DE102008003975A1 - Heat exchanger fins module, heat exchanger and electric heating module - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Wärmetauscher-Lamellenmmodul vorgeschlagen, welches aus einem Metallband besteht, das im Ausgangszustand durch seine Längsrichtung und Breitenrichtung eine erste Ebene definiert und so umgeformt ist, dass es von der ersten Ebene zu einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene wechselnd verläuft, um eine Anzahl von die erste und die zweite Ebene verbindenden, fluiddurchströmbaren Wärmetauscher-Lamellen zu bilden, wobei es in der ersten und der zweiten Ebene im Wesentlichen ebene Wärmeübergangs-Abschnitte ausbildet, die sich in Längsrichtung aneinanderreihen und die erste und zweite Ebene jeweils zumindest teilweise überdecken. Das Metallband ist hierbei auf einer Teilfläche der Wärmeübergangs-Abschnitte zweilagig übereinandergelegt. Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Wärmetauscher und ein elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung mit mindestens einem PTC-Heizelement und mindestens einem daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich, in dem mindestens ein Wärmetauscher-Lamellenmodul angeordnet ist und mit dem PTC-Heizelement in Wirkverbindung steht.A heat exchanger fin module is proposed, which consists of a metal strip, which defines a first plane in the initial state by its longitudinal direction and width direction and is transformed such that it alternately extends from the first plane to a second plane parallel to the first plane forming a number of fluid-flowable heat-exchanger fins connecting the first and second planes, wherein in the first and second planes substantially planar heat-transfer sections are formed, which line up in the longitudinal direction and at least partially cover the first and second planes , The metal strip is superposed in two layers on a partial surface of the heat transfer sections. The invention further comprises a heat exchanger and an electrical heating module for air flow heating with at least one PTC heating element and at least one adjoining, air-flowable heat dissipation area in which at least one heat exchanger fin module is arranged and is in operative connection with the PTC heating element.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscher-Lamellenmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Wärmetauscher und ein elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung, jeweils mit solchen Wärmetauscher-Lamellenmodulen.The The invention relates to a heat exchanger fin module according to the preamble of claim 1 and a heat exchanger and an electric heating module for air flow heating, each with such heat exchanger lamella modules.
Ein Wärmetauscher-Lamellenmodul der vorliegenden Art besteht also aus einem Metallband, das im Ausgangszustand durch seine Längsrichtung und Breitenrichtung eine erste Ebene definiert und so umgeformt ist, dass es periodisch von der ersten Ebene zu einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene wechselnd verläuft, um eine Anzahl von die erste und die zweite Ebene verbindenden, fluiddurchströmbaren Wärmetauscher-Lamellen zu bilden. Das Metallband bildet in der ersten und der zweiten Ebene im Wesentlichen ebene Wärmeübergangsabschnitte aus, die sich in Längsrichtung aneinander reihen und die erste und zweite Ebene jeweils zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen überdecken.One Heat exchanger fin module of the present type exists So from a metal strip in the initial state by its longitudinal direction and Width direction defines a first plane and is reshaped that it periodically from the first level to a second, to the first Level parallel plane alternates to a number from the first and the second level connecting fluid-flowable Form heat exchanger fins. The metal band forms substantially planar heat transfer sections in the first and second planes from, which line up in the longitudinal direction and the first and second levels each at least partially, preferably essentially cover up.
Solche Wärmetauscher-Lamellenmodule werden in Wärmetauschern, wie beispielsweise Kraftfahrzeug-Kühlern oder Heizmodulen zur Luftstromerwärmung eingesetzt. Sie dienen dazu, Wärme von den Wärmeübergangs-Abschnitten in die fluiddurchströmbaren Wärmetauscher-Lamellen zu leiten, wo die Wärme dann an das durchströmende Fluid, meistens Luft, abgegeben wird oder umgekehrt. An den Wärmeübergangs-Abschnitten sind Heizelemente (im Falle von Heizmodulen zur Luftstromerwärmung), gegebenenfalls Kühlelemente (wenn das durch die Lamellen strömende Fluid gekühlt werden soll) oder ihrerseits fluiddurchströmbare Kanäle (beispielsweise im Fall von Kraftfahrzeug-Kühlern) in wärmeleitendem Kontakt mit den Wärmeübergangs-Abschnitten angeordnet.Such Heat exchanger lamella modules are used in heat exchangers, such as automotive radiators or heating modules used for air flow heating. They serve to heat from the heat transfer sections into the fluid throughflowable Heat exchanger fins to direct where the heat then delivered to the fluid flowing through, usually air or vice versa. At the heat transfer sections are heating elements (in the case of heating modules for air flow heating), if necessary cooling elements (if that through the slats flowing fluid to be cooled) or in turn fluid durchströmmare Channels (for example in the case of motor vehicle radiators) in heat-conducting contact with the heat transfer sections arranged.
Bekannte
Wärmetauscher-Lamellenmodule dieser Art verlaufen, in Draufsicht
auf ihre Schmalseite, also in Breitenrichtung gesehen, in rechteckigen Mäandern
oder in sinusförmigen bzw. sinusformartigen Wellen, oder
aber in einer Dreiecksform, die dadurch entsteht, dass das Metallband
von einem Wärmeübergangs-Abschnitt in der ersten
Ebene ausgehend diagonal nach hinten zur zweiten Ebene umgelenkt
wird, um dort an den vorangehenden Wärmeübergangs-Abschnitt
anschließen zu können. Beispiele für
die beschriebenen Formen von bekannten Wärmetauscher-Lamellenmodulen
finden sich in
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Wärmetauscher-Lamellenmodule der eingangs genannten Art liegt bei elektrischen Heizmodulen zur Luftstromerwärmung, insbesondere in Fahrzeugen, mit PTC-Heizelementen. PTC-Heizelemente sind Halbleiter-Widerstände aus Keramik, deren ohmscher Widerstand temperaturabhängig ist. Die Widerstands-Temperatur-Kennlinie verhält sich nichtlinear: Der Widerstand eines PTC-Heizelements sinkt mit steigender Bauteiltemperatur zunächst leicht, um dann bei einer charakteristischen Temperatur (Referenztemperatur) sehr steil anzusteigen. Dieser insgesamt positive Verlauf der Widerstands-Temperatur-Kennlinie (PTC = Positive Temperature Coefficient) führt dazu, dass ein PTC-Heizelement selbstregelnde Eigenschaften aufweist. Bei einer Bauteiltemperatur, die deutlich niedriger als die Referenztemperatur liegt, weist das PTC-Heizelement einen niedrigen Widerstand auf, so dass entsprechend hohe Stromstärken durchgeleitet werden können. Wenn für eine gute Wärmeabfuhr von der Oberfläche des PTC-Heizelements gesorgt ist, wird also entsprechend viel elektrische Leistung aufgenommen und als Wärme abgegeben. Steigt die Temperatur des PTC-Heizelements jedoch über die Referenztemperatur, steigt der PTC-Widerstand rasch an, so dass die elektrische Leistungsaufnahme auf einen sehr geringen Wert begrenzt wird. Die Bauteiltemperatur nähert sich dann einem oberen Grenzwert, der abhängig ist von der Wärmeaufnahme der Umgebung des PTC-Heizelements. Unter normalen Umweltbedingungen kann die Bauteiltemperatur des PTC-Heizelements also nicht über eine charakteristische höchste Temperatur ansteigen, selbst wenn die gewollte Wärmeableitung im Störfall völlig un terbrochen wird. Dies und die selbstregelnden Eigenschaften eines PTC-Heizelements, aufgrund deren die aufgenommene elektrische Leistung genau der abgegebenen thermischen Leistung entspricht, prädestiniert PTC-Heizelemente für den Einsatz in Heizungs- bzw. Klimaanlagen von Fahrzeugen oder bei sonstigen Anwendungen von Luftstromerwärmungen in Fahrzeugen. Denn aus Sicherheitsgründen dürfen in diesem Anwendungsgebiet auch im Störfall keine feuergefährlichen Temperaturen im Heizelement entstehen, wobei gleichwohl im Normalbetrieb eine hohe Heizleistung gefordert wird.One preferred field of application for heat exchanger lamella modules of the aforementioned type is in electrical heating modules for Air flow heating, especially in vehicles, with PTC heating elements. PTC heating elements are semiconductor resistors made of ceramic, whose ohmic resistance is temperature-dependent. The resistance-temperature characteristic behaves nonlinear: The resistance of a PTC heating element initially decreases slightly with increasing component temperature, then at a characteristic temperature (reference temperature) to rise very steeply. This overall positive course of the resistance-temperature characteristic (PTC = Positive Temperature Coefficient) causes a PTC heating element has self-regulating properties. At a Component temperature, which is significantly lower than the reference temperature is located, the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents are passed through can. If for good heat dissipation is provided by the surface of the PTC heating element is So a lot of electrical power was added and as Given off heat. Increases the temperature of the PTC heating element however, above the reference temperature, the PTC resistance increases rapidly, so the electrical power consumption to a very low Value is limited. The component temperature then approaches an upper limit, which depends on the heat absorption the environment of the PTC heating element. Under normal environmental conditions Thus, the component temperature of the PTC heating element can not over a characteristic highest temperature rise, even if the desired heat dissipation in case of failure completely un interrupted. This and the self-regulating properties of a PTC heating element, due to which the electrical power absorbed corresponds exactly to the thermal output, predestined PTC heating elements for use in heating or air conditioning systems of vehicles or in other applications of air flow heating in vehicles. Because for security reasons may in this application, even in case of failure no flammable Temperatures in the heating element arise, but nevertheless in normal operation a high heating capacity is required.
Elektrische
Heizmodule mit PTC-Heizelementen und Wärmetauscher-Lamellenmodulen
der eingangs genannten Art bestehen in der Regel aus mehreren Lagen
von flächig nebeneinander angeordneten, mit ihrer Schmalseite
im Luftstrom stehenden PTC-Heizelementen, die an ihren flachen Oberseiten
und Unterseiten jeweils mit Kontaktflächen elektrisch kontaktiert
sind. Daran angrenzend sind Wärmetauscher-Lamellenmodule
wie oben beschrieben angeordnet, die ebenfalls mit ihrer Schmalseite im
Luftstrom stehen und an ihrer Breitseite die Kontaktierungsfläche
der PTC-Heizelemente in regelmäßigen Abständen,
nämlich mit ihren Wärmeübergangs-Abschnitten,
aufliegend thermisch kontaktieren. Um eine gute Wärmeableitung
von den PTC-Heizelementen an die Wärmetauscher-Lamellenmodule
zu erzielen, können Klebeverbindungen oder sonstige Verbindungstechniken
verwendet werden; es hat sich jedoch als effizienteste Lösung durchgesetzt,
die PTC-Heizelemente und die Wärmetauscher-Lamellenmodule
in einen diese zu einem Heizmodul zusammenfassenden Rahmen zu setzen
und innerhalb des Rahmens mindestens ein Federelement vorzusehen,
der die abwechselnd angeordneten Wärmetauscher-Lamellenmodule
und die Stege mit den PTC-Heizelementen aufeinander presst. Ein
Beispiel für ein derartiges bekanntes elektrisches Heizmodul
ist in der
Das eben für elektrische Heizmodule beschriebene federbelastete Anpressen der Wärmetauscher-Lamellenmodule an die PTC-Elemente bzw. an deren Kontaktierungsflächen erfordert eine hohe Stabilität der im Wärmetauscher-Lamellenmodul mäanderförmig verlaufenden Lamellen; denn der Wärmeübergang vom PTC-Heizelement in die Wärmetauscher-Lamellenmodule erfordert relativ hohe Anpressdrücke, um effizient zu sein. Aber auch in anderen An wendungen, wie beispielsweise in Kraftfahrzeug-Kühlern, ist eine hohe Eigenstabilität der Wärmetauscher-Lamellenmodule höchst wünschenswert.The just described for electric heating modules spring loaded Pressing the heat exchanger fin modules to the PTC elements or at the contacting surfaces requires a high Stability of the heat exchanger lamella module meandering lamellas; because the Heat transfer from the PTC heating element into the heat exchanger fin modules requires relatively high contact pressures to be efficient. But also in other appli cations, such as in motor vehicle radiators, is a high intrinsic stability of the heat exchanger lamella modules highly desirable.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetauscher-Lamellenmodul der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Stabilität und Effizienz zu verbessern, sowie einen Wärmetauscher und ein elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung mit verbesserten Wärmetauscher-Lamellenmodulen anzugeben.Of the The present invention is therefore based on the object, a heat exchanger fins module of the type mentioned in terms of its stability and improve efficiency, as well as a heat exchanger and an electric heating module for air flow heating with specify improved heat exchanger lamella modules.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Wärmetauscher-Lamellenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein elektrisches Heizmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 11.Solved this task is achieved by a heat exchanger lamella module with the features of claim 1, by a heat exchanger with the features of claim 10 and by an electrical Heating module with the features of claim 11.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Lamellenmoduls ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 9, bevorzugte Weiterbildungen des entsprechenden elektrischen Heizmoduls sind in den Ansprüchen 12 bis 14 niedergelegt.preferred Embodiments of the heat exchanger fin module according to the invention result from the claims 2 to 9, preferred developments the corresponding electric heating module are in the claims 12 to 14 laid down.
Ein eingangs beschriebenes Wärmetauscher-Lamellenmodul wird nach der vorliegenden Erfindung also dahingehend verbessert, dass das Metallband, aus dem das Lamellenmodul besteht, auf einer Teilfläche der Wärmeübergangs-Abschnitte zweilagig übereinandergelegt ist, wobei sich die hierdurch entstehende zweilagige Teilfläche und die verbleibende einlagige Teilfläche der Wärmeübergangs-Abschnitte über die ganze Breite des Metallbandes erstrecken und in Längsrichtung des Metallbandes hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass das Metallband nach der Ausbildung eines Wärmeübergangs-Abschnitts nicht von diesem direkt ausgehend, eine Lamelle bildend zur anderen Ebene hinüberwechselt, sondern zunächst vollständig umgebogen und eine zweite Lage des Wärmeübergangs-Abschnitts bildend wieder rückwärts verläuft, bis es am hinteren Ende dieser zweilagigen Teilfläche, vorzugsweise etwa nach der Hälfte der Längsausdehnung des Wärmeübergangs-Abschnitts, nach unten abgebogen wird und eine Lamelle ausbildend zur anderen Ebene hinüberwechselt, wo es wiederum nach vorne abgebogen wird und die einlagige Teilfläche eines dortigen Wärmeübergangs-Abschnitts bildet. Der Verlauf der Lamelle ist dabei bevorzugt orthogonal zur ersten und zweiten Ebene des Lamellenmoduls, jedoch muss dies nicht so sein und hängt insbesondere von der gewollten zweilagigen Überdeckung der Wärmeübergangs-Abschnitte ab.One initially described heat exchanger fins module is according to the present invention thus improved in that the metal strip, which makes up the lamellae module, on a partial surface the heat transfer sections superimposed two layers is, wherein the resulting two-ply face and the remaining single-ply face of the heat transfer sections over extend the entire width of the metal strip and in the longitudinal direction of the metal strip are arranged one behind the other. This means, that the metal strip after the formation of a heat transfer section not proceeding directly from this, forming a lamella to the other Level, but first completely bent over and a second layer of the heat transfer section Forming again runs backwards until it at the rear end of this two-ply face, preferably about halfway along the longitudinal extent of the heat transfer section, is bent down and forming a lamella to the other level crossed over, where it is again bent to the front and the single-layer part of a heat transfer section there forms. The course of the blade is preferably orthogonal to However, this does not have to be the first and second level of the fin module so be and depends in particular on the wanted two-ply overlap the heat transfer sections from.
Die teilweise zweilagige Ausbildung der Wärmeübergangs-Abschnitte führt zu einer hohen Stabilität derselben. Gleichzeitig ist es durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lamellenmodule erstmals möglich, die Wärmeübergangs-Abschnitte direkt aneinandergrenzend hintereinander aufzureihen und trotzdem Lamellen auszubilden, die orthogonal zur Ebene der Wärmeübergangs-Abschnitte verlaufen und somit einer Kraft, die die erste Ebene gegen die zweite Ebene zu drücken sucht, maximalen Widerstand bieten. Gleichzeitig sind die erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Lamellenmodule durch eine rein mechanische (Kalt-)Umformung aus einem Metallband herstellbar. Das Metallband kann aus jedem geeigneten Material mit guter Wärmeleitung, z. B. Aluminium, Messing oder Kupfer gefertigt sein.The partially two-layered design of the heat transfer sections leads to a high stability of the same. simultaneously It is through the inventive design of Slat modules possible for the first time, the heat transfer sections to line up directly adjacent to one another and still Form fins orthogonal to the plane of the heat transfer sections run and thus a force that the first level against the second Level push seeks to provide maximum resistance. simultaneously are the heat exchanger plate modules according to the invention by a purely mechanical (cold) deformation of a metal strip produced. The metal band may be made of any suitable material good heat conduction, z. As aluminum, brass or copper be made.
Unter „erster Ebene" und „zweiter Ebene" sind im Übrigen bei der vorliegenden Erfindung nicht in jedem Fall Ebenen im mathematischen Sinne zu verstehen. Vielmehr können diese „Ebenen" auch entlang einer gebogenen Fläche mit einem relativ großen Biegeradius verlaufen, um beispielsweise eine kreisförmige Anordnung von mehreren Wärmetauscher-Lamellenmodulen anstatt einer streng zeilenartigen Anordnung zu ermöglichen.Under "first "Level" and "second level" are also included The present invention is not always in mathematical levels Meaning to understand. Rather, these "levels" also along a curved surface with a relatively large one Bend radius extend, for example, a circular Arrangement of several heat exchanger lamella modules instead to allow a strictly row-like arrangement.
Die Eigenstabilität des erfindungsgemäßen Lamellenmoduls lässt sich noch verbessern, wenn in eine von den zweilagigen Teilflächen abgewandte hinteren Querkante der einlagigen Teilfläche jedes Wärmeübergangs-Abschnitts eine Ausnehmung zur Aufnahme einer von der einlagigen Teilfläche abgewandten Vorderkante der zweilagigen Teilfläche des nächst benachbarten Wärmeübergangs-Abschnitts eingeformt ist, so dass sich benachbarte Wärmeübergangs-Abschnitte in Längsrichtung insoweit überlappen können.The Inherent stability of the lamella module according to the invention can be improved even if in one of the two-ply Partial faces facing away from the rear transverse edge of the single-layered Part surface of each heat transfer section a recess for receiving one of the single-layer partial surface facing away from the front edge of the two-ply part of the next molded adjacent heat transfer section is, so that adjacent heat transfer sections can overlap in the longitudinal direction so far.
Eine solche Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lamellenmoduls kann insofern noch optimiert werden, wenn die Vorderkanten der zweilagigen Teilflächen an die Ausnehmungen der hinteren Querkanten der einlagigen Teilflächen angepresst sind, und zwar in der Weise, dass die Anpressung fluiddicht ist. Diese Fluiddichtheit ermöglicht, dass das Lamellenmodul insbesondere auch mit Flüssigkeiten durchströmbar ist, ohne dass diese aus dem Lamellenmodul seitlich austreten können. Das Lamellenmodul bildet also zwischen den einzelnen Lamellen dann fluiddichte Kanäle.Such a development of the lamella module according to the invention can thus be optimized are when the leading edges of the two-ply faces are pressed against the recesses of the rear transverse edges of the single-ply faces, in such a way that the contact pressure is fluid-tight. This fluid-tightness makes it possible for the lamella module in particular to be able to flow through liquids without these being able to escape laterally from the lamella module. The lamella module thus forms fluid-tight channels between the individual lamellae.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Wärmetauscher-Lamellenmodul durch ein Metallband gebildet, welches so umgeformt ist, dass es zur Ausbildung eines ersten Wärmeübergangs-Abschnitts in der ersten Ebene in Längsrichtung nach vorn verläuft, dann an einer ersten Vorderkante zur zweiten Ebene hin umgebördelt ist und, auf dem Wärmeübergangs-Abschnitt aufliegend, eine zweilagige Teilfläche desselben bildend, zurückgeführt ist, bis es aus der ersten Ebene herausführend und einen ersten Lamellenabschnitt bildend zur zweiten Ebene hin verlaufend abgebogen ist, und sodann in der zweiten Ebene wiederum in Längsrichtung nach vorne abgebogen ist, um einen zweiten Wärmeübergangs-Abschnitt in der zweiten Ebene zu bilden, wo es dann an einer zweiten Vorderkante zur ersten Ebene hin umgebördelt ist und, auf dem zweiten Wärmeübergangs-Abschnitt aufliegend, eine zweilagige Teilfläche desselben bildend, zurückgeführt ist, bis es aus der zweiten Ebene herausführend und einen zweiten Lamellenabschnitt bildend zur ersten Ebene hin zurück verlaufend abgebogen ist, usw. Dementsprechend unkompliziert ist die maschinelle Herstellung des erfindungsgemäßen Lamellenmoduls aus einem handelsüblichen Metallband.Preferably is the heat exchanger plate module according to the invention formed by a metal band, which is reshaped so that it for forming a first heat transfer section in the first plane extends longitudinally forward, then crimped at a first leading edge to the second plane is and, lying on the heat transfer section, forming a two-ply face of the same, returned is until it comes out of the first level and one forming the first section of lamella extending towards the second plane is bent, and then in the second plane again in the longitudinal direction bent forwards to a second heat transfer section to form in the second level, where it is then at a second leading edge is flanged to the first level and, on the second heat transfer section lying on, forming a two-ply part of the same, is traced back to it from the second level leading out and forming a second sipe section bent back to the first level, etc. Accordingly uncomplicated is the machine production of the invention Slat module made of a commercially available metal strip.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass in die Wärmetauscher-Lamellen im Wesentlichen quer und/oder im Wesentlichen längs zur Fluidströmung gerichtete Sicken eingeformt sind, um eine bessere Verwirbelung des durch die Lamellen hindurch strömenden Fluids zu bewirken. Eine solche Verwirbelung im Lamellenbereich erhöht den Wärmeübergang von den Lamellen in das Fluid (und umgekehrt).A Another preferred embodiment of the invention is that in the heat exchanger fins substantially transversely and / or directed substantially along the fluid flow Beading are molded to better swirl through the To cause slats through flowing fluid. Such Whirling in the lamella area increases the heat transfer from the fins into the fluid (and vice versa).
Zum gleichen Zweck können die Wärmetauscher-Lamellen auch mit im Wesentlichen quer zur Fluidströmung gerichteten Ausbrechungen versehen sein. Diese können besonders einfach in die Lamellen eingebracht werden.To the same purpose, the heat exchanger fins also with substantially transverse to the fluid flow Be provided Ausbrechungen. These can be especially easy be introduced into the slats.
Die Wärmetauscher-Lamellen des erfindungsgemäßen Lamellenmoduls können schließlich mit fluidströmungsleitenden Ausbiegungen versehen sein, um den durch die Lamellen hindurch führenden Fluidstrom abzulenken.The Heat exchanger fins of the invention Finally, lamella modules can be used with fluid flow-conducting Be provided bends to the leading through the slats fluid flow distract.
Ein Wärmetauscher-Lamellenmodul nach der vorliegenden Erfindung kann in allen Arten von Wärmetauschern eingesetzt werden. Eine besonders bevorzugte Anwendung liegt jedoch in elektrischen Heizmodulen zur Luftstromerwärmung, die mindestens ein PTC-Heizelement und mindestens einen daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich umfassen. In diesem Wärmeabgabebereich ist erfindungsgemäß dann mindestens ein Wärmetauscher-Lamellenmodul angeordnet, welches mit dem PTC-Heizelement in Wirkverbindung steht und die Wärme von diesem in den durch das Lamellenmodul streichenden Luftstrom abgibt.One Heat exchanger fin module according to the present invention can be used in all types of heat exchangers. However, a particularly preferred application is in electrical heating modules for air flow heating, the at least one PTC heating element and at least one adjoining, air-permeable Heat release area include. In this heat release area is then at least one heat exchanger fin module according to the invention arranged, which is in operative connection with the PTC heating element and the heat from this in through the lamella module discharges sweeping airflow.
Ein sehr guter Wärmeübergang vom PTC-Heizelement in das Wärmetauscher-Lamellenmodul und dort naturgemäß in die Wärmeübergangs-Abschnitte ist aufgrund der Eigenheit des PTC-Heizelements von besonderer Wichtigkeit; denn dieses nimmt dann besonders viel elektrische Leistung auf und setzt diese in Wärme um, wenn es selbst auf niedriger Temperatur gehalten wird, die erzeugte Wärme also schnell und vollständig abgeleitet wird. Der Wärmeübergang zwischen dem PTC-Heizelement und einem Lamellenmodul ist erfahrungsgemäß dann am besten, wenn das Lamellenmodul an die Oberfläche des PTC-Heizelements angepresst wird. Die außerordentlich hohe Eigenstabilität des erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Lamellenmoduls ist daher gerade in diesem Anwendungsbereich von großem Vorteil.One very good heat transfer from the PTC heating element in the heat exchanger fins module and there naturally in the heat transfer sections is due to the Peculiarity of the PTC heating element of particular importance; because this then absorbs a lot of electrical power and sets them to heat when kept at a low temperature The heat generated is thus fast and complete is derived. The heat transfer between the PTC heating element and a lamella module is then according to experience best if the lamella module to the surface of the PTC heating element is pressed. The extraordinarily high Inherent stability of the invention Heat exchanger fins module is therefore just in this Scope of application of great advantage.
Da PTC-Heizelemente üblicherweise plattenförmig ausgeformt sind, wird ein elektrisches Heizmodul zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass jeweils mindestens ein PTC-Heizelement zwischen zwei erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Lamellenmodulen angeordnet ist, welche mit ihren Wärmeübergangs-Abschnitten direkt oder indirekt auf dem PTC-Heizelement aufliegen. Somit wird zum Einen die im PTC-Heizelement erzeugte Wärme beidseits in den Luftstrom abgeführt, was die Effizienz des Heizmoduls erhöht, und zum anderen kann das PTC-Heizelement dann ganz einfach über die beiden Wärmetauscher-Lamellenmodule elektrisch kontaktiert werden.There PTC heating elements usually formed plate-shaped are an electric heating module is expediently designed so that in each case at least one PTC heating element between two heat exchanger plate modules according to the invention is arranged, which with their heat transfer sections rest directly or indirectly on the PTC heating element. Thus, will On the one hand, the heat generated in the PTC heating element on both sides dissipated in the airflow, which reduces the efficiency of the heating module increased, and on the other hand, the PTC heating element then completely simply via the two heat exchanger lamella modules be contacted electrically.
Zwischen dem PTC-Heizelement und den Wärmetauscher-Lamellenmodulen kann jeweils ein metallisches Kontaktelement angeordnet sein. Dieses dient dann nicht nur zur elektrischen Kontaktierung, sondern auch für eine mechanische Druckverteilung, um Belastungsspitzen auf dem PTC-Heizelement zu vermeiden. Soweit die PTC-Heizelemente sich nicht über die gesamte Fläche der Wärmeübergangs-Abschnitte der Lamellenmodule erstrecken, sondern demgegenüber kleiner ausgebildet sind, gewährleisten solche zwischenliegenden metallischen Kontaktelemente außerdem eine gleichmäßigere Wärmeverteilung in die Lamellenmodule.Between the PTC heating element and the heat exchanger lamella modules can each be arranged a metallic contact element. This then serves not only for electrical contact, but also for a mechanical pressure distribution to load peaks on the PTC heating element to avoid. As far as the PTC heating elements themselves not over the entire area of the heat transfer sections the lamella modules extend, but smaller in comparison are designed to ensure such intermediate metallic contact elements also a more even heat distribution in the lamella modules.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektrischen Heizmoduls besteht schließlich darin, dass das PTC-Heizelement nicht als plattenförmiges Gebilde, sondern als fluiddurchströmbares Rohr ausgebildet ist. In diesem Fall kann das PTC-Heizelement dann nicht nur einen Luftstrom mittels der Wärmetauscher-Lamellenmodule erwärmen, sondern auch einen durch das PTC-Heizelement fließenden weiteren Fluidstrom, insbesondere Flüssigkeitsstrom. Bei Bedarf kann aus einem solchen elektrischen Heizmodul sogar ein Kühlaggregat für durchgeleitete Luft werden, und zwar dann, wenn das PTC-Heizelement ausgeschaltet und ein Kühlfluid durch dieses hindurchgeleitet wird.A further advantageous embodiment of an inventive Finally, the electric heating module is that the PTC heating element not as a plate-like structure, but is designed as a fluid-flowable tube. In this case, the PTC heating element then can not only air flow by means of the heat exchanger lamella modules, but also a flowing through the PTC heating element further fluid flow, in particular liquid flow. at Need can from such an electric heating module even a cooling unit for transmitted air, and then if that PTC heating element off and a cooling fluid through this is passed through.
Mehrere Ausführungsbeispiele für Wärmetauscher-Lamellenmodule nach der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:Several Exemplary embodiments of heat exchanger lamella modules according to the present invention are illustrated in the drawings and described and explained in more detail below. Show it:
In
den
In
den
Die
Vorderkanten
Die
in den
Die
Wärmetauscher-Lamellen
Die
letztgenannte Alternative ist in dem Ausführungsbeispiel,
das in
Der
in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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