的第一条包括四个加热元件，其后跟着一个非加热元件，
o第一区域的第二条与第一条相邻并且包括一加热元件，其后是两个非加热元件，其后是两个加热元件，
o第一区域的第三条与第二条相邻并且与第一条相同。
附图说明
通过阅读以下由非限制性示例给出并参考附图的描述，将更好地理解本发明并且本发明的更多细节、特征和优点将变得显而易见，附图以正视图示意性地示出了根据本发明的加热装置。
具体实施方式
如图所示，本发明涉及一种加热装置1，特别地用于机动车辆空调壳体。
所述装置1包括加热模块2，该加热模块2构造成使用流通通过所述加热模块2的电流来加热空气流。所述加热模块2在此具有基本平行六面体构造，其延伸为表面。它设计成相对于待加热的空气流横向定位。
尽管未在图中详细示出，但所述加热模块2例如包括容纳一个或多个加热元件的支撑框架，所述支撑框架特别由塑料材料制成。所述加热元件包括例如具有PTC(“正温度系数”)效应的电阻器。每个加热元件有利地形成条4，该条4容纳PTC效应电阻器3或普通电阻器3，电阻器一个接一个地放置并且并联电连接。在优选实施例中，电阻器3是PTC效应电阻器。加热元件3还可包括耗散器，例如与PTC效应电阻器3处于热接触关系的散热片。耗散器特别位于所述电阻器3的任一侧。
所述装置1还包括用于分配和控制所述加热模块2中的电流的单元5、以及用于所述电流的电源连接器6，使得可以实现与机动车辆的电源的连接。
所述分配单元5有利地形成连接和分配接口，用于将加热模块2(特别是各种加热元件3)电连接至车辆的电流供应网络，例如12V DC(直流)或48V DC网络等，特别是集成车辆电池的网络。“连接和分配接口”应理解为是指分配单元5足以允许电流在加热模块2中流通，而无需在所述加热模块2中提供连接到车辆的电流供应网络的一个或多个特定端子。
所述分配单元5构造成调制为加热模块2(特别是各种加热元件)供电的电流，例如借助于受控的换向器，使得可以控制在所述加热模块2中的电流的流通。这些特别是例如MOSFET或IGBT类型的晶体管，其尤其通过脉冲宽度调制(PWM)起作用。
加热模块2和分配单元5构造成以模块化或非模块化的方式组装在一起。
根据本发明，加热模块2限定多个区域7、8。在附图所示的实施例中，加热模块2包括两个区域7、8：加热用于驾驶员的空气流的第一区域7和加热用于前排乘客(一个或多个)的空气流的第二区域8。
如上所述，加热模块2包括加热元件3。加热元件3包括可由多种材料制成的电阻器。然而，优选的材料是PTC效应陶瓷，因为这是具有正温度系数的材料并且在本发明中具有特别有利的性能。特别地，其电阻值依据其温度而变化，因此当其温度升高时电阻值增加，反之亦然。这可以有利地减少所述陶瓷的消耗。
如图所示，第一区域7包括数量为N1的加热元件3。第二区域8包括数量为N2的加热元件3。
数量N1小于数量N2。因此，与到达乘客的空气相比，用于驾驶员的空气由更少的加热元件3加热。
加热元件3布置在条4中。每个区域7、8包括多个条4。同一条4的加热元件3由条4的所有加热元件3共有的电极供电。条4的轮廓形式包括相对于彼此间隔开的加热元件3。条4还包括加热元件3共有的电极。
在同一区域7、8中输送的电流和施加到每个条4的电压是相同的。
在变型实施例中，每个条4被独立地控制。因此，施加的电流和电压在各个条4中是不同的。这使得可以有利地更精确地控制空气的加热。
在附图所示的实施例中，第一区域7的每个条4包括加热元件3和至少一个非加热元件9。
“非加热元件”应理解为是指不加热的元件，例如假陶瓷或由塑料材料制成的分离元件。然而，非加热元件9也可以是空的空间。
空的空间是特别有利的，因为它可以降低成本并且使装置1更易于制造。然而，非加热元件9，比如假陶瓷，提供了支撑框架具有改善的结构刚度的优点。
如图所示，条4的非加热元件9布置成与另一条4的加热元件3相邻。这使得可以有利地没有太大的非加热表面。实际上，太大的非加热表面可能不利于空气的热质量(heatquality)，从而驾驶员或乘客会感觉到空气流中的温度差异。
在附图所示的非限制性示例性实施例中，第一区域7和第二区域8每个包括三个条4。第二区域8的每个条4包括五个加热元件3。
在附图所示的实施例中，装置1包括第一条4，该第一条4位于第一区域7中并包括四个加热元件3，其后是非加热元件9。装置1包括第二条4，该第二条4位于第一区域7中且与第一条4相邻并包括加热元件3，其后是两个非加热元件9，其后是两个加热元件3。装置1包括第三条4，该第三条4位于第一区域7中、与第二条4相邻并且与第一条4相同。在每个条4中，加热和非加热元件3、9成排布置。
与第二区域8相比，第一区域7中的较少加热元件意味着沿驾驶员的方向的空气将被更少地加热。先验地，这似乎降低了驾驶员的舒适度。然而，申请人已经意识到，驾驶员没有以与前排乘客相同的方式感受温度。结果，第一区域7中的较少加热元件3不会降低驾驶员感觉到的热舒适性。
刚刚描述的加热装置1具有以下优点：通过减少电消耗来节省能量，尤其在车辆包括电动或混合动力车辆的推进发动机时提供更大的行程。

Claims (10)

1.一种加热装置(1)，特别地用于机动车辆的空调壳体，其特征在于，所述装置(1)包括加热模块(2)，所述加热模块(2)构造成使用在所述模块(2)中流通的电流来加热空气流，所述加热模块(2)限定多个区域(7、8)，每个区域(7、8)能够加热沿所述机动车辆的汽车内部的一部分的方向的空气流，所述区域(7、8)中的每个包括多个加热元件(3)，并且所述区域(7、8)中的至少一个包括的加热元件(3)的数量不同于所述区域(7、8)中的另一个的加热元件(3)的数量。
2.如权利要求1所述的装置(1)，其中，所述装置包括至少两个区域(7、8)，即设计成加热沿驾驶员方向的空气流的第一区域(7)和设计成加热沿机动车辆前排乘客的方向的空气流的第二区域(8)。
3.如权利要求2所述的装置(1)，其中，所述第一区域(7)包括数量为N1的加热元件(3)，而所述第二区域(8)包括数量为N2的加热元件(3)，其中数量N1小于数量N2。
4.如权利要求3所述的装置(1)，其中，所述加热元件(3)具有取决于所述加热元件(3)的温度的电阻器。
5.如权利要求4所述的装置(1)，其中，所述加热元件(3)是正温度系数加热元件。
6.如权利要求5所述的装置(1)，其中，所述加热元件(3)布置在条(4)中，每个区域(7、8)包括多个条(4)。
7.如权利要求6所述的装置(1)，其中，每个条(4)被彼此独立地控制。
8.如权利要求6所述的装置(1)，其中，同一区域(7、8)的条(4)被控制成使得在同一区域(7、8)的每个条(4)中输送电压和相同的电流。
9.如权利要求6至8中任一项所述的装置(1)，其中，所述第一区域(7)的每个条(4)包括加热元件(3)和至少一个非加热元件(9)。
10.如权利要求9所述的装置(1)，其中，一个条(4)的非加热元件(9)布置成与另一个条(4)的加热元件(3)相邻。
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