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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher für ein Heizgerät, welches in einem Kraftfahrzeug verwendbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der wahlweise ein erstes Medium oder ein zweites Medium mithilfe elektrischer Energie erwärmt, wobei die in das erste Medium eingetragene elektrisch erzeugte Wärmemenge über den Volumenstrom des zweiten Mediums durch den Wärmetauscher regelbar ist.
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Beschrieben wird ein Wärmetauscher mit ein erstes Medium führenden Rohren und einer wärmeleitend mit den Rohren verbundenen Verrippung, die in einer Mediumsführung für ein zweites Medium angeordnet ist, so dass die Verrippung von dem zweiten Medium durchströmbar ist, wobei eine elektrische Heizschicht flächig auf einer Oberfläche der Verrippung aufgetragen ist. Der beschriebene Wärmetauscher kann insbesondere ein Kreuzstromwärmetauscher sein, wobei zusätzlich zu der Erwärmung des ersten und/oder des zweiten Mediums durch die elektrische Heizschicht eine Wärmeübertragung zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium erfolgen kann. Die elektrische Heizschicht kann in direktem Kontakt zu dem zweiten Medium stehen, so dass die elektrisch erzeugte thermische Energie schnell und effizient primär auf das zweite Medium übertragen werden kann. Das erste Medium kann flüssig sein, beispielsweise ein Kühlmittel. Das zweite Medium kann gasförmig sein, beispielsweise zu erwärmende Kabinenluft. Die spezifische Wärmekapazität des zweiten Mediums kann klein sein, so dass das jeweils in der Mediumsführung vorhandene Volumen des zweiten Mediums nur eine geringe Wärmemenge aufnehmen kann. Auf diese Weise kann, wenn ein Volumenstrom des zweiten Mediums durch die Mediumsführung gering ist, thermische Energie über die Verrippung auf die Rohre übertragen werden, um das erste Medium elektrisch zu erwärmen. Bei einem großen Volumenstrom des zweiten Mediums durch die Mediumsführung wird die gesamte elektrisch erzeugte Wärmemenge auf das zweite Medium übertragen, das an der elektrischen Heizschicht entlangströmt. Die elektrische Heizschicht kann im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Verrippung in der Mediumsführung bedecken. Die elektrische Heizschicht kann einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen. Die einzelnen Schichten der elektrischen Heizschicht können mithilfe eines thermischen Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahrens auf die Oberfläche der Verrippung großflächig aufgebracht werden. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann beispielsweise ein Plasmaspritzverfahren, ein Kaltgasspritzverfahren oder ein Flammspritzverfahren sein. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann insbesondere ein Kaltgasplasmaspritzverfahren oder ein Suspensionsflammspritzverfahren sein. Beim Kaltgasspritzen kann ein Gas, beispielsweise Stickstoff, auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, wobei mit dem Gas beförderte Partikel mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mehrfacher Schallgeschwindigkeit, auf die Oberfläche der Verrippung oder auf eine bereits auf der Oberfläche aufgebrachte Schicht der elektrischen Heizschicht treffen und durch die hohe kinetische Energie eine dichte, fest haftende Schicht bilden. Beim Suspensionsflammspritzen wird zunächst eine Suspension mit den aufzubringenden/aufzuspritzenden Partikeln hergestellt, um diese Suspension dann mit einer Flamme einzudüsen. Dabei verdampft die verwendete Flüssigkeit zumindest teilweise, vorzugsweise ganz, und es treffen im Idealfall nur die jeweiligen Partikel auf die behandelte Oberfläche, wodurch sich ebenfalls dichte Schichten herstellen lassen. Die erzeugte elektrische Heizschicht ist flächig und insbesondere stoffschlüssig auf der Oberfläche der Verrippung aufgebracht. Auf diese Weise kann eine besonders gut wärmeleitende Verbindung zwischen der elektrischen Heizschicht und der Oberfläche der Verrippung erzeugt werden. Eine Leiterbahn, die den ohmschen Widerstand der elektrischen Heizschicht im Wesentlichen bereitstellen kann, kann bereits strukturiert, das heißt einzelne voneinander unabhängige elektrische Stromkreise definierend, auf die Oberfläche aufgebracht sein und/oder nach dem Aufbringen strukturiert beziehungsweise weiter strukturiert werden. Zur Strukturierung nach dem Aufbringen können je nach Bedarf, beispielsweise in Abhängigkeit des gewünschten Leiterbahnabstandes, unterschiedliche, an sich bekannte Verfahren angewendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Heizschicht mit einer Spannung von 12 Volt bis 60 Volt betrieben wird. Vorzugsweise ist eine Versorgungsspannung von 48 Volt vorgesehen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Rohre eingangsseitig mit einem Eingangssammelbehälter mediumsleitend verbunden sind und ausgangsseitig mit einem Ausgangssammelbehälter mediumsleitend verbunden sind. Auf diese Weise kann die Medienzu- und Medienabführung des ersten Mediums durch jeweils einen Zu- und Abfluss geregelt sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Verrippung zwischen dem Eingangssammelbehälter und dem Ausgangssammelbehälter angeordnet ist und die Rohre umgibt. Auf diese Weise kann die zur Wärmeübertragung bereitgestellte Fläche des Wärmetauschers bei geringer Abmessung groß sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen parallel zu den Rohren ein Gehäuse einer Steuerelektronik für die elektrische Heizschicht angeordnet ist, wobei das Gehäuse der Steuerelektronik in einer normalen Einbaulage des Wärmetauschers oben angeordnet ist. Die Anordnung der Steuerelektronik oben an dem Wärmetauscher kann einen Schutz vor dem ersten Medium bieten, das sich aufgrund der Schwerkraft bei Leckagen im unteren Bereich des Wärmetausches ansammeln kann. Weiterhin wird auch die Ansammlung von Kondenswasser im Bereich der Steuerelektronik wirksam verhindert, da eventuell anfallendes Kondenswasser ebenfalls in den unteren Bereich des Wärmetauschers abfließt. Die Steuerelektronik kann die elektrische Heizleistung der elektrischen Heizschicht in Abhängigkeit von empfangenen Steuer- und Temperatursignalen regeln. Dabei können Soll/Ist-Regelungen zur Einstellung erwünschter Mediumstemperaturen berücksichtigt werden. Die Steuerelektronik kann die elektrische Heizleistung beispielsweise durch eine Änderung der Stromstärke bei konstanter Spannung regeln. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerelektronik temperaturbedingte Schwankungen der elektrischen Heizleistung der elektrischen Heizschicht berücksichtigt und automatisch ausgleicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse der Steuerelektronik wärmeleitend mit dem Eingangssammelbehälter verbunden ist. Die wärmeleitende Verbindung kann zur Kühlung der Steuerelektronik über einen Wärmeaustausch mit dem ersten Medium genutzt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Verrippung eine Vielzahl von lamellenartigen Blechen umfasst, die im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zu dem Eingangssammelbehälter und parallel zu dem Ausgangssammelbehälter angeordnet sind und im Wesentlichen senkrecht zu den Rohren verlaufen. Diese Anordnung der lamellenartigen Bleche der Verrippung kann die zur Wärmeübertragung bereitgestellte Oberfläche der Verrippung bei geringem Strömungswiderstand in der Mediumsführung und kompakter Abmessung des Wärmetauschers gering halten. Die Bleche können beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Die Bleche können beispielsweise eine Dicke von 0,1 bis 0,2 mm aufweisen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die wärmeleitende Verbindung zwischen den Rohren und der Verrippung eine kraftschlüssige und/oder eine stoffschlüssige Verbindung ist. Auf diese Weise kann die Wärmeübertragung zwischen der Verrippung und den Rohren groß sein und gleichzeitig eine einfache Montage der Verrippung an den Rohren ermöglicht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Verrippung, die die elektrische Heizschicht trägt, in das Gehäuse der Steuerelektronik hineinreicht, und dass eine elektrische Kontaktierung der elektrischen Heizschicht im Inneren des Gehäuses der Steuerelektronik erfolgt. Auf diese Weise kann die elektrische Kontaktierung direkt an der Steuerelektronik angeordnet sein und vor dem Medienstrom in der Mediumsführung geschützt werden. Die elektrische Kontaktierung kann beispielsweise in Form einfacher Klemmstecker erfolgen, die eine leichte Demontage der Steuerelektronik zur Reparatur erlauben, oder durch Anlöten.
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Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Heizschicht einen im Wesentlichen linear mit ihrer Temperatur ansteigenden elektrischen Widerstand hat. Die elektrische Heizschicht ist dann keine PTC-Heizschicht, so dass die von der elektrischen Heizschicht erzeugte Wärmemenge im Wesentlichen konstant und im Rahmen der erreichten Betriebstemperaturen temperaturunabhängig ist. Eine PTC-Heizschicht hat üblicherweise einen stark temperaturabhängigen elektrischen Widerstand, der insbesondere auch stark nichtlinear verläuft. Die elektrische Heizschicht kann beispielsweise eine Chrom und/oder eine Aluminiumlegierung umfassen, die den gewünschten ohmschen Widerstand bereitstellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Heizschicht eine isolierend wirkende Deckschicht umfasst. Die Deckschicht kann elektrisch isolierend und/oder feuchtigkeitsisolierend sein. Die Deckschicht kann Bohrsilikatglas und/oder Silicagel umfassen. Die Deckschicht kann die darunter angeordneten Schichten der elektrischen Heizschicht vor der Anlagerung von Fremdpartikeln schützen. Das anlagern von Fremdpartikeln kann langfristig zu unerwünschten Kriechströmen führen. Eine feuchtigkeitsisolierende Deckschicht kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn die als ohmscher Widerstand zur Erzeugung der elektrischen Heizleistung dienende Schicht, die auch als stromführende Leiterbahnen bezeichnet werden kann, korrosionsgefährdet ist oder von der Deckschicht abgedeckte Bereiche zur Einlagerung von Wasser neigen.
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Weiterhin kann eine Isolationsschicht Bestandteil der Heizschicht sein, die stromführende Leiterbahnen der elektrischen Heizschicht gegenüber den Blechen elektrisch isoliert. Die Isolationsschicht kann bereits bei der Herstellung der Bleche entstehen, beispielsweise wenn die Bleche aus Aluminium bestehen, dessen Oberfläche in der Regel eine Schicht aus Aluminiumoxid aufweist. Diese Schicht kann als Teil der elektrischen Heizschicht angesehen werden. Es kann vorgesehen sein, dass eine derartige Isolationsschicht separat auf die Oberfläche der Bleche aufgebracht wird, wenn die Bleche aus einem Material bestehen, das nicht selbsttätig eine derartige elektrisch isolierende Schicht ausbildet.
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Der vorstehend beschriebene Wärmetauscher kann Bestandteil eines Fahrzeugheizgerätes sein und als Bestandteil dieses Fahrzeugheizgerätes in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht durch einen Wärmetauscher;
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2 eine schematische Draufsicht auf ein Blech; und
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3 eine schematische Schnittansicht durch ein eine elektrische Heizschicht tragendes Blech.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Teile.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch einen Wärmetauscher. Ein in 1 dargestellter Wärmetauscher 10 kann als Bestandteil eines Fahrzeugheizgerätes 44 verwendet werden, wobei das Fahrzeugheizgerät 44 wiederum in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Der Wärmetauscher 10 ist in seiner üblichen Einbaulage dargestellt, so dass der in 1 dargestellte obere Bereich des Wärmetauschers 10 üblicherweise oben ist und der im unteren Bereich von 1 dargestellte untere Bereich des Wärmetauschers 10 üblicherweise unten liegt. Der in 1 dargestellte Wärmetauscher 10 ist als klassischer Kreuzstromwärmetauscher ausgeführt, wobei ein erstes Medium 12 in dem zum Wärmeaustausch vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers 10 senkrecht zu einem zweiten Medium 24 durch den Wärmetauscher 10 strömt. Das erste Medium 12 wird über einen nicht näher bezeichneten Eingangsanschluss am unteren Teil eines Eingangssammelbehälters 30 dem Wärmetauscher 10 zugeführt. Das erste Medium 12 durchströmt den Eingangssammelbehälter 30 und wird über Rohre 14, 16, 18, 46 zu einem Ausgangssammelbehälter 32 geführt. Das in den Ausgangssammelbehälter 32 einströmende erste Medium 12 wird über einen nicht näher bezeichneten Ausgangsanschluss aus dem Wärmetauscher 10 herausgeführt, wobei der Ausgangsanschluss bei der in 1 dargestellten Ausführungsform des Wärmetauschers 10 im unteren Bereich des Ausgangssammelbehälters 32 angeordnet ist. Die Rohre 14, 16, 18, 46, die den Eingangssammelbehälter 30 mit dem Ausgangssammelbehälter 32 verbinden, können beispielsweise als einfache Flachrohre ausgeführt sein, die vorzugsweise einen gleichen, konstanten Querschnitt aufweisen. Die Flachrohre können beispielsweise einen elliptischen Querschnitt haben. Der zwischen den Rohren 14, 16, 18, 46 vorhandene Raum kann als eine Mediumsführung 22 angesehen werden, in der das zweite Medium 24 insbesondere senkrecht zu der dortigen Strömungsrichtung des ersten Mediums 12 innerhalb der Rohre 14, 16, 18, 46 durch den Wärmetauscher 10 hindurchtritt. In der Mediumsführung 22 kann eine Wärmeübertragung von dem ersten Medium 12 auf das zweite Medium 24 erfolgen, wobei in Abhängigkeit von der vorhandenen Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Medium 12 und dem zweiten Medium 24 das jeweilige Medium 12, 24 erwärmt oder abgekühlt wird. Innerhalb des Wärmetauschers 10 findet dementsprechend ein Temperaturausgleich zwischen dem ersten Medium 12 und dem zweiten Medium 24 statt. Eingangs- und Ausgangsanschlüsse für das zweite Medium liegen außerhalb der dargestellten Schnittebene und sind dementsprechend nicht dargestellt.
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Zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen dem ersten Medium 12 und dem zweiten Medium 24 ist in der Mediumsführung 22 eine Verrippung 20 angeordnet. Die Verrippung 20 umfasst Bleche 38, 38', 38'', die beispielsweise identisch geformt sein können. Die Bleche 38, 38', 38'' können die Rohre 14, 16, 18, 46 umgeben und an Verbindungsbereichen 50 wärmeleitend mit den Rohren 14, 16, 18, 46 verbunden sein. Die wärmeleitende Verbindung in den Verbindungsbereichen 50 kann beispielsweise eine kraftschlüssige Verbindung sein. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Rohren 14, 16, 18, 46 kann beispielsweise durch das Weiten der Rohre 14, 16, 18, 46 nach dem Aufschieben und Positionieren der Bleche 38, 38', 38'' auf den Rohren 14, 16, 18, 46 hergestellt werden. Für das Aufschieben der Bleche 38, 38', 38'' auf die Rohre 14, 16, 18, 46 können die Bleche 38, 38', 38'' entsprechende Öffnungen aufweisen. Die Bleche 38, 38', 38'' können, wie in 1 dargestellt, innerhalb der Mediumsführung 22 parallel zueinander angeordnet sein, wobei der Verlauf der einzelnen Bleche 38, 38', 38'' innerhalb der Mediumsführung 22 zur Vergrößerung der Oberfläche der Bleche 38, 38', 38'' innerhalb der Mediumsführung 22 mäanderförmig sein kann. Die einzelnen Bleche 38, 38', 38'' können jeweils für sich genommen einzelne Lamellen beziehungsweise lamellenartige Strukturen ausbilden, die in direktem Kontakt mit dem durch die Mediumsführung 22 strömenden zweiten Medium 24 stehen. Die Bleche 38, 38', 38'' können beispielsweise aus Aluminium bestehen und zwischen 0,1 und 0,2 mm dick sein.
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Im oberen Bereich des Wärmetauschers 10 kann eine Steuerelektronik 34 angeordnet sein, die insbesondere zur Steuerung einer in 1 nicht separat dargestellten elektrischen Heizschicht dienen kann. Diese elektrische Heizschicht kann auf einer Oberfläche der Bleche 38, 38', 38'' flächig aufgebracht sein und über eine elektrische Kontaktierung 40 mit der Steuerelektronik 34 verbunden sein. Die elektrische Heizschicht wird später im Zusammenhang mit 3 näher beschrieben. Die Steuerelektronik 34 kann in einem Gehäuse 36 aufgenommen sein, wobei Enden der Bleche 38, 38', 38'' bis in das Gehäuse 36 hineinragen können, so dass eine elektrische Kontaktierung 40 innerhalb des Gehäuses 36 erfolgen kann. Die Steuerelektronik 34 kann insbesondere an den Eingangssammelbehälter 30 wärmeleitend gekoppelt sein, wozu beispielsweise ein Kühlkörper 52 im oberen Bereich des Eingangssammelbehälters 30 vorgesehen sein kann, der eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Eingangssammelbehälter 30 und der Steuerelektronik 34 herstellen kann. Auf diese Weise kann die Steuerelektronik 34 durch das in den Eingangssammelbehälter 30 einströmende erste Medium 12 gekühlt werden.
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Das erste Medium 12 kann beispielsweise ein flüssiges Medium sein. Das erste Medium 12 kann beispielsweise ein Kühlmittel eines Kraftfahrzeugs sein. Durch die Anordnung des Eingangsanschlusses im unteren Bereich des Eingangssammelbehälters 30 und des Ausgangsanschlusses im unteren Bereich des Ausgangssammelbehälters 32 kann das erste Medium 12 zu Wartungszwecken leicht aus dem Wärmetauscher 10 abgelassen werden. Im oberen Bereich des Wärmetauschers 10, beispielsweise wie in 1 dargestellt an dem obersten Punkt des Eingangssammelbehälters 30, kann eine Entlüftung 58 vorgesehen sein, durch die auch ein vollständiges blasenfreies Befüllen des Wärmetauschers 10 leicht möglich wird.
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Die Anordnung der Steuerelektronik 34 im oberen Bereich des Wärmetauschers 10 schützt die Steuerelektronik 34 vor aus dem Wärmetauscher 10 durch Leckagen eventuell austretendem ersten Medium 12 sowie vor Kondenswasser, welches sich aufgrund von Temperaturgradienten bilden kann. Eventuell austretendes Medium 12 und Kondenswasser werden sich schwerkraftbedingt vorzugsweise im unteren Bereich des Wärmetauschers 10 sammeln.
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Der Eingangssammelbehälter 30 kann ein Führungsblech 48 umfassen, durch das das erste Medium 12, vor der Zuführung zu den einzelnen Rohren, 14, 16, 18, 46 vollständig durch den oberen Bereich des Eingangssammelbehälters 30 strömt. Auf diese Weise kann eine auf die Steuerelektronik 34 ausgeübte Kühlwirkung verbessert werden.
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Die Steuerelektronik 34 kann über in 1 nicht dargestellte Temperatursensoren verfügen, die sowohl die Temperatur des ersten Mediums an verschiedenen Stellen innerhalb des Wärmetauschers 10 als auch die Temperatur des zweiten Mediums 24 an verschiedenen Stellen des Wärmetauschers 10 bestimmt. Vorzugsweise können die Temperatursensoren nahe der jeweiligen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse für das erste Medium 12 und das zweite Medium 24 angeordnet sein. Weiterhin können auch auf der Oberfläche der Verrippung 20 Temperatursensoren vorgesehen sein, wodurch insbesondere die Temperatur der elektrischen Heizschicht überwachbar wird. Die elektrische Kontaktierung 40 zwischen der nicht dargestellten elektrischen Heizschicht auf der Oberfläche der Bleche 38, 38', 38'' und der Steuerelektronik 34 kann beispielswiese durch Klemmkontakte oder Verlöten hergestellt sein. Hinsichtlich einer einfachen Reparatur beziehungsweise einer leichten Tauschbarkeit der Steuerelektronik 34 ist die Verwendung von Klemmkontakten bevorzugt. Die elektrische Kontaktierung 40 kann auch elektrische Kontakte für eventuell an den Blechen angeordnete Sensoren, insbesondere Temperatursensoren bereitstellen.
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Die Steuerelektronik 34 kann die elektrische Heizleistung in Abhängigkeit von empfangenen Steuer und Temperatursignalen regeln. Dabei können Soll/Ist-Regelungen zur Einstellung erwünschter Mediumstemperaturen an den Ausgängen des Wärmetauschers berücksichtigt werden. Die Steuerelektronik 34 kann die elektrische Heizleistung beispielsweise durch eine Änderung der Stromstärke bei konstanter Spannung regeln. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerelektronik 34 temperaturbedingte Schwankungen der elektrischen Heizleistung der elektrischen Heizschicht berücksichtigt und automatisch ausgleicht.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Blech. Das in 2 dargestellte Blech 38 weist Öffnungen 14', 16, 18', 46' auf, durch die die jeweiligen in 1 erkennbaren Rohre 14, 16, 18, 46 durch das Blech 38 hindurchtreten können. Auf der Oberfläche des Blechs 38 ist eine elektrische Heizschicht 26 mit der elektrischen Kontaktierung 40 erkennbar, wobei der Einfachheit halber lediglich die elektrische Leiterbahn dargestellt ist, die zur Wärmeerzeugung von Strom durchflossen wird. Die elektrische Heizschicht 26 kann die gesamte Oberfläche 28 des Blechs 38 bedecken.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht durch ein eine elektrische Heizschicht tragendes Blech. Das in 3 seitlich geschnitten dargestellte Blech 38 weist eine Oberfläche 28 auf, auf der flächig eine elektrische Heizschicht 26 aufgetragen ist. Die elektrische Heizschicht 26 kann eine Leiterbahn 56 umfassen, die während des Betriebs der elektrischen Heizschicht 26 von Strom durchflossen wird und in der elektrische Energie in Wärme umgesetzt wird. Die Leiterbahn 56 kann Chrom und/oder eine Aluminiumlegierung umfassen. Die elektrische Heizschicht 26 kann eine Isolationsschicht 54 umfassen, die die Leiterbahn 56 gegenüber dem Blech 38 elektrisch isoliert. Die elektrische Heizschicht 26 kann weiterhin auch eine Deckschicht 42 umfassen, die die elektrische Leiterbahn 56 gegenüber der Mediumsführung 22 isoliert, in der das Blech 38 gemäß dem in 1 dargestellten Wärmetauscher angeordnet sein kann. Die Deckschicht 42 kann beispielsweise eine elektrische Isolationswirkung haben. Die Deckschicht 42 kann beispielsweise als Berührungsschutz dienen, so dass Schmutz und andere Partikel nicht elektrisch leitend in Berührung mit der Leiterbahn 56 gelangen können. Die Deckschicht 42 kann weiterhin wasserabweisend sein, so dass die Leiterbahn 56 nicht mit eventuell in der Mediumsführung 22 vorhandener Feuchtigkeit kontaminiert wird. Die Deckschicht 42 kann beispielsweise Bohrsilikatglas umfassen. Die Leiterbahn 56 kann beispielsweise Chrom oder eine Aluminiumlegierung umfassen. Das Blech 38 kann beispielsweise aus Aluminium bestehen, wobei die Oberfläche 28 des Blechs 38 durch Oxidationsprozesse in der Regel als elektrisch isolierendes Aluminiumoxid (Al2O3) vorliegt, welches im vorliegenden Fall zu der elektrischen Heizschicht 26 gezählt wird. Besteht das Blech 38 aus einem Material, das nicht selbsttätig eine elektrisch isolierende Oberflächenschicht ausbildet, so kann das Aufbringen einer Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche 28 des Blechs 38 in separaten Fertigungsschritten erforderlich sein. Die elektrische Heizschicht 26 kann die gesamte Oberfläche 28 des Blechs 38 bedecken.
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Die einzelnen Schichten der elektrischen Heizschicht 26 können mithilfe eines thermischen Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahrens auf das Blech 38 aufgebracht werden. Durch dieses Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren können die einzelnen Schichten der elektrischen Heizschicht 26 flächig auf der Oberfläche 28 des Blechs 38 aufgebracht werden. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann beispielsweise ein Plasmaspritzverfahren, ein Kaltgasspritzverfahren oder ein Flammspritzverfahren sein. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann insbesondere ein Kaltgasplasmaspritzverfahren oder ein Suspensionsflammspritzverfahren sein. Beim Kaltgasspritzen kann ein Gas, beispielsweise Stickstoff, auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, wobei mit dem Gas beförderte Partikel mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mehrfacher Schallgeschwindigkeit, auf das Blech oder eine bereits auf dem Blech aufgebrachte Schicht der elektrischen Heizschicht treffen und durch die hohe kinetische Energie eine dichte, fest haftende Schicht bilden. Beim Suspensionsflammspritzen wird zunächst eine Suspension mit den aufzubringenden/aufzuspritzenden Partikeln hergestellt, um diese Suspension dann mit einer Flamme einzudüsen. Dabei verdampft die verwendete Flüssigkeit zumindest teilweise, vorzugsweise ganz, und es treffen im Idealfall nur die jeweiligen Partikel auf die behandelte Oberfläche, wodurch sich ebenfalls dichte Schichten herstellen lassen. Die erzeugte elektrische Heizschicht 26 ist flächig und insbesondere stoffschlüssig auf der Oberfläche des Blechs 38 aufgebracht. Eine Leiterbahn 56, die den ohmschen Widerstand der elektrischen Heizschicht 26 im Wesentlichen bereitstellt, kann bereits strukturiert, das heißt einzelne voneinander unabhängige elektrische Stromkreise definierend, aufgebracht werden, und/oder nach der Auftragung strukturiert beziehungsweise weiter strukturiert werden. Zur Strukturierung nach dem Auftragen können je nach Bedarf, beispielsweise in Abhängigkeit des gewünschten Leiterbahnabstandes, unterschiedliche, an sich bekannte Verfahren angewendet werden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wärmetauscher
- 12
- erstes Medium
- 14
- Rohr
- 14'
- Öffnung
- 16
- Rohr
- 16'
- Öffnung
- 18
- Rohr
- 18'
- Öffnung
- 20
- Verrippung
- 22
- Mediumsführung
- 24
- zweites Medium
- 26
- elektrische Heizschicht
- 28
- Oberfläche
- 30
- Eingangssammelbehälter
- 32
- Ausgangssammelbehälter
- 34
- Steuerelektronik
- 36
- Gehäuse
- 38
- Blech
- 38'
- Blech
- 38''
- Blech
- 40
- elektrische Kontaktierung
- 42
- Deckschicht
- 44
- Fahrzeugheizgerät
- 46
- Rohr
- 46'
- Öffnung
- 48
- Führungsblech
- 50
- Verbindungsbereich
- 52
- Kühlkörper
- 54
- Isolationsschicht
- 56
- Leiterbahn
- 58
- Entlüftung
