DE102017203258A1

DE102017203258A1 - Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE102017203258A1
Application number: DE102017203258.8A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Michael Kohl; Wolfgang Seewald; Regina Zeiler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-08-30
Also published as: WO2018158286A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) mit einem Sammelkasten (3, 103, 203, 303, 403) und mit einem Rohrrippenblock (2, 102, 202), wobei der Sammelkasten (3, 103, 203, 303, 403) mittels einer Trennwand (4, 104, 404) in eine Einlasskammer (5, 105, 405) und eine Auslasskammer (6, 106, 406) unterteilt ist, wobei der Rohrrippenblock (2, 102, 202) eine Mehrzahl von Rohren (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) und Rippenelementen (8, 108, 208, 708) aufweist, wobei die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart gebogen sind, dass jeweils ein erstes Ende (10, 110) eines Rohrs (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in die Einlasskammer (5, 105, 405) führt und mit dieser fluidverbunden ist und jeweils ein zweites Ende (11, 111) eines Rohrs (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in die Auslasskammer (6, 106, 406) führt und mit dieser fluidverbunden ist, wobei zumindest einzelne der Rippenelemente (8, 108, 208, 708) derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) verbunden sind, wobei das erste und das zweite Ende (10, 110; 11, 111) eines jeweiligen Rohres (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in einer Längsrichtung des Rohrrippenblocks (2, 102, 202) benachbart zueinander angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung, insbesondere zur Beheizung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise einen beheizbaren Fahrzeuginnenraum auf. Dazu weisen Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor üblicherweise einen im Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors angeschlossenen Heizungswärmeübertrager auf, durch welchen heißes Kühlmittel strömt, das vom Verbrennungsmotor erwärmt wird. Das Kühlmittel wird dabei primär verwendet, um den Verbrennungsmotor zu kühlen. Die Abwärme des Verbrennungsmotors wird auf das Kühlmittel übertragen und wird im Heizungswärmeübertrager zum Beheizen des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Dabei wird die durch den Heizungswärmeübertrager strömende Luft erwärmt und dem Fahrzeuginnenraum zugeführt.
Insbesondere Kraftfahrzeuge mit verbrauchsarmen Verbrennungsmotoren, die weniger Abwärme erzeugen, und Kraftfahrzeuge mit Plug-In/Range Extender benötigen für die Innenraumbeheizung Zuheizeinrichtungen. Kraftfahrzeuge mit Elektroantrieb benötigen zusätzliche Heizeinrichtungen, da eine Erwärmung mit vom Verbrennungsmotor erwärmtem Kühlmittel bei diesen Kraftfahrzeugen grundsätzlich nicht zur Verfügung steht, weil sie keinen Verbrennungsmotor aufweisen.
Dabei ist vor allem in der Startphase und/oder bei geringen Außentemperaturen ein Zuheizen bzw. ein Heizen erwünscht oder notwendig.
Hierfür sind verschiedene Heizeinrichtungen bzw. Zuheizeinrichtungen bekannt geworden, wie beispielsweise elektrische Zuheizeinrichtungen, Wärmepumpeneinrichtungen, Brennstoffheizer, sowie eine Zuheizung mittels Abgas-Wärmeübertragern.
Die Bezeichnungen Heizung und Zuheizung und die Bezeichnungen Heizer und Zuheizer werden im Nachfolgenden im Sinne der vorliegenden Erfindung synonym verwendet. Dies bedeutet, dass ein Heizer zum Heizen oder zum Zuheizen verwendet werden kann und somit auch als Zuheizer verwendet werden kann.
Die elektrische Zuheizung hat den Vorteil, dass die dafür notwendigen elektrischen Heizeinrichtungen im Vergleich zu anderen Lösungen relativ kostengünstig sind und dass die erzeugte Wärme relativ spontan spürbar ist, weil die elektrische Leistung quasi sofort in spürbare Wärme umgesetzt wird. Weiterhin sind elektrische Heizeinrichtungen platzsparend und damit in einem Kraftfahrzeug flexibel einbaubar.
Für hybridisierte Fahrzeuge oder rein elektrisch betriebene Fahrzeuge ist der Stellenwert der elektrischen Heizung bzw. Zuheizung noch größer, da eine Erwärmung über Abwärme des Verbrennungsmotors nicht möglich ist. Bei solchen Kraftfahrzeugen werden elektrische Leistungen von etwa mehr als 3kW benötigt. Dies bedeutet auch, dass eine hohe Leistungsdichte vorteilhaft ist. Bei solchen Kraftfahrzeugen liegt die Bordnetzspannung meist über 60 Volt, teilweise sogar über 300 V. Aufgrund der hohen geforderten Heizleistungen am (Zu-)Heizer wird auch diese elektrische Heizeinrichtung mit der hohen Spannung betrieben um die im Betrieb auftretende Stromstärke möglichst gering zu halten.
Ein solcher Heizer bzw. Zuheizer als Heizeinrichtung für Hochvoltanwendungen, also für Spannungen über 60 Volt, muss so ausgebildet sein, dass eine Gefährdung durch die Heizeinrichtung im Betrieb oder bei einer Wartung ausgeschlossen werden kann.
Bei den elektrischen Heizeinrichtungen als Zuheizer oder als alleinige Heizer gibt es grundsätzlich die Möglichkeit, dass die elektrische Leistung direkt in ein flüssiges Medium, wie beispielsweise ein Kühlmittel, geleitet wird, welches über einen weiteren Wärmetauscher die Wärme in den Innenraum des Kraftfahrzeugs abgibt. Eine solche Heizeinrichtung wird auch als kühlmittelseitige Heizeinrichtung bezeichnet.
Auch gibt es die Möglichkeit, dass die elektrische Leistung an die Luft abgegeben wird und diese erwärmte Luft für die Beheizung des Innenraums herangezogen wird. Eine solche Heizeinrichtung wird auch als luftseitige Heizeinrichtung bezeichnet.
Die luftseitigen Heizeinrichtungen sind zeitlich spontaner, da die elektrische Energie zu nahezu hundert Prozent in Lufterwärmung umgesetzt wird. Der Wirkungsgrad liegt bei nahezu hundert Prozent. Er kann sinnvollerweise jedoch nur zur Erwärmung des Innenraumes der Fahrzeugkabine eingesetzt werden. Ebenso ist er sinnvollerweise im Fahrzeuginnenraum, also im Klimagerät, integriert. Die Integration einer Hochspannungskomponente im Innenraum ist sicherheitsbedingt jedoch aufwendig und bedeutet in der Regel eine aufwändigere Konstruktion des Klimageräts, was die Kosten erhöht.
Die kühlmittelseitige Heizeinrichtung ist in ihrer Heizwirkung nicht ganz so spontan und effizient, da die elektrische Energie erst genutzt wird, um das Fluid, beispielsweise in einem kleinen Wasserkreislauf, aufzuwärmen. An einem separaten Kühlmittel/Luft-Wärmeübertrager, wie bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, wird das erwärmte Fluid bzw. Wasser genutzt, um die in den Innenraum einströmende Luft zu erwärmen.
Es befindet sich dabei vorzugsweise keine Hochspannungskomponente im Innenraum des Kraftfahrzeugs. Auch ist es bei dieser Konstellation vorteilhaft, dass die kühlmittelseitige Heizeinrichtung an verschiedenen Stellen außerhalb des Innenraums im Kraftfahrzeug angebracht werden kann. Das Klimagerät kann wie bei einem klassischen Kraftfahrzeug genutzt werden, ohne dass große konstruktive Änderungen notwendig werden. Ein weiterer Vorteil der kühlmittelseitigen Heizeinrichtung ist die Möglichkeit, eine Batterie, beispielsweise bei einem reinen Elektrofahrzeug, durch das warme Wasser bzw. durch das Kühlmittel mit zu beheizen bzw. aufwärmen zu können.
Im Stand der Technik sind verschiedene kühlmittelseitige Heizeinrichtungen bekannt geworden. Die DE 10 2010 060 446 A1 offenbart eine Widerstandsheizeinrichtung mit einer wendelförmigen Heizwendel in einem kühlmitteldurchströmten Gehäuse. In dieser Heizwendel befindet sich ein wiederum wendelförmiger Heizdraht. Der Spannungsabfall bzw. der Stromfluss erfolgt entlang dieses wendelförmig gewickelten Heizdrahtes. Die Konstruktion ist allerdings sehr aufwändig und damit auch in der Herstellung teuer.
Es sind auch Heizeinrichtungen mit PTC-Heizelementen bekannt, die mittels Kontaktelektroden bestromt werden, siehe die EP 1 872 986 A1 . Die Heizelemente geben ihre Wärme nur indirekt an das Kühlmittel, da die Heizeinheit, bestehend aus Heizelementen und Kontaktelektroden, elektrisch isoliert ist. Die Wärme muss dabei zumindest durch die elektrische Isolation aus schlecht thermisch leitenden Materialien und durch das Gehäuse des kühlmittelführenden Kanals, um das Kühlmittel zu erwärmen. Bei dem Gehäuse handelt es sich um einen recht massiven Gusskörper, der U-förmige Ausnehmungen aufweist, die in die Fluidkammern hineinragen. Das Kühlmittel strömt dann um die U-förmigen Ausnehmungen mäanderförmig herum. In diesen Fluidkammern sitzen die Heizelemente, die auf beiden Seiten isoliert sind. Die Heizeinheit bestehend aus PTC-Heizelementen und Kontaktelektroden wird dann mit einem Klemmkeil aus Aluminium in die U-förmigen Ausnehmungen eingepresst. Durch diese Verpressung erfolgen die elektrische Kontaktierung zwischen PTC-Heizelementen und Kontaktelektroden und die thermische Kontaktierung zwischen Heizeinheit und U-förmiger Ausnehmung. Solche Heizeinrichtungen sind auch durch die EP 2 637 475 A1 und durch die EP 2 440 004 B1 bekannt geworden.
Die Heizeinrichtungen gemäß dem Stand der Technik weisen dabei auch Nachteile auf. Die kühlmittelseitigen Widerstandsheizer weisen keine Eigensicherheit der Heizeinheit bezüglich einer Temperaturüberhöhung auf. Daher ist eine Temperaturüberwachung und eine entsprechende Abschaltung notwendig, beispielsweise bei einem plötzlichen Stillstand des Kühlmittelvolumenstroms. Die kühlmittelseitigen PTC-Heizeinrichtungen weisen üblicherweise eine hohe Anzahl an Heizeinheiten auf, die aus zwei Kontaktelektroden und PTC-Heizelementen und Isolationen bestehen. Dadurch resultiert ein eher hoher Montageaufwand. Durch die Gussgehäuse resultieren schwere und große Ausführungen. Im Gegensatz zu PTC-Heizeinrichtungen können sich Widerstandsheizeinrichtungen nicht oder nur sehr bedingt selbst regulieren. Eine sehr begrenzte Selbstregulierung kann durch die Verwendung eines Heizdrahtes erreicht werden, der eine PTC-Widerstandscharakteristik aufweist. Dennoch kann bei Ausbleiben ausreichender Kühlung nicht verhindert werden, dass Überhitzungen des Heizdrahtes oder des Wärmeübertragers auftreten.
Die DE 10 2010 0660 446 A1 offenbart eine Widerstandsheizeinrichtung, bei welcher drei benachbart angeordnete Heizstufen als Heizdrahtwindungen Vorgesehen sind, welche PTC-Widerstandscharakteristik aufweisen. Durch die Widerstandsänderung infolge Temperaturänderung lässt sich so evtl. eine Aussage über das Vorhandensein eines Kühlmittels und über eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Kühlmittels treffen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass man durch die drei Stufen insgesamt sechs Durchtritte in der Anschlussplatte benötigt. Je mehr Durchtritte und Heizwendeln vorhanden sind, desto mehr elektrische Anschlussstellen sind notwendig, die verbunden werden müssen. Dies führt zu einer erhöhten Möglichkeit von potentiellen Fehlerquellen und zu einer erhöhten Anzahl von mehr Lötstellen, die eine potentielle Gefahr für Undichtigkeiten der Heizeinrichtung darstellen. Da jede Heizstufe aus mehreren Windungen besteht, besteht die Gefahr, dass es lokal zu Überhitzungen kommen kann, ohne dass diese Überhitzungen detektiert werden. Das könnte beispielsweise dann der Fall sein, wenn im stehenden Einbauzustand sich nur die erste Windung der ersten Heizstufe außerhalb des Kühlmittels befindet. Diese erste Windung kann sich entsprechend übermäßig erhitzen ohne dabei eine ausreichende Widerstandsänderung herbeizuführen, da der größte Teil der Heizstufe noch von Kühlmittel benetzt wird. Solche Situationen können beispielsweise durch einen schleichenden Kühlmittelverlust oder durch einen Kühlmittelpumpenausfall entstehen.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Heizeinrichtung zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik einfach und kostengünstig herzustellen ist und dennoch gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung mit einem Sammelkasten und mit einem Rohrrippenblock, wobei der Sammelkasten mittels einer Trennwand in eine Einlasskammer und eine Auslasskammer unterteilt ist, wobei der Rohrrippenblock eine Mehrzahl von Rohren und Rippenelementen aufweist, wobei die Rohre derart gebogen sind, dass jeweils ein erstes Ende eines Rohrs in die Einlasskammer führt und mit dieser fluidverbunden ist und jeweils ein zweites Ende eines Rohrs in die Auslasskammer führt und mit dieser fluidverbunden ist, wobei zumindest einzelne der Rippenelemente derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre verbunden sind, wobei das erste und das zweite Ende eines jeweiligen Rohres in einer Längsrichtung des Rohrrippenblocks benachbart zueinander angeordnet sind. Dabei ist die Längsrichtung des Rohrrippenblocks die Richtung, in welcher sich der Sammelkasten längserstreckt. Die Längsrichtung steht dabei quer zur Luftdurchströmungsrichtung der Luft durch den Rohrrippenblock. Dadurch kann eine Heizeinrichtung geschaffen werden, die wenig Bauraum benötigt und dennoch eine homogene Aufheizung der durch den Rohrrippenblock strömenden Luft bewirkt. Durch die Vorsehung nur eines Sammelkastens an einer Seite des Rohrrippenblocks kann Bauraum eingespart werden. Durch die Gestaltung der Rohre wird eine relativ gleichmäßige Verteilung der Wärme erreicht, was zu einer homogenen Lufterwärmung der den Rohrrippenblock durchströmenden Luft führt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einlasskammer und die Auslasskammer parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, wobei die Einlasskammer oder die Auslasskammer auf der dem Rohrrippenblock zugewandten Seite des Sammelkastens angeordnet ist und die Auslasskammer oder die Einlasskammer auf der dem Rohrrippenblock abgewandten Seite des Sammelkastens angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Einlasskammer und die Auslasskammer jeweils entlang des Rohrrippenblocks sich erstreckend angeordnet sind und die Rohre des Rohrrippenblocks über die gesamte Länge des Rohrrippenblocks bzw. der Einlasskammer und der Auslasskammer mit diesen fluidverbindbar sind, wobei die Rohre dabei einfach gestaltet sein können und einfach mit der Einlasskammer und der Auslasskammer verbindbar sind.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es auch vorteilhaft, wenn die Rohre derart mit der Einlasskammer fluidverbunden sind, dass die ersten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Einlasskammer münden und dass die Rohre derart mit der Auslasskammer fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Einlasskammer führen und durch die Trennwand in die Auslasskammer münden. Dadurch können die Enden der Rohre jeweils von einer Seite hin zum Sammelkasten geführt werden und sie können durch eine Außenwand des Sammelkastens bzw. durch eine Außenwand und die Trennwand geführt werden, um in die Einlasskammer bzw. in die Auslasskammer geführt zu werden bzw. mit dieser fluidverbunden zu sein.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die Rohre derart mit der Auslasskammer fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer münden und dass die Rohre derart mit der Einlasskammer fluidverbunden sind, dass die ersten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer führen und durch die Trennwand in die Einlasskammer münden. Auch dadurch wird eine einfache bauraumsparende Gestaltung erreicht.
Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn die Einlasskammer derart ausgebildet ist, dass die Enden der Rohre, die durch die Einlasskammer führen und in die Auslasskammer münden, die Einlasskammer nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden der Rohre erlaubt oder die Auslasskammer derart ausgebildet ist, dass die Enden der Rohre, die durch die Auslasskammer führen und in die Einlasskammer münden, die Auslasskammer nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden der Rohre erlaubt. Die Einlasskammer und/oder die Auslasskammer sind dabei derart gestaltet, dass sie in Luftströmungsrichtung breiter gestaltet sind als die Rohre, so dass die Rohre den inneren Querschnitt der Einlasskammer und/oder der Auslasskammer nicht vollständig blockieren. Dadurch wird eine geeignete Fluidströmung in der Einlasskammer bzw. in der Auslasskammer erreicht, um das Fluid ein- oder ausströmen zu können.
Auch ist es auch vorteilhaft, dass die Einlasskammer mit einem Einlassanschluss versehen ist zur Einströmung eines Fluids in die Einlasskammer und dass die Auslasskammer mit einem Auslassanschluss versehen ist zur Ausströmung des Fluids aus der Auslasskammer. Dadurch kann die Heizeinrichtung an einen Fluidkreislauf angeschlossen werden, um heißes Fluid durch die Heizeinrichtung strömen zu lassen. Durch Wärmetausch von dem Fluid auf die durch den Rohrrippenblock strömende Luft kann die Luft zur Beheizung eines Kraftfahrzeuginnenraums genutzt werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn der Einlassanschluss und der Auslassanschluss an gegenüberliegenden Endbereichen des Sammelkastens angeordnet sind oder dass der Einlassanschluss und der Auslassanschluss an dem gleichen Endbereich des Sammelkastens angeordnet sind oder dass der Einlassanschluss und der Auslassanschluss an einer Oberseite des Sammelkastens angeordnet sind. Dadurch kann die Anschlussanordnung je nach verfügbarem Bauraum und vorgesehener Anschlusskonfiguration der Versorgungsleitungen angepasst werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn in den Rohrrippenblock zumindest ein elektrisch aufheizbares Heizelemente integriert ist, insbesondere eine Mehrzahl von elektrisch aufheizbaren Heizelementen integriert sind. Dadurch kann neben der Aufheizung der Luft durch das Fluid zusätzlich oder alternativ durch elektrisch aufheizbare Heizelemente erwärmt werden.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn das elektrisch aufheizbare Heizelement oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente benachbart zu einem Rippenelement angeordnet ist bzw. sind. Dadurch wird die elektrisch erzeugte Wärme möglichst direkt über die Rippenelemente an die die Rippenelemente durchströmende Luft weitergegeben bzw. übetrtragen.
So ist es auch vorteilhaft, wenn das elektrisch aufheizbare Heizelement oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente jeweils zwischen zwei Rippenelementen angeordnet ist bzw. sind. Dadurch kann eine effektive Wärmeübertragung an die Luft erreicht werden, weil die Wärme beidseitig an ein Rippenelement abgegeben werden kann.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn das elektrisch aufheizbare Heizelement oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente benachbart zu einem Rohr angeordnet ist bzw. sind. Dadurch kann das Rohr und damit auch das durch das Rohr strömende Fluid durch das elektrisch aufheizbare Element erwärmt werden. Dadurch wird die Wärmeabgabe über die Rippen erhöht, weil die Temperatur des Fluids ansteigt.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das elektrisch aufheizbare Heizelement oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente jeweils zwischen zwei Rohren angeordnet ist bzw. sind. Damit kann der Wärmeübergang auf das Fluid verbessert werden.
Gemäß einem Gedanken der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Rohre U-förmig ausgebildet sind und einen einlassseitigen Rohrschenkel und einen auslassseitigen Rohrschenkel aufweisen. Der einlassseitige Rohrschenkel kommuniziert mit der Einlasskammer und der auslassseitige Rohrschenkel kommuniziert dabei mit der Auslasskammer. Diese Rohre lassen sich gut herstellen und sie können gut zu einem ebenen Rohrrippenblock verbaut werden. Dadurch, dass die Rohre eine eigene Umlenkung aufweisen, wird das Temperaturprofil der den Rohrrippenblock durchströmenden Luft relativ homogen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn ein elektrisch aufheizbares Heizelement oder dass die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente benachbart zu einem einlassseitigen Rohrschenkel und/oder zu einem auslassseitigen Rohrschenkel angeordnet ist bzw. sind. Dann kann das durch die Rohre strömende Fluid von der Einlasskammer und/oder zu der Auslasskammer strömend erwärmt werden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn ein elektrisch aufheizbares Heizelement oder dass die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente zwischen zwei einlassseitigen Rohrschenkeln angeordnet ist bzw. sind. Dadurch wird das Fluid schnell erwärmt, welches durch die Rohre strömt und kann die Wärme wieder gut an die Luft abgeben.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken ist es günstig, wenn ein elektrisch aufheizbares Heizelement oder wenn die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente zwischen zwei auslassseitigen Rohrschenkeln angeordnet ist bzw. sind. Dadurch wird das Fluid ebenso weiter erwärmt, welches durch die Rohre strömt und kann die Wärme anschließend wieder gut an die Luft abgeben.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die elektrisch aufheizbaren Heizelemente über eine Brücke miteinander verbunden sind, wobei die Brücke insbesondere auf der dem Sammelkasten gegenüberliegenden Seite des Rohrrippenblocks angeordnet ist. Dadurch können die Rohre mit der Brücke zusammen verbaut werden und gegebenenfalls eine bauliche Einheit einer elektrischen Zuheizung bilden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Brücke eine elektronische Steuereinheit aufweist zur Steuerung der elektrisch aufheizbaren Heizelemente.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
Figurenliste
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizeinrichtung,
2 eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der 1,
3 eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der 1,
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung, und
10 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1, 2 und 3 zeigen in verschiedenen Ansichten ein schematisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1. Die 1 zeigt die Heizeinrichtung 1 in einer Seitenansicht und die 2 und 3 zeigen jeweils einen Teilschnitt der 1 gemäß Linie A-A bzw. gemäß der Linie B-B.
Die Heizeinrichtung 1 weist einen Rohrrippenblock 2 und einen Sammelkasten 3 auf. Der Sammelkasten 3 ist entlang der Längsrichtung L des Rohrrippenblocks 2 an einer Seite des Rohrrippenblocks 2 angeordnet. Dabei ist die Längsrichtung L auch die Längsrichtung des Sammelkastens 3.
Der Sammelkasten 3 ist mittels einer Trennwand 4 in eine Einlasskammer 5 und in eine Auslasskammer 6 unterteilt. Dabei verläuft die Trennwand 4 in Richtung der Längsrichtung L und ist in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, so dass der Sammelkasten 3 in eine dem Rohrrippenblock 2 benachbarte Kammer und in eine dem Rohrrippenblock 2 abgewandte Kammer unterteilt ist. Die dem Rohrrippenblock 2 benachbarte Kammer ist auf ihrer vollen Länge zwischen dem Rohrippenblock 2 und der dem Rohrrippenblock abgewandten Kammer angeordnet.
Der Rohrrippenblock 2 weist eine Mehrzahl von Rohren 7 und von Rippenelementen 8 auf. Die Rohre 7 und die Rippenelemente 8 bilden den Rohrrippenblock 2 und sie sind gemäß 1 in einer geschichteten Anordnung angeordnet, so dass die Rohre 7 und die Rippenelemente 8 derart benachbart angeordnet sind, dass sich jeweils die Rohre 7 und die Rippenelemente 8 in Längsrichtung L abwechseln. Man erkennt in 1, dass ein Rippenelement 8 jeweils zwischen zwei Rohren 7 angeordnet ist. Dabei könnten auch noch randseitige Rippenelemente angeordnet sein, die benachbart zu den Randrohren 9 angeordnet wären.
Auch ist in der 1 zu erkennen, dass beiderseits der Rohre 7, bis auf die beiden Randrohre 9, jeweils benachbart dazu ein Rippenelement 8 angeordnet ist.
Die Rohre 7 sind bevorzugt als Flachrohre ausgebildet, deren Breitenrichtung in Luftströmungsrichtung LR, also in die Bildebene hinein, ausgerichtet ist. So kann die Luft an den Rohren 7 entlang ihrer Breitenrichtung strömen.
Die Rohre 7 sind derart gebogen, dass jeweils ein erstes Ende 10 eines Rohrs 7 in die Einlasskammer 5 führt und mit dieser fluidverbunden ist und jeweils ein zweites Ende 11 eines Rohrs 7 in die Auslasskammer 6 führt und mit dieser fluidverbunden ist. Das Ende 10 wird durch Öffnungen 12 in der Außenwand 13 des Sammelkastens 3 geführt und fluiddicht abgedichtet. Das Ende 11 wird sowohl durch Öffnungen 12 in der Außenwand 13 als auch durch Öffnungen 14 in der Trennwand 4 geführt und jeweils an den Öffnungen 12, 14 fluiddicht abgedichtet.
Die 2 zeigt die Anordnung eines Endes 10 in der Einlasskammer 5, in welcher heißes Fluid strömt. Die Enden 10 ragen etwa bis zur Hälfte oder weniger in die Einlasskammer 5 hinein und das Fluid 15 strömt in das offene Ende des Rohrs 7 ein. Dabei ist das Rohr 7 durch eine Öffnung 12 in der Außenwand 13 in die Einlasskammer 5 geführt. Die Verbindung zwischen der Außenwand 13 und dem Rohr 7 ist im Bereich der Öffnung 12 abgedichtet.
Die 3 zeigt die Anordnung eines Endes 11 in der Auslasskammer 6, in welcher zumindest etwas abgekühlteres Fluid strömt. Die Enden 11 ragen etwa bis zur Hälfte oder weniger in die Auslasskammer 6 hinein und das Fluid 15 strömt aus dem offenen Ende des Rohrs 7 aus. Dabei ist das Rohr 7 durch eine Öffnung 12 in der Außenwand 13 und durch eine Öffnung 14 in der Trennwand 4 in die Auslasskammer 6 geführt. Die Verbindung zwischen der Außenwand 13 bzw. der Trennwand 4 und dem Rohr 7 ist im Bereich der Öffnung 12 bzw. 14 jeweils abgedichtet.
Die 1 zeigt weiterhin, dass die Rohre 7 U-förmig ausgebildet sind. Die Rohre 7 weisen gegenüber dem Sammelkasten eine Umlenkung 16 auf. Die Rohre 7 sind in Längsrichtung benachbart zueinander angeordnet, so dass die Umlenkungen 16 der einzelnen Rohre 7 ebenfalls benachbart zueinander angeordnet sind. Der Rohrrippenblock 2 weist dabei also nur einen Sammelkasten 3 auf, wobei an der dem Sammelkasten 3 gegenüberliegenden Seite des Rohrrippenblocks 2 die Umlenkungen 16 der Rohre 7 angeordnet sind. Dabei sind die Rohre 7 auch derart angeordnet, dass das erste und das zweite Ende 10, 11 eines jeweiligen Rohres 7 in einer Längsrichtung L des Rohrrippenblocks 2 benachbart zueinander angeordnet sind.
In 1 ist zu erkennen, dass die Anordnung der Rohre in Längsrichtung gleich ist. Dies bedeutet, dass das einlassseitige Ende 10 von rechts nach links vor dem auslassseitigen Ende 11 angeordnet ist. Die Rohre 7 bilden dabei eine Reihe entsprechend gleich angeordneter Rohre 7. So sind jeweils zwei einlassseitige Enden 10 durch ein auslassseitiges Ende 11 voneinander getrennt. Gleiches gilt für die auslassseitigen Enden.
Weiterhin ist in 1 zu erkennen, dass zumindest einzelne der Rippenelemente 8 oder alle der Rippenelemente 8 derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre 7 verbunden sind. Dabei bedeutet verbunden, dass die Rippenelemente 8 in thermischem Kontakt zu den Rohren 7 sind. Vorteilhaft sind die Rippenelemente 8 mit den Rohren verlötet oder verklebt o.ä.
In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass die Einlasskammer 5 und die Auslasskammer 6 parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Die Einlasskammer 5 oder die Auslasskammer 6 ist auf der dem Rohrrippenblock 2 zugewandten Seite des Sammelkastens 3 angeordnet und entsprechend ist die Auslasskammer 6 oder die Einlasskammer 5 auf der dem Rohrrippenblock 2 abgewandten Seite des Sammelkastens 3 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Einlasskammer 5 dem Rohrrippenblock 2 benachbart angeordnet ist.
Die 1 zeigt, dass die Rohre 7 derart mit der Einlasskammer 5 fluidverbunden sind, dass die ersten Enden 10 der Rohre 7 durch eine Wand 13 des Sammelkastens 3 in die Einlasskammer 5 münden und dass die Rohre 7 derart mit der Auslasskammer 6 fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden 11 der Rohre 7 durch die Wand 13 des Sammelkastens 3 in die Einlasskammer 5 führen und durch die Trennwand 4 in die Auslasskammer 6 münden. Die Wand 13 ist dabei eine Außenwand des Sammelkastens 3, die an den Rohrrippenblock angrenzt.
Alternativ kann es auch sein, wenn die Rohre derart mit der Auslasskammer fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer münden und dass die Rohre derart mit der Einlasskammer fluidverbunden sind, dass die ersten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer führen und durch die Trennwand in die Einlasskammer münden. Dabei ist die Auslasskammer 6 benachbart zum Rohrrippenblock angeordnet.
Die 2 und 3 zeigen, dass die Einlasskammer 5 derart ausgebildet ist, dass die Enden 11 der Rohre, die durch die Einlasskammer 5 führen und in die Auslasskammer 6 münden, die Einlasskammer 5 nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden der Rohre erlauben. Die Einlasskammer 5 ist, in Luftströmungsrichtung LR, breiter ausgebildet als die Enden 11 der Rohre 7, so dass seitlich, insbesondere beiderseits, vorbei an den Rohren 7 eine Fluidströmung möglich ist.
Wenn die Auslasskammer benachbart zum Rohrrippenblock angeordnet ist, ist es alternativ auch vorteilhaft, wenn die Auslasskammer derart ausgebildet ist, dass die Enden der Rohre, die durch die Auslasskammer führen und in die Einlasskammer münden, die Auslasskammer nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden der Rohre erlaubt.
Die 1 zeigt weiterhin, dass die Heizeinrichtung 1 einen Einlassanschluss 17 und einen Auslassanschluss 18 aufweist. Die Einlasskammer 5 ist mit dem Einlassanschluss 17 versehen zur Einströmung eines Fluids 15 in die Einlasskammer 5. Die Auslasskammer 6 ist mit dem Auslassanschluss 18 versehen zur Ausströmung des Fluids aus der Auslasskammer 6.
Gemäß 1 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Einlassanschluss 17 und der Auslassanschluss 18 an gegenüberliegenden Endbereichen des Sammelkastens 3, in Längsrichtung L betrachtet, angeordnet sind. Dabei weisen der Einlassanschluss und/oder der Auslassanschluss insbesondere als Anschlussstutzen optional und vorteilhaft in Richtung der Längsrichtung L.
Alternativ kann es auch sein, dass der Einlassanschluss 17 und der Auslassanschluss 18 an dem gleichen Endbereich des Sammelkastens angeordnet sind. Dabei weisen der Einlassanschluss 17 und/oder der Auslassanschluss 18 insbesondere als Anschlussstutzen optional und vorteilhaft in Richtung der Längsrichtung L.
Auch alternativ kann es sein, dass der Einlassanschluss 17 und/oder der Auslassanschluss 18 an einer Oberseite des Sammelkastens angeordnet sind. Dabei weisen der Einlassanschluss 17 und/oder der Auslassanschluss 18, insbesondere als Anschlussstutzen, optional und vorteilhaft senkrecht zur Richtung der Längsrichtung L.
Die 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 101. Die Heizeinrichtung 101 ist im Grunde ähnlich aufgebaut, wie die Heizeinrichtung 1 der 1 bis 3, wobei statt einigen Rippenelementen 8 der 1 jeweils ein elektrisch aufheizbares Heizelement 120 zwischen Rohren 107 angeordnet ist.
Die 4 zeigt eine Heizeinrichtung 101 in einer Seitenansicht. Die Heizeinrichtung 101 weist einen Rohrrippenblock 102 und einen Sammelkasten 103 auf. Der Sammelkasten 103 ist entlang der Längsrichtung L des Rohrrippenblocks 102 an einer Seite des Rohrrippenblocks 102 angeordnet. Dabei ist die Längsrichtung L auch die Längsrichtung des Sammelkastens 103. Der Sammelkasten 103 ist mittels einer Trennwand 104 in eine Einlasskammer 105 und in eine Auslasskammer 106 unterteilt. Dabei verläuft die Trennwand 104 in Richtung der Längsrichtung L und sie ist in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, so dass der Sammelkasten 103 in eine dem Rohrrippenblock 102 benachbarte Kammer, siehe 105, und in eine dem Rohrrippenblock 102 abgewandte Kammer, siehe 106, unterteilt ist. Die dem Rohrrippenblock 102 benachbarte Kammer, siehe 105, ist auf ihrer vollen Länge zwischen dem Rohrippenblock 102 und der dem Rohrrippenblock 102 abgewandten Kammer, siehe 106, angeordnet.
Der Rohrrippenblock 102 weist eine Mehrzahl von Rohren 107 und von Rippenelementen 108 auf, wobei in dem Rohrrippenblock 102 auch elektrisch aufheizbare Heizelemente 120 angeordnet sind, die statt Rippenelementen zwischen Paaren von Rohren 107 angeordnet sind. Die Rohre 107, die Heizelemente 120 und die Rippenelemente 108 bilden den Rohrrippenblock 102 und sie sind gemäß 4 in einer geschichteten Anordnung angeordnet, so dass die Rohre 107 und die Rippenelemente 108 bzw. die Rohre 107 und die Heizelemente 120 derart benachbart angeordnet sind, dass sich jeweils die Rohre 107 und die Rippenelemente 108 bzw. die Rohre 107 und die Heizelemente 120 in Längsrichtung L abwechseln. Man erkennt in 4, dass ein Rippenelement 108 jeweils zwischen zwei Rohren 107 angeordnet ist. Auch die Heizelemente 120 sind zwischen zwei Rohren 107 angeordnet. Dabei könnten auch noch randseitige Rippenelemente angeordnet sein, die benachbart zu den Randrohren 109 angeordnet wären.
Auch ist in der 4 zu erkennen, dass beiderseits der Rohre 107, bis auf die beiden Randrohre 109, jeweils benachbart dazu ein Rippenelement 108 und/oder ein Heizelement 120 angeordnet ist.
Die Rohre 107 sind bevorzugt als Flachrohre ausgebildet, deren Breitenrichtung in Luftströmungsrichtung LR, also in die Bildebene hinein, ausgerichtet ist. So kann die Luft an den Rohren 107 entlang ihrer Breitenrichtung strömen.
Die Rohre 107 sind derart gebogen, insbesondere U-förmig, dass jeweils ein erstes Ende 110 eines Rohrs 107 in die Einlasskammer 105 führt und mit dieser fluidverbunden ist und jeweils ein zweites Ende 111 eines Rohrs 107 in die Auslasskammer 106 führt und mit dieser fluidverbunden ist. Das Ende 110 wird durch Öffnungen 112 in der Außenwand 113 des Sammelkastens 103 geführt und fluiddicht abgedichtet. Das Ende 111 wird sowohl durch Öffnungen 112 in der Außenwand 113 als auch durch Öffnungen 114 in der Trennwand 104 geführt und jeweils an den Öffnungen 112, 114 fluiddicht abgedichtet.
Die Anordnung der Rohre 107 ist ebenso, wie in den 2 und 3 dargestellt, siehe also die dortige Beschreibung.
Die 4 zeigt, dass die Rohre 107 U-förmig ausgebildet sind. Die Rohre 107 weisen gegenüber dem Sammelkasten 103 eine Umlenkung 116 auf. Die Rohre 107 sind in Längsrichtung benachbart zueinander angeordnet, so dass die Umlenkungen 116 der einzelnen Rohre 107 ebenfalls benachbart zueinander angeordnet sind. Der Rohrrippenblock 102 weist dabei also nur einen Sammelkasten 103 auf, wobei an der dem Sammelkasten 103 gegenüberliegenden Seite des Rohrrippenblocks 102 die Umlenkungen 116 der Rohre 107 angeordnet sind. Dabei sind die Rohre 107 auch derart angeordnet, dass das erste und das zweite Ende 110, 111 eines jeweiligen Rohres 107 in einer Längsrichtung L des Rohrrippenblocks 102 benachbart zueinander angeordnet sind. Dabei wechseln sich die Enden 110 und 111 in Längsrichtung ab.
In 4 ist auch zu erkennen, dass die Anordnung der Rohre 107 in Längsrichtung L gleich ist. Dies bedeutet, dass das einlassseitige Ende 110 von rechts nach links vor dem auslassseitigen Ende 111 angeordnet ist. Die Rohre 107 bilden dabei eine Reihe entsprechend gleich angeordneter Rohre 107. So sind jeweils zwei einlassseitige Enden 110 durch ein auslassseitiges Ende 111 voneinander getrennt. Gleiches gilt für die auslassseitigen Enden 111.
Weiterhin ist in 4 zu erkennen, dass zumindest einzelne der Rippenelemente 108 oder alle der Rippenelemente 108 derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre 107 verbunden sind. Dabei bedeutet verbunden, dass die Rippenelemente 108 in thermischem Kontakt zu den Rohren 107 sind. Vorteilhaft sind die Rippenelemente 108 mit den Rohren verlötet oder verklebt o.ä.
Weiterhin ist in 4 zu erkennen, dass zumindest einzelne der Heizelemente 120 oder alle der Heizelemente 120 derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre 107 verbunden sind. Dabei bedeutet verbunden, dass die Heizelemente 120 in thermischem Kontakt zu den Rohren 107 sind. Vorteilhaft sind die Heizelemente 120 mit den Rohren verlötet oder verklebt o.ä.
In 4 ist weiterhin zu erkennen, dass die Einlasskammer 105 und die Auslasskammer 106 parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Die Einlasskammer 105 oder die Auslasskammer 106 ist auf der dem Rohrrippenblock 102 zugewandten Seite des Sammelkastens 103 angeordnet und entsprechend ist die Auslasskammer 106 oder die Einlasskammer 105 auf der dem Rohrrippenblock 102 abgewandten Seite des Sammelkastens 103 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Einlasskammer 105 dem Rohrrippenblock 102 benachbart angeordnet ist.
Die 4 zeigt weiterhin, dass die Rohre 107 derart mit der Einlasskammer 105 fluidverbunden sind, dass die ersten Enden 110 der Rohre 107 durch eine Wand 113 des Sammelkastens 103 in die Einlasskammer 105 münden und dass die Rohre 107 derart mit der Auslasskammer 106 fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden 111 der Rohre 107 durch die Wand 113 des Sammelkastens 103 in die Einlasskammer 105 führen und durch die Trennwand 104 in die Auslasskammer 106 münden. Die Wand 113 ist dabei eine Außenwand des Sammelkastens 103, die an den Rohrrippenblock 102 angrenzt.
Alternativ kann es auch sein, wenn die Rohre derart mit der Auslasskammer fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer münden und dass die Rohre derart mit der Einlasskammer fluidverbunden sind, dass die ersten Enden der Rohre durch eine Wand des Sammelkastens in die Auslasskammer führen und durch die Trennwand in die Einlasskammer münden. Dabei ist die Auslasskammer 6 benachbart zum Rohrrippenblock angeordnet.
Die 4 zeigt weiterhin, dass die Heizeinrichtung 101 einen Einlassanschluss 117 und einen Auslassanschluss 118 aufweist. Die Einlasskammer 105 ist mit dem Einlassanschluss 117 versehen zur Einströmung eines Fluids 115 in die Einlasskammer 105. Die Auslasskammer 106 ist mit dem Auslassanschluss 118 versehen zur Ausströmung des Fluids aus der Auslasskammer 106.
Gemäß 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Einlassanschluss 117 und der Auslassanschluss 118 an gegenüberliegenden Endbereichen des Sammelkastens 103, in Längsrichtung L betrachtet, angeordnet sind. Dabei weisen der Einlassanschluss 117 und/oder der Auslassanschluss 118 insbesondere als Anschlussstutzen optional und vorteilhaft in Richtung der Längsrichtung L.
Alternativ kann es auch sein, dass der Einlassanschluss 117 und der Auslassanschluss 118 an dem gleichen Endbereich des Sammelkastens 103 angeordnet sind. Dabei können der Einlassanschluss 117 und/oder der Auslassanschluss 118 insbesondere als Anschlussstutzen optional und vorteilhaft in Richtung der Längsrichtung L weisen. Auch alternativ kann es vorteilhaft sein, dass der Einlassanschluss 117 und/oder der Auslassanschluss 118 an einer Oberseite 121 des Sammelkastens angeordnet sind. Dabei können der Einlassanschluss 117 und/oder der Auslassanschluss 118, insbesondere als Anschlussstutzen, optional und vorteilhaft senkrecht zur Richtung der Längsrichtung L ausgerichtet sein.
Die 4 zeigt weiterhin, dass die elektrischen aufheizbaren Heizelemente 120 zwischen jeweils zwei Rohren 107 angeordnet sind, wobei das elektrisch aufheizbare Heizelement 120 dabei zwischen einem einlassseitigen Rohrschenkel 122 und einem auslassseitigen Rohrschenkel 123 des Rohrs angeordnet ist.
Dabei ist das U-förmige Rohr 107 unterteilt in einen einlassseitigen Rohrschenkel 122 und in einen auslassseitigen Rohrschenkel 123 und die Umlenkung 116.
Vorteilhaft sind in den Rohrrippenblock 102 zumindest ein elektrisch aufheizbares Heizelement 120 integriert, insbesondere eine Mehrzahl von elektrisch aufheizbaren Heizelementen 120.
Die 4 zeigt, dass die elektrisch aufheizbaren Heizelemente 120 über eine Brücke 130 miteinander verbunden sind. Dabei liegt die Brücke 130 vorteilhaft und optional auf der dem Sammelkasten 103 gegenüberliegenden Seite des Rohrrippenblocks 102.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Gedanken kann die Brücke 130 bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel eine elektronische Steuereinheit aufweisen zur Steuerung der elektrisch aufheizbaren Heizelemente 120.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 201, die im Wesentlichen der Heizeinrichtung 101 der 4 entspricht, weshalb auf die diesbezügliche Beschreibung vollständig Bezug genommen wird. Bei der Heizeinrichtung 201 sind die elektrisch aufheizbaren Heizelemente 220 jedoch nicht zwischen zwei Rohren sondern zwischen jeweils zwei Rippenelementen 208 angeordnet. Dadurch kann die Luft, die durch den Rohrrippenblock 202 strömt, schneller aufgeheizt werden.
Auch ist in 5 zu erkennen, dass der Einlassanschluss 217 und der Auslassanschluss 218 an der gleichen Seite des Sammelkastens 203 angeordnet sind. Dies kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist.
Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 301, die im Wesentlichen der Heizeinrichtung 201 der 5 entspricht. Dabei ist allerdings zu erkennen, dass der Einlassanschluss 317 und der Auslassanschluss 318 an entgegengesetzten Seiten des Sammelkastens 303 angeordnet sind.
Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 401, die im Wesentlichen der Heizeinrichtung 201 der 5 entspricht. Dabei ist allerdings zu erkennen, dass der Einlassanschluss 417 und der Auslassanschluss 418 an der Oberseite des Sammelkastens 403 angeordnet sind. Dabei ragt der Auslassanschluss durch die Wand 440 in die Auslasskammer 406. Auch ragt der Einlassanschluss durch die Wand 440 und durch die Trennwand 404 in die Einlasskammer 405.
Die 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer Heizeinrichtung 501 bzw. 601, die dem Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung 101 der 4 im Wesentlichen gleich sind, wobei die Anordnung der elektrisch aufheizbaren Heizelemente 520, 620 relativ zu den Rohren 507, 607 variiert.
Die 8 zeigt, dass das U-förmige Rohr 507 unterteilt ist in einen einlassseitigen Rohrschenkel 522 und in einen auslassseitigen Rohrschenkel 523 und die Umlenkung 516. Die elektrisch aufheizbaren Heizelemente 520 sind zwischen jeweils zwei Rohren 507 angeordnet, wobei das elektrisch aufheizbare Heizelement 520 dabei zwischen zwei einlassseitigen Rohrschenkeln 522 angeordnet ist.
Die 9 zeigt, dass das U-förmige Rohr 607 unterteilt ist in einen einlassseitigen Rohrschenkel 622 und in einen auslassseitigen Rohrschenkel 623 und die Umlenkung 616. Die elektrisch aufheizbaren Heizelemente 620 sind zwischen jeweils zwei Rohren 607 angeordnet, wobei das elektrisch aufheizbare Heizelement 520 dabei zwischen zwei auslassseitigen Rohrschenkeln 623 angeordnet ist.
Die 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung 701, die dem Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung 601 der 9 im Wesentlichen gleich sind, wobei die Anordnung der elektrisch aufheizbaren Heizelemente 720 relativ zu den Rohren 707 variiert.
Die 10 zeigt, dass das U-förmige Rohr 707 unterteilt ist in einen einlassseitigen Rohrschenkel 722 und in einen auslassseitigen Rohrschenkel 723 und die Umlenkung 716. Die elektrisch aufheizbaren Heizelemente 720 sind zwischen jeweils einem Rohr 707, wie dem auslassseitigen Rohrschenkel 723, und einem Rippenelement 708 angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010060446 A1 [0015]
EP 1872986 A1 [0016]
EP 2637475 A1 [0016]
EP 2440004 B1 [0016]
DE 1020100660446 A1 [0018]

Claims

Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) mit einem Sammelkasten (3, 103, 203, 303, 403) und mit einem Rohrrippenblock (2, 102, 202), wobei der Sammelkasten (3, 103, 203, 303, 403) mittels einer Trennwand (4, 104, 404) in eine Einlasskammer (5, 105, 405) und eine Auslasskammer (6, 106, 406) unterteilt ist, wobei der Rohrrippenblock (2, 102, 202) eine Mehrzahl von Rohren (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) und Rippenelementen (8, 108, 208, 708) aufweist, wobei die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart gebogen sind, dass jeweils ein erstes Ende (10, 110) eines Rohrs (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in die Einlasskammer (5, 105, 405) führt und mit dieser fluidverbunden ist und jeweils ein zweites Ende (11, 111) eines Rohrs (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in die Auslasskammer (6, 106, 406) führt und mit dieser fluidverbunden ist, wobei zumindest einzelne der Rippenelemente (8, 108, 208, 708) derart angeordnet sind, dass sie mit zumindest einem der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) verbunden sind, wobei das erste und das zweite Ende (10, 110; 11, 111) eines jeweiligen Rohres (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) in einer Längsrichtung des Rohrrippenblocks (2, 102, 202) benachbart zueinander angeordnet sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (5, 105, 405) und die Auslasskammer (6, 106, 406) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, wobei die Einlasskammer (5, 105, 405) oder die Auslasskammer (6, 106, 406) auf der dem Rohrrippenblock (2, 102, 202) zugewandten Seite des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) angeordnet ist und die Auslasskammer (6, 106, 406) oder die Einlasskammer (5, 105, 405) auf der dem Rohrrippenblock (2, 102, 202) abgewandten Seite des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) angeordnet ist.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart mit der Einlasskammer (5, 105, 405) fluidverbunden sind, dass die ersten Enden (10, 110) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) durch eine Wand (13, 113) des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) in die Einlasskammer (5, 105, 405) münden und dass die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart mit der Auslasskammer (6, 106, 406) fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) durch eine Wand (13, 113) des Sammelkastens in die Einlasskammer (5, 105, 405) führen und durch die Trennwand (4, 104, 404) in die Auslasskammer (6, 106, 406) münden.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart mit der Auslasskammer (6, 106, 406) fluidverbunden sind, dass die zweiten Enden der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) durch eine Wand (13, 113) des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) in die Auslasskammer (6, 106, 406) münden und dass die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) derart mit der Einlasskammer (5, 105, 405) fluidverbunden sind, dass die ersten Enden (10, 110) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) durch eine Wand (13, 113) des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) in die Auslasskammer (6, 106, 406) führen und durch die Trennwand (4, 104, 404) in die Einlasskammer (5, 105, 405) münden.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (5, 105, 405) derart ausgebildet ist, dass die Enden (10, 110; 11, 111) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707), die durch die Einlasskammer (5, 105, 405) führen und in die Auslasskammer (6, 106, 406) münden, die Einlasskammer (5, 105, 405) nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden (10, 110; 11, 111) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) erlaubt oder die Auslasskammer (6, 106, 406) derart ausgebildet ist, dass die Enden (10, 110; 11, 111) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707), die durch die Auslasskammer (6, 106, 406) führen und in die Einlasskammer (5, 105, 405) münden, die Auslasskammer (6, 106, 406) nur teilweise blockieren und eine Fluidströmung um die Enden (10, 110; 11, 111) der Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) erlaubt.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (5, 105, 405) mit einem Einlassanschluss (17, 117, 217, 317, 417) versehen ist zur Einströmung eines Fluids (15, 115) in die Einlasskammer (5, 105, 405) und dass die Auslasskammer (6, 106, 406) mit einem Auslassanschluss (18, 118, 218, 318, 418) versehen ist zur Ausströmung des Fluids (15, 115) aus der Auslasskammer (6, 106, 406).
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassanschluss (17, 117, 217, 317, 417) und der Auslassanschluss (18, 118, 218, 318, 418) an gegenüberliegenden Endbereichen des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) angeordnet sind oder dass der Einlassanschluss (17, 117, 217, 317, 417) und der Auslassanschluss (18, 118, 218, 318, 418) an dem gleichen Endbereich des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) angeordnet sind oder dass der Einlassanschluss (17, 117, 217, 317, 417) und der Auslassanschluss (18, 118, 218, 318, 418) an einer Oberseite des Sammelkastens (3, 103, 203, 303, 403) angeordnet sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rohrrippenblock (2, 102, 202) zumindest ein elektrisch aufheizbares Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) integriert ist, insbesondere eine Mehrzahl von elektrisch aufheizbaren Heizelementen (120, 220, 520, 620, 720) integriert sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch aufheizbare Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) benachbart zu einem Rippenelement (8, 108, 208, 708) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch aufheizbare Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) jeweils zwischen zwei Rippenelement (8, 108, 208, 708) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch aufheizbare Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) benachbart zu einem Rohr (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch aufheizbare Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder die elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) jeweils zwischen zwei Rohren (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (7, 9, 107, 109, 507, 607, 707) u-förmig ausgebildet sind und einen einlassseitigen Rohrschenkel (122, 522, 622, 722) und einen auslassseitigen Rohrschenkel (123, 523, 623, 723) aufweisen.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch aufheizbares Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder dass die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) benachbart zu einem einlassseitigen Rohrschenkel (122, 522, 622, 722) und/oder zu einem auslassseitigen Rohrschenkel (123, 523, 623, 723) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch aufheizbares Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder dass die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) zwischen zwei einlassseitigen Rohrschenkeln (122, 522, 622, 722) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch aufheizbares Heizelement (120, 220, 520, 620, 720) oder dass die oder alle elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) zwischen zwei auslassseitigen Rohrschenkeln (123, 523, 623, 723) angeordnet ist bzw. sind.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720) über eine Brücke (130) miteinander verbunden sind, wobei die Brücke (130) auf der dem Sammelkasten (3, 103, 203, 303, 403) gegenüberliegenden Seite des Rohrrippenblocks (2, 102, 202) angeordnet ist.
Heizeinrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (130) eine elektronische Steuereinheit aufweist zur Steuerung der elektrisch aufheizbaren Heizelemente (120, 220, 520, 620, 720).