CN1972533A - 具有公差ptc加热元件的电加热装置 - Google Patents

具有公差ptc加热元件的电加热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1972533A
CN1972533A CNA2006101448561A CN200610144856A CN1972533A CN 1972533 A CN1972533 A CN 1972533A CN A2006101448561 A CNA2006101448561 A CN A2006101448561A CN 200610144856 A CN200610144856 A CN 200610144856A CN 1972533 A CN1972533 A CN 1972533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating element
ptc
ptc heating
specified
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101448561A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100589669C (zh
Inventor
弗朗茨·博伦德
库尔特·瓦尔茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Catem GmbH and Co KG
Original Assignee
Catem GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Catem GmbH and Co KG filed Critical Catem GmbH and Co KG
Publication of CN1972533A publication Critical patent/CN1972533A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100589669C publication Critical patent/CN100589669C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • B60H1/034—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from an electric heating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0435—Structures comprising heat spreading elements in the form of fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0452—Frame constructions
    • F24H3/0464—Two-piece frames, e.g. two-shell frames, also including frames as a central body with two covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0452—Frame constructions
    • F24H3/0476—Means for putting the electric heaters in the frame under strain, e.g. with springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1872—PTC
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient

Abstract

本发明使得对于具有统一加热功率的PTC加热元件的电加热装置的制造工作更为容易。为了避免具有不同偏差的PTC加热元件的选择和储存，根据本发明准备了公差PTC加热元件，该公差PTC加热元件统一地具有较低的额定加热功率，对比标准PTC加热元件，优选地，所述较低的额定加热功率是其额定加热功率的一半或三分之一。通过使用第二标准化加热元件，即公差PTC加热元件，可免除对于具有不同偏差的大量的PTC加热元件的储存，使得较便宜的制造得以实现。

Description

具有公差PTC加热元件的电加热装置
技术领域
本发明涉及电加热装置，具体的说，该电加热装置作为用于机动车辆的具有PTC加热元件的附加加热件(additional heatingelement)。
背景技术
对于机动车辆上的使用来说，特别是对于具有产生少量热能的优化消耗的发动机的机动车辆来说，需要使用附加的电加热件为乘客车厢以及发动机加热。图1中示意性地示出了在机动车辆空调系统中的这样的附加电加热件的使用。空调系统通过风扇3吸入外部空气2。吸入空气流过干燥器6、换热器7、以及电加热装置1。接着，被加热的空气4通过相应的出口装置被引导到车辆的乘客车厢内。
对于机动车辆中的附加电加热件，优选地采用PTC加热元件，其与散热元件热传导连通，用于将热量发散到吸入空气中。在加热过程中，PTC加热元件和散热元件的分层结构的整体设置通常是保持在夹紧挤压状态的，以便提高加热效率。通过夹紧，可实现PTC加热元件的高电热接触。
PTC加热元件是与温度相关的半导体电阻，当供电时PTC加热元件被加热，同时加热元件的电阻增加。由于PTC加热元件的自调节特性，可确保防止过热的发生。
在电加热件中使用的PTC加热元件由陶瓷制成并具有平坦的、通常为矩形结构的形状。电流通过彼此面对的大外部表面而供应到陶瓷盘上。同时，热量通过这些表面被散发。因此，PTC加热元件的大表面必须与相邻表面具有良好的电热连接。
电加热装置的额定加热功率是在特定标准条件下(如0℃时空气流量为300kg/h)由加热装置提供的加热功率。加热装置实际提供的加热功率源自于插入在加热装置中的PTC加热元件的加热功率的总和，而插入在加热装置中的PTC加热元件的加热功率的总和又取决于每个PTC加热元件的特有性能。
PTC加热元件通常的特征在于在25℃时的电阻值(R25数值)以及其电阻值会突然升高的温度(转变温度)。PTC加热元件的加热功率与PTC加热元件的温度-电阻特性曲线紧密相关，当处于固定电压下时，加热功率仅取决于PTC元件的(与温度相关的)电阻。因此，在上述标准条件下，对于独立PTC加热元件(其特征在于对应于R25数值的其额定值以及转变温度)，人们也可宣称“额定加热功率”。
考虑到经济上的原因，使用相同特性的(R25值和转变温度)，即相同“额定加热功率”的专有的PTC加热元件，该加热元件不对应于一种单一的加热件或特定类型的加热件，而是优选地对应于一个厂家的所有的电加热件。
通常，加热件的PTC加热元件分布成多个分离的、可选择的热台(heat stage)。每个热台被设计成实现特定额定加热功率，因而具有相应数目的PTC加热元件。
由于制造上的差异，PTC加热元件的特性特征经常与相应的额定值显著不同，因此其实际输出的加热功率与额定值显著不同。R25值的通常偏差范围在35％到50％之间。相对于装料来说，偏差的平均值与，例如，掺杂质粉末的结算量以及烧结量不同。
为了将由于制造上的不同所造成的PTC加热元件相对于其额定功率的偏差考虑在内，加热/热台的实际加热功率可在一给定公差范围内变换。在最坏的情况下，在加热/热台中，仅采用相对于其额定功率具有相同偏差量的PTC元件。在这种情况下各个偏差可相加，使得加热/热台的允许公差界线被超过或无法达到。
为了避免超过或落入公差界线以下，传统上在一个加热/热台中结合具有补偿偏差的PTC加热元件。通过这样地结合相反的偏差，可使用其偏差与加热/热台的公差相比较高的PTC加热元件。但是，这种方法的缺点是它需要进行选择和存储工作。即，首先，必须建立单一PTC加热元件的单独的偏差。进而，对于连续生产过程来说，必须储存足够大数目的不同偏差的PTC加热元件。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有改进结构的电加热件及其相应的生产过程，从而在例如流水线生产的连续生产过程中，对于根据其偏差而归类的大数目的PTC加热元件的昂贵且精细的储存工作得以去除。
利用独立权利要求的特点可实现这个目的。
本发明的特别方法是，在电加热件的生产中，除了采用具有固定标准额定加热功率的PTC加热元件之外，还采用具有一个单一的第二预定额定加热功率的PTC加热元件。由于专门地使用了仅具有两个标准额定加热功率的PTC加热元件，电加热件的大规模的生产可被明显地简化了。消除了具有特定偏差的足够大数目的PTC加热元件的预分类和储存。
根据第一方面，本发明涉及用于机动车辆的附加电加热件。该加热件包括多个热台，其每个具有至少一个PTC加热元件，该PTC加热元件具有相同的第一额定加热功率。而且，加热件包括多个散热元件，用于将所产生的热发散到流经散热元件的介质中。热台中的至少一个包含具有第二额定加热功率的公差PTC加热元件，用于相对于第一额定加热功率校正至少一个PTC加热元件的加热功率的偏差，该偏差是由于制造上的差异引起的。在这种情况下，第二额定加热功率低于第一额定加热功率。
根据第二方面，本发明涉及用于机动车辆的附加电加热件的制造工艺。在制造工艺中，组装电加热件以形成多级(level)PTC加热件和散热件的多层结构，该散热件用于将热散发到流经散热件的介质中。具有PTC加热元件的每一级具有至少一个PTC加热元件。所有的PTC加热元件都具有相同的额定加热功率。通过插入具有第二额定功率的公差PTC加热元件或通过利用具有第二额定加热功率的公差PTC加热元件来代替具有第一额定加热功率的一个PTC加热元件来校正基于PTC加热元件的第一额定加热功率而提供的一级的PTC加热元件的数目。以这种方式，至少一个PTC加热元件的加热功率相对于第一额定加热功率的偏差(该偏差是由制造上的差异造成的)在一级中得到补偿。在这种情况下，第二额定加热功率低于第一额定加热功率。
公差PTC加热元件的额定加热功率明显不同于标准PTC加热元件的额定加热功率。有利地，公差PTC加热元件的额定加热功率是标准PTC加热元件的第一额定加热功率的几分之一，优选地是第一额定加热功率的一半、三分之一、或四分之一。
公差PTC加热元件的尺寸优选地对应于标准PTC加热元件的尺寸。这使得公差PTC加热元件特别容易被整合到加热件的现有结构以及生产过程中。尤其是，可使用已经为标准PTC加热元件准备好的相同的定位装置。这里，公差PTC加热元件有利地具有与标准PTC加热元件相同的厚度，特别是还有相同的长度和/或宽度。
标准PTC加热元件的额定加热功率优选地处于50瓦特至100瓦特之间，特别是70瓦特。
电加热件优选地包括PTC加热元件和散热元件的多层结构。
优选地，一级的PTC加热元件保持在定位框架中。这里，根据本发明的特别方面，每个定位框架仅具有用于PTC加热元件实际插入的开口。为此，优选地，准备好具有用于PTC加热元件的不同数目的开口的定位框架，在生产过程中选择相应合适的定位框架。
根据另一个优选实施例，在一级的多层结构中提供用于PTC加热元件的固定数目的空间。在制造过程中，PTC加热元件不需要的空间被充以虚设元件。利用这样的结构，可容易地改变每级中的PTC加热元件的数目，并且具体地根据本发明，可增加公差PTC加热元件。
优选地，公差电加热件被设计为适于低电压操作，这意味着适于在低于大约120伏的车载电源电压下操作。
本发明的其它有利实施例是附属权利要求的主题。
附图说明
以下，结合附图参照优选实施例，对本发明进行说明。附图中：
图1是具有电加热装置的用于机动车辆的空调系统的示意图；
图2是电加热装置的第一结构形状的侧视图；
图3是根据第一结构形状的电加热装置的平面图；
图4是根据第一结构形状的电加热装置中的定位PTC加热元件所使用的定位框架；
图5是具有标准PTC加热元件、虚设元件、以及公差PTC加热元件的散热元件的透视图；
图6是根据第二结构形状的电加热装置的经部分装配的外壳壳体的透视图；
图7是根据第二结构形状的加热装置的外壳的经部分装配的壳体的进一步的透视图；
图8是根据由两个外壳壳体组装的第二结构形状的电加热装置的透视图；
图9是根据具有部分插入的弹簧元件的第二结构形状的电加热装置的透视图；
图10是具有不同结构的第二结构形状的加热装置的透视图；
图11是根据图10的加热装置的结构的进一步的透视图；
图12是根据图10的加热装置的局部透视图；
图13是电加热装置的第二结构形状的其它不同结构的透视图；
图14是具有标准PTC加热元件和公差PTC元件的图13的电加热装置的装配的变体；
图15是具有标准PTC加热元件和公差PTC元件的图13的电加热装置的装配的另一变体；以及
图16是具有标准PTC加热元件的图13的电加热装置的装配的另一变体。
具体实施方式
本发明通过使用公差PTC加热元件使得用于电加热装置连续生产的制造工艺容易进行。公差PTC加热元件补偿了加热/热台的实际加热功率的偏差，从而免除了具有偏离额定加热功率的实际加热功率的PTC加热元件的常规储存。
根据本发明的公差PTC加热元件的使用与加热装置的结构形状无关。结合图2至16，通过实例的方式描述不同加热装置的结构。加热装置的共同之处在于热寄存器，其具有PTC加热元件和散热元件的分层结构。但是，本发明的用途不限于以实例方式给出的实施例。
图2和图3中示出了特别适合于用在机动车辆中的电加热装置的第一实施例。图2示出了侧视图，图3是第一实施例的电加热装置的平面图。加热装置10具有以分层结构布置的多级11的加热元件和散热元件12的热寄存器。加热元件均相邻散热元件12布置，其中散热元件12用于将所产生的热散发到流经散热元件12的介质中。
图2和3所示的热寄存器被保持在由纵杆13和侧杆14、15组成的框架中，其中纵杆13被布置在相对侧上，侧杆14、15被布置成垂直于纵杆13。框架杆优选地由金属或塑料制成。
在图2和3所示的实施例中，侧杆15形成为在一侧开口的盒体。此盒状侧杆的开口位于与热寄存器相对的侧部。在此盒体中，控制装置可被插入，该控制装置调节各级的PTC加热元件(热台)的散热。侧杆15的开口侧由盖子关闭，该盖子在控制装置已经插入后可被放置或夹在开口上。
由控制装置分配到各个热台的能量借助于连接螺栓16被供应到加热件。此外，侧杆15装有用于外部激励的插头底座。优选地，外部控制信号通过机动车辆总线被供应。
在具有PTC加热元件的各个级11中，这些加热元件由定位装置固定。为此，在图4中示出了定位框架17。定位框架17具有与PTC元件19的数量相对应数量的开口18，PTC元件19是为相应的加热级11而设置的。因此，对于生产工艺来说，准备具有不同数目开口18的定位框架17。
根据本发明，通过采用公差PTC加热元件19a来进行加热级/热台的实际加热功率的校正。如果加热/热台的实际加热功率明显低于额定加热功率，通过附加插入的公差PTC加热元件19a，差异可得到补偿，使得总加热功率再次处于预定公差范围内。为此，使用具有用于公差PTC加热元件19a的附加开口18的定位框架17。在与额定加热功率相比为过高的实际加热功率的情况下，根据本发明，PTC加热元件19中的一个由公差PTC加热元件19a取代。如果公差PTC加热元件19a基本具有与PTC加热元件19相同的尺寸，则无需更换定位框架17。
在公差PTC加热元件19a与PTC加热元件19基本具有相同尺寸的实施例中，特别有利的是，仍然可使用常规定位框架17。因而无需具有为公差PTC加热元件特别设计的开口的附加定位框架。但是，可替换地，也可使用具有不同于PTC加热元件19的另一结构形状的公差加热元件19a。但是，在这种情况下，为了该公差PTC加热元件的使用，需要对定位框架17进行相应的调整以及对于定位框架进行附加储存。
图5示出了加热装置的可替换实施例，该加热装置可不具有定位框架。总而言之，在此实例的一个级11中，具有相同尺寸的五个部件均可被使用。根据所需额定加热功率，在此实例中，两个标准PTC加热元件19被插在中央和边缘位置，两个虚设元件19b被插在中央位置附近。而且，在另一个边缘位置使用公差PTC加热元件19a。如果无需公差PTC加热元件19a，根据热台的设计，改为插入另一个虚设元件或标准PTC加热元件。通过使用具有相同尺寸的部件，对于根据本发明的公差PTC加热元件的使用无需对装配进行调整，而仅需用公差PTC加热元件代替标准PTC加热元件或一个虚设元件。
本发明仅使用两种类型的PTC加热元件，即具有固定预定标准额定加热功率的标准PTC加热元件19以及具有相对于标准额定加热功率具有偏差的额定加热功率的公差PTC加热元件19a，但是该有偏差的额定加热功率也是预定的。标准PTC加热元件19的额定加热功率优选地是在50至100瓦特的范围内，优选地定做为大约70瓦特。
公差PTC加热元件19a优选地包括是标准PTC加热元件19的额定加热功率几分之一的额定加热功率。具体地，公差PTC加热元件19a包括大致与标准PTC加热元件19的额定加热功率的一半或三分之一相对应的额定加热功率，优选地是大约25瓦特。根据标准PTC加热元件19的实际加热功率的偏差的平均值以及被观察到的加热/热台的公差，还可确定对于公差PTC加热元件19a的较高或较低的额定加热功率。关键的是，在生产过程中，插入仅具有不同于标准PTC加热元件19的额定加热功率的一个单一额定加热功率的公差PTC加热元件。这可将附加成本、时间以及工作量保持得特别低。
为了实现具有相同外加电压的公差PTC加热元件的显著地更低的加热功率，公差PTC加热元件在其R25值以及其转变温度方面不同于标准PTC加热元件。生产厂可通过对相对于标准PTC加热元件而改变的原始材料掺杂烧结物而实现该目的。如果公差和标准PTC加热元件应具有相同几何尺寸，则特别需要不同的掺杂。
无论标准PTC加热元件19的数目是多少，每个热台最多只能插入一个单一公差PTC加热元件19a。图3中的具有PTC加热元件的每个级11可表示分离的热台。但是，几个级11也可组合以形成一个热台。在这种情况下，对于具有PTC加热元件的多个级11，即热台的级11来说，每个热台平均最多只有一个单一公差PTC加热元件被插入。
以下，将结合加热装置的其它实施例描述本发明。在图6至9中，示出了由两个塑料壳体21a、21b组装的加热件20的制造过程。这种结构的特别的优点是，在生产过程中，首先外壳壳体中的一个可被简单地装配，进而，通过放置第二壳体而完成加热件20。
图6以透视图形式示出了制造过程的第一步骤。将接触片25、散热元件23、以及邻近的PTC加热元件22插入在壳体21a中。为了便于组装，所有的组件均设置有导向轨或定位装置。具体地，在插入过程中通过具有接触销25a的导向件25b限定接触板25的位置(同样适用于图7中的接触板26)。散热元件23优选地被设计为波纹元件的形式。波纹元件在一侧上设置有接触板。在外壳壳体内部，波纹元件23的接触板的端部横向设置有导向部23a。当这些导向部仅起到使得组装容易的作用时，在可替换的实施例中也可省却它们。
为了在安装PTC加热元件22时易于PTC加热元件22的插入以及易于将加热元件22彼此隔离，在壳体内设置定位装置24。这些定位装置可以是定位框架，如结合图5对于不同设计的加热件大体相应地描述了该定位框架。可替换地，定位装置可以以突起或突出到外壳内的方式被固定到外壳横向前侧的纵向支柱29上。
如图7所示，在PTC加热元件22的上方还依次设置有一个散热元件23和一个具有插头接触26a的接触板26，这对应于图6所示的结构。
第二外壳壳体21b可放置在以这种方式装配的第一外壳壳体21a上。两个外壳壳体21a、21b都优选地被设计成使得它们的分离线大体在两个长方形外壳前侧之间的中间位置延伸，该前侧具有用于空气从中流过的通道。
通过为两个壳体提供带动销38以及在各相对壳体中提供对应孔39使得两个外壳壳体的组装可以特别地容易。当壳体被放置在一起时，两个壳体被相互锁定，使得第二壳体被机械地固定在第一壳体21a上。
在图6中，示出了用于PTC加热元件22的多个空间。如果使用定位框架，开口的数目可以变化地适合实际要求。但是，优选地，通过设置在纵肋29处的突起，PTC加热元件的相应位置是预定的。
如果实际插入的PTC加热元件22的数目小于所提供的空间的数目，没有被占据的空间被虚设元件充满。以这种方式，占据物可适于实际所需数目的PTC加热元件。因此，如果需要的话，附加公差PTC加热元件取代虚设元件被插入。
图8中示出了由两个外壳壳体组装的加热装置。外壳的每半部分21a、21b均包括开口，该开口处于长方形外壳前侧，用于空气从中流过。根据优选实施例，在中心支柱29处，连接有突出到外壳内的定位装置。
为了提高PTC加热元件的产热效率，分层结构以夹紧挤压状态保持在外壳内部。通过附加弹簧元件31实现这种挤压。在两个外壳壳体21a、21b已经组装好之后，弹簧元件被插入到外壳的横向开口30内。优选地，弹簧元件31被插入在外壳内侧与至少处于外壳顶侧或底侧处的分层结构之间。但是，这样的弹簧元件也可插入在分层结构内的任何其它位置处。为了加强夹紧挤压状态，在一个加热件中可插入多个弹簧件31。
为了外壳能够吸收夹紧力而不会使得外壳变形，机械加固长方形外壳前侧。通过用横支柱28和纵支柱29机械加固外壳前侧，外壳可吸收足够高的夹紧力，而不会有任何折弯或变形。
横支柱28和一个或多个纵支柱29优选地具有网格结构的形状。通过这样的网格结构，支柱本体可保持得特别薄以避免对于空气流量的阻碍。
为了吸收夹紧力，额外地机械加固外壳壳体21a、21b的顶侧和底侧。为此，在每个壳体的顶侧和底侧上设置有突起36和凹口37。突起和凹口被相对地布置在两个外壳壳体中。当组装外壳壳体时，它们接合，并以这种方式加强顶侧和底侧的机械稳定性。
由于外壳组装好之后其仅能够吸收高夹紧力而又不变形，弹簧元件31在组装好之后仅插入到相应开口30中，因此该开口优选地设置在外壳的窄侧。当外壳壳体被组装时，该开口30由外壳壳体中的相应的凹部形成。
弹簧元件31具有产生夹紧压力的多个独立的弹簧部分32。
在图10至13中，示出了结合图6至9所述的电加热装置的结构的变体。这些加热装置与图6至9所示的实施例相比较窄，但是它们具有更大的横截面面积，用于更高的空气流量。为此，所示出的加热装置具有处于多个级11中的PTC加热元件。与根据图6的实施例相反，矩形PTC加热元件被定位成其纵向边与长方形外壳前侧相平行。具体地，加热装置由于更长的纵向延伸而具有更多数目的横支柱28。此外，还示出了两个弹簧元件31的使用，该弹簧元件分别被插在外壳窄侧上的上下两端处。
为了将装置机械固定在机动车辆中以及为了提供电接触，加热寄存器在其上突出有电接触柱41a、42a的侧部上设置有插头连接件45。图11和图13中示出的插头连接件45包括具有连接孔的机械止挡以及包围接触柱41a、42a的插头导轨45a。
优选地，具有PTC加热元件22的级11在纵向支柱29处由硅树脂密封物来密封，以防止湿气或尘土颗粒渗入。为了在制造过程中便于密封物的安装，硅树脂密封物优选地具有与支柱的网格结构相对应的形状。在每种情况下当密封物可作为整体插入时，特别地有利于生产。
图14至16示出了图13所示的电加热装置的装配的变体，该变体根据插入的标准PTC加热元件的实际加热功率而具有标准以及公差PTC加热元件。为了确定选择装配哪一个变体，参考插入的标准PTC元件的R25值，即25℃时的电阻。较低的R25值表示即使是在高温下电阻也较低，因此获得较高的加热功率。反之亦然，在高R25值的情况下可以假设会有较低的加热功率。
图14至16所示的加热装置包括三个可独立选择的加热电路(HK 1-HK 3)，对于其中的每个必须观察独立的加热功率公差。而且，加热电路的组合(HK 1+2+3)的加热功率还必须处于预定的公差值范围内。
对应于图14至16所给出的表格包含为每个加热电路插入的标准及公差PTC加热元件的这些公差界限和数目以及通过它们获得的实际加热功率的范围。此外，附图上部的图示示出了加热装置中的标准及公差PTC加热元件的空间布置。这里的PTC加热元件的最上层对应于加热电路1，两个中间层对应于加热电路2，最下层对应于加热电路3。
图14示出了具有标准PTC加热元件的加热装置的装配，其中标准PTC加热元件具有2.10-2.60Ohm的R25值以及大约160℃的转变温度。在第一加热电路中，使用了四个标准PTC加热元件，这四个标准PTC加热元件一起提供了300-330W的加热功率，即每个标准PTC加热元件提供大约75W。此加热功率处于245-350W的预定公差范围内。
对于第二加热电路，加热功率公差范围是300-420W，从而这里使用了四个标准PTC加热元件以及另外的两个公差PTC加热元件。公差PTC加热元件与标准PTC元件的不同之处在于大约8Ohm的明显较高的R25值，以及130-150℃的明显较低的转变温度，进而基本上每个公差PTC加热元件的大约25W的低额定加热功率。制造上的差异所生产的公差，由于其对于总加热功率的影响很小，对于公差PTC加热元件来说可被忽略。由这种组合获得的实际加热功率的范围是350-380W。
对于第三加热电路，加热功率公差范围是270-382W，从而这里与第一加热电路一样，使用了四个标准PTC加热元件，它们一起提供300-330W的所需加热功率。
这意味着总而言之，加热装置包含12个标准PTC加热元件以及两个公差PTC加热元件，它们合在一起提供了960-1030W的加热功率，并且可观测到900-1050W的公差界限。
图15示出了为R25的值处于2.61至2.90Ohm范围内的标准PTC加热元件所选择的装配的变体。由于R25值高于图14所示的，因此这些标准PTC加热元件均具有大约为70W的较低的实际加热功率，这使得必须选择另一个装配，以便于能够在总加热功率上满足公差要求。因此，如可从图15的表格中明白的，四个标准PTC加热元件以及一个公差PTC加热元件用于加热电路1和3中的每个中。加热电路2包含五个标准PTC加热元件，从而总加热功率的范围是950-1000W。
图16最后示出了标准PTC加热元件的装配的变体，该标准PTC加热元件具有R25值的更严格的范围是2.38-2.60Ohm。与图14相比，R25公差范围的下限较高，这使得单独的标准PTC加热元件的实际加热功率在平均值上较低。因此与图14所示的装配不同，由具有大约70W的加热功率的标准PTC加热元件取代具有总和大约50W的加热功率的两个公差PTC加热元件，以便于能够满足公差要求。
总结一下，本发明使得用于具有统一加热功率的PTC加热元件的电加热装置的制造工作显著地易于进行。为了能够补偿由于制造上的差异引起的相对于额定加热功率的公差，传统上是储存大量的具有相反偏差的PTC加热元件。偏差的适当组合还可以观察到加热/热台的总的实际加热功率的精确公差。为了避免对于不同偏差的选择和储存，根据本发明而准备附加公差PTC加热元件，相对于标准PTC加热元件，这些附加公差PTC加热元件统一地具有较低的额定加热功率，优选地是标准PTC加热元件额定加热功率的一半或三分之一。通过使用第二标准化加热元件，即公差PTC加热元件，可免除对于具有不同偏差的大量的PTC加热元件的储存，并使得较便宜的制造得以实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.用于机动车辆的附加电加热件，包括：
多个热台，每个所述热台均具有至少一个PTC加热元件(19)，所述PTC加热元件(19)具有相同的第一额定加热功率；以及
多个散热件(11)，用于将所产生的热散发到流经所述散热件(11)的介质中，
其特征在于，
所述热台中的至少一个包含具有第二额定加热功率的公差PTC加热元件(19a)，用于校正由于制造上的差异引起的所述至少一个PTC加热元件(19)的加热功率的与所述第一额定加热功率的偏差，所述第二额定加热功率低于所述第一额定加热功率。
2.根据权利要求1所述的附加电加热件，其中，所述第二额定加热功率是所述第一额定加热功率的几分之一。
3.根据权利要求1或2所述的附加电加热件，其中，所述第二额定加热功率是所述第一额定加热功率的一半、三分之一、或四分之一。
4.根据权利要求1至3中一项所述的附加电加热件，其中，所述公差PTC加热元件(19a)的尺寸大致对应于具有所述第一额定加热功率的所述PTC加热元件(19)的尺寸。
5.根据权利要求1至4中一项所述的附加电加热件，其中，所述公差PTC加热元件(19a)的厚度与具有所述第一额定加热功率的所述PTC加热元件(19)的厚度相同。
6.根据权利要求5所述的附加电加热件，其中，额外地，所述公差PTC加热元件(19a)的长度与具有所述第一额定加热功率的所述PTC加热元件(19)的长度相同。
7.根据权利要求5或6所述的附加电加热件，其中，额外地，所述公差PTC加热元件(19a)的宽度与具有所述第一额定加热功率的所述PTC加热元件(19)的宽度相同。
8.根据权利要求1至7中一项所述的附加电加热件，其中，所述第一额定加热功率的数值在50瓦特至100瓦特之间，优选地是70瓦特。
9.根据权利要求1至8中一项所述的附加电加热件，其中，所述PTC加热元件(19)被布置在PTC加热元件(19)和散热元件(11)的分层结构中的级中。
10.根据权利要求9所述的附加电加热件，其中，所述PTC加热元件(19)被保持在定位框架(17)中的一个级中。
11.根据权利要求10所述的附加电加热件，其中，每个所述定位框架(17)包括仅用于所述PTC加热元件(19、19a)的开口(18)，在每种情况下，所述PTC加热元件(19、19a)具有所需的所述第一和第二额定加热功率。
12.根据权利要求9所述的附加电加热件，其中，在每个级中提供了用于PTC加热元件的预定数目的空间(23)，在具有所述第一和第二额定加热功率的所述PTC加热元件的一个级中，利用虚设元件填充不需要的空间。
13.根据权利要求1至12中一项所述的附加电加热件，其中，所述附加电加热件被设计成适于低电压操作，具体地适于低于120V的电压。
14.用于机动车辆的附加电加热件的制造工艺，包括以下步骤：组装所述电加热件，以形成PTC加热元件(19)和散热元件(11)的多个级的分层结构，所述散热元件(11)用于将热散发到流经所述散热元件(19)的介质中，其中，具有PTC加热元件(19)的每个级包括至少一个PTC加热元件(19)，并且所述PTC加热元件(19)具有相同的第一额定加热功率，
其特征在于以下步骤：
通过插入具有第二额定加热功率的公差PTC加热元件(19a)或通过利用具有所述第二额定加热功率的公差PTC加热元件(19a)来代替具有所述第一额定加热功率的PTC加热元件(19)来校正基于所述PTC加热元件(19)的所述第一额定加热功率而设置的级的PTC加热元件(19)的数目，以便于补偿所述至少一个PTC加热元件(19)的加热功率与在一个级中的所述第一额定加热功率的偏差，所述偏差是由于制造上的差异引起的，所述第二额定加热功率低于所述第一额定加热功率。
15.根据权利要求14所述的用于机动车辆的附加电加热件的制造工艺，其中，具有所述第一和第二额定加热功率的所述PTC加热元件(19、19a)基本上具有相同的尺寸。
CN200610144856A 2005-11-23 2006-11-23 具有公差ptc加热元件的电加热装置 Active CN100589669C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05025573.6 2005-11-23
EP05025573.6A EP1790916B1 (de) 2005-11-23 2005-11-23 Elektrische Heizvorrichtung mit Toleranz-PTC-Heizelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1972533A true CN1972533A (zh) 2007-05-30
CN100589669C CN100589669C (zh) 2010-02-10

Family

ID=36204348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610144856A Active CN100589669C (zh) 2005-11-23 2006-11-23 具有公差ptc加热元件的电加热装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7667164B2 (zh)
EP (1) EP1790916B1 (zh)
JP (1) JP4402097B2 (zh)
KR (1) KR100820962B1 (zh)
CN (1) CN100589669C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104748201A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 汉拿伟世通空调有限公司 Ptc加热器
CN110271386A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 马勒国际有限公司 用于对车辆内部进行加热的装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2303167T3 (es) * 2005-09-23 2008-08-01 CATEM GMBH & CO. KG Elemento generador de calor de un dispositivo calefactor.
JP4941062B2 (ja) * 2006-09-11 2012-05-30 株式会社デンソー 電気ヒータおよび車両用空調装置
ES2382138T3 (es) * 2007-07-18 2012-06-05 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Dispositivo de calefacción eléctrico
EP2017103B1 (de) * 2007-07-18 2016-05-04 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung
EP2017546B1 (de) * 2007-07-18 2016-04-13 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Heizvorrichtung sowie elektrischer Heizvorrichtungen
DE502007005351D1 (de) * 2007-07-20 2010-11-25 Eberspaecher Catem Gmbh & Co K Elektrische Heizvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge
EP2131117B1 (de) * 2008-06-04 2016-02-10 Mahle Behr France Rouffach S.A.S Kraftfahrzeugklimaanlage mit PTC-Heizeinrichtung
DE102008033140A1 (de) * 2008-07-15 2010-01-21 Beru Ag Fahrzeugheizung
ATE520278T1 (de) * 2009-06-19 2011-08-15 Eberspaecher Catem Gmbh & Co Elektrische heizvorrichtung
DE102009035837A1 (de) * 2009-08-01 2011-02-03 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Heizeinrichtung
EP2407327B1 (de) * 2010-07-16 2013-12-25 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere Kfz-Zusatzheizung sowie Kfz-Klimagerät
CN104203612B (zh) 2012-02-28 2016-08-24 汉拿伟世通空调有限公司 车辆用加热器
DE112013003447T5 (de) 2012-07-09 2015-04-16 Halla Visteon Climate Control Corp. Heizvorrichtung für Fahrzeuge
DE102012109801B4 (de) * 2012-10-15 2015-02-05 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Elektrische Heizvorrichtung
DE102012109768A1 (de) 2012-10-12 2014-04-17 Dbk David + Baader Gmbh Radiatorelement, Heizstufe und Verfahren zum Herstellen eines Radiatorelementes
DE102013107428A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Dbk David + Baader Gmbh Schaltung für einen Verdunster und Verdunster
DE102013114471A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Heizvorrichtung
USD757917S1 (en) * 2013-11-27 2016-05-31 Jahwa Electronics Co., Ltd. Electric heater mounted on air conditioner for vehicle
KR101510744B1 (ko) * 2014-04-23 2015-04-09 자화전자(주) 전열 히터 장치
JP6245101B2 (ja) * 2014-07-22 2017-12-13 株式会社デンソー 輻射ヒータ装置
CN106891695B (zh) * 2015-12-18 2019-06-25 比亚迪股份有限公司 一种ptc加热器及除霜器
FR3075333B1 (fr) * 2017-12-18 2020-02-21 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur pour vehicule
DE102018204058A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-19 Mahle International Gmbh Anordnung zum Beheizen eines Fahrzeuginnenraums
KR102516601B1 (ko) * 2018-07-11 2023-04-03 현대자동차주식회사 차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량
KR102632467B1 (ko) * 2019-02-01 2024-02-05 한온시스템 주식회사 피티씨 히터
EP3716729A1 (en) * 2019-03-26 2020-09-30 Mahle International GmbH Connector system and heater system
KR20210088033A (ko) * 2020-01-03 2021-07-14 현대자동차주식회사 차량 공조장치
CN114368262B (zh) * 2022-01-27 2024-04-02 镇江海姆霍兹传热传动系统有限公司 电加热装置和电动车辆

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62259384A (ja) * 1986-04-14 1987-11-11 株式会社　名機製作所 熱板
US5750112A (en) * 1993-02-26 1998-05-12 Solvay Animal Health, Inc. Canine coronavirus vaccine from feline enteric coronavirus
US5471034A (en) * 1993-03-17 1995-11-28 Texas Instruments Incorporated Heater apparatus and process for heating a fluid stream with PTC heating elements electrically connected in series
US5471035A (en) * 1993-10-22 1995-11-28 Eaton Corporation Sandwich construction for current limiting positive temperature coefficient protective device
US6640420B1 (en) * 1999-09-14 2003-11-04 Tyco Electronics Corporation Process for manufacturing a composite polymeric circuit protection device
DE19957452B4 (de) 1999-11-19 2019-03-28 Mahle International Gmbh Elektrische Heizeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10119928A1 (de) * 2001-04-23 2002-10-31 Behr France Sarl Heizregister mit PTC-Elementen
DE50207329D1 (de) 2002-12-19 2006-08-03 Catem Gmbh & Co Kg Elektrische Heizvorrichtung mit Gehäuse
ES2242114T3 (es) * 2003-02-28 2005-11-01 CATEM GMBH & CO.KG Dispositivo de calefaccion electrico con zonas de calefaccion.
KR100613716B1 (ko) * 2004-10-15 2006-08-21 현대모비스 주식회사 피티씨 일체형 히터의 난방성능 향상장치
US7271369B2 (en) * 2005-08-26 2007-09-18 Aem, Inc. Multilayer positive temperature coefficient device and method of making the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104748201A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 汉拿伟世通空调有限公司 Ptc加热器
CN104748201B (zh) * 2013-12-31 2017-10-27 翰昂汽车零部件有限公司 Ptc加热器
CN110271386A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 马勒国际有限公司 用于对车辆内部进行加热的装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1790916B1 (de) 2014-05-21
EP1790916A1 (de) 2007-05-30
JP4402097B2 (ja) 2010-01-20
JP2007145319A (ja) 2007-06-14
CN100589669C (zh) 2010-02-10
KR100820962B1 (ko) 2008-04-11
US20070114217A1 (en) 2007-05-24
US7667164B2 (en) 2010-02-23
KR20070054567A (ko) 2007-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100589669C (zh) 具有公差ptc加热元件的电加热装置
KR102519046B1 (ko) 수냉식 배터리 시스템의 냉각수 온도 조절 장치 및 방법
CN100577456C (zh) 用于低结构高度的电加热装置
KR20100055262A (ko) 고용량 피티씨 히터
US20150108112A1 (en) Electric heater
CN112670843B (zh) 电气组件
JP2007046893A (ja) 特に車両内の空気流加熱のための電気ヒータモジュール
CN101286485B (zh) 半导体模块
KR20050018831A (ko) Ртс 소자를 이용한 자동차용 히터
KR20150098856A (ko) 차량용 히터
KR101014494B1 (ko) 피티씨 히터
CN214875520U (zh) 一种具有散热机臂的无人机
CN100356652C (zh) 单相交流电机的过载保护器
JP2012222069A (ja) 半導体装置
KR20110048713A (ko) 히트 로드 조립체
CN212565951U (zh) 芯片加热式取暖器
KR100656824B1 (ko) 히트로드의 발열체 수용 가이더
CN211124824U (zh) Led显示模组和led箱体
US20220042751A1 (en) Topological heatsink
CN212138113U (zh) 一种电机控制器盒
KR101413305B1 (ko) 방열구조체 및 방열구조체의 제조방법
CN219305313U (zh) 一种电子设备
EP3569949B1 (en) Heating device comprising a frame for securing a heating element block
CN218831070U (zh) 一种三合一体的氢泵
CN217792637U (zh) 烧烤炉用火排结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant