DE102020123687A1 - Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager für ein Fahrzeug sowie Klimagerät mit einem solchen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager - Google Patents

Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager für ein Fahrzeug sowie Klimagerät mit einem solchen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) für ein Fahrzeug zur Erwärmung eines in einen Fahrzeuginnenraum zugeführten Zuluftstroms (L) und umfasst:
- wenigstens einen Lamellenkörper (2.1) zur Übertragung von Wärme auf den durch den Lamellenkörper (2.1) geführten Zuluftstrom (L),
- wenigstens einen thermisch mit dem Lamellenkörper (2.1) verbundenen und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verlaufenden Fluidkanal (3.1),
- einen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb des Lamellenkörpers (2.1) angeordneten Hohlkörper (4), welcher zur Bildung eines geschlossenen Fluidkreislaufs (3) mit dem wenigstens einen Fluidkanal (3.1) fluidverbunden ist,
- eine mit dem Hohlkörper (4) thermisch verbundene elektrische Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen des Fluids, und
- eine elektrische Anschlussvorrichtung (6) zur Energieversorgung der Heizeinrichtung (5).
Die Erfindung betrifft ferner ein Klimagerät (10) mit einem erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager für ein Fahrzeug sowie ein Klimagerät für ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemä-ßen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager.
  • Heizsysteme für Elektrofahrzeuge bestehen in der Regel entweder aus einem Hochvolt-Wasserheizer, der in nachteiliger Weise an einen Kühlmittelkreislauf mittels Pumpen, Ventilen und Entlüftungsleitungen angeschlossen werden muss, oder einem PTC-Luftheizer, welcher den Zuluftstrom in die Fahrzeugkabine direkt beheizt.
  • Der Einsatz von PTC-Luftheizern kann je nach Spannungslage zu hohen Strömen auf dem Spannungsnetz des Elektrofahrzeuges führen, wodurch sowohl das Spannungsnetz als auch die Batterie in unerwünschter Weise belastet werden könnte und daher eine Reduktion der nutzbaren Reichweite nicht ausgeschlossen werden kann.
  • Als Hochvolt wird eine Spannungslage von 400 V bis 800 V bezeichnet.
  • Aus der DE102 24 265 A1 ist ein Fluid-Luft-Wärmeübertrager bekannt, dem zu erwärmendes Fluid aus einem Kreislaufsystem zugeführt und in denselben wieder zurückgeführt wird. Zwischen mehreren parallel angeordneten Lamellenkörpern verlaufen U-förmige fluidführende Fluidkanäle, deren Enden in einem senkrecht zu den Fluidkanälen verlaufenden Hohlkörper enden. Dieser Hohlkörper ist senkrecht zur Richtung der Fluidkanäle in zwei Hohlräume geteilt, wobei einem ersten Hohlraum über einen Einlauf Fluid zugeführt und über einen Auslauf eines zweiten Hohlraums Fluid abgeführt wird. Das Fluid aus dem ersten Hohlraum wird einem Ende der Fluidkanäle zugeführt und strömt aus deren anderem Ende wieder zurück in den zweiten Hohlraum.
  • Des Weiteren ist zwischen einem Lamellenkörper und einem Fluidkanal des Fluid-Luft-Wärmeübertragers gemäß der DE 102 24 265 A1 eine elektrische Heizeinrichtung mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung angeordnet.
  • Die DE 198 23 457 A1 beschreibt einen über einen Kühlwasserkreislauf mit einem Motor verbundenen Wasser-Luft-Wärmeübertrager einer Klimaanlage mit einem integrierten elektrischen Heizelement. Dieser Wasser-Luft-Wärmeübertrager umfasst zwei Sammelrohre, zwischen denen Fluidkanäle und Lamellenkörper abwechselnd angeordnet sind, wobei einige Fluidkanäle durch die elektrischen Heizelemente ersetzt sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager vorzuschlagen, welcher autark, also ohne des Erfordernisses eines Anschlusses an einen Fluidkreislauf, bspw. einer Klimaanlage, betreibbar ist und eine effektive Aufheizung der in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstrom ermöglicht. Ferner soll bei einem geringen Bauraum eine hohe Leistungsdichte erzielt werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Klimagerät mit einem solchen Fluid-Luft-Wärmeübertrager anzugeben.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird durch einen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Ein solcher elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager für ein Fahrzeug zur Erwärmung eines in einen Fahrzeuginnenraum zugeführten Zuluftstroms umfasst:
    • - wenigstens einen Lamellenkörper zur Übertragung von Wärme auf den durch den Lamellenkörper geführten Zuluftstrom,
    • - wenigstens einen thermisch mit dem Lamellenkörper verbundenen und in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Fluidkanal,
    • - einen in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Lamellenkörpers angeordneten Hohlkörper, welcher zur Bildung eines geschlossenen Fluidkreislaufs mit dem wenigstens einen Fluidkanal fluidverbunden ist,
    • - eine mit dem Hohlkörper thermisch verbundene elektrische Heizeinrichtung zum Erwärmen des Fluids, und
    • - eine elektrische Anschlussvorrichtung zur Energieversorgung der Heizeinrichtung.
  • Dieser erfindungsgemäße Fluid-Luft-Wärmeübertrager umfasst einen geschlossenen Fluidkreislauf, so dass es nicht erforderlich ist, den Fluid-Luft-Wärmeübertrager an einen Fluidkreislauf, bspw. einer Klimaanlage anzuschließen.
  • Da für diesen erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertrager vergleichsweise nur eine geringe Fluidmenge als Wärmeträgermedium, bspw. Wasser erforderlich ist, wird eine schnelle Erwärmung des Fluids und damit eine effektive Aufheizung eines Zuluftstroms für den Fahrzeuginnenraum erzielt. Durch die direkte Anbindung der elektrischen Heizeinrichtung an dem unterhalb des Lamellenkörpers angeordneten Hohlkörpers wird dieser Effekt maßgeblich unterstützt. Zudem wird durch die Anordnung des Hohlkörpers mit der elektrischen Heizeinrichtung unterhalb des Lamellenkörpers eine hohe Konfektionsströmung durch den Fluidkanal sichergestellt, wodurch die Leistungsdichte verbessert wird.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der elektrische Fluid-Luft-Wärmeübertrager mit einer in dem Hohlkörper angeordneten Umwälzpumpe ausgestattet. Damit wird eine hohe Leistungsdichte sichergestellt, wobei gleichzeitig aufgrund von geringen Druckverlusten des geschlossenen Fluidkreislauf nur ein geringer Energiebedarf für die Umwälzpumpe erforderlich ist.
  • Zur Realisierung unterschiedlicher Temperaturen des Fluids ist der elektrische Fluid-Luft-Wärmeübertrager vorzugsweise mit einem Ausgleichsbehälter ausgestattet, welcher mit dem Hohlkörper fluidverbunden ist.
  • Der Integrationsgrad des erfindungsgemäßen elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager wird in vorteilhafter Weise weiter mit einer Elektronikeinrichtung zur Steuerung der Heizeinrichtung erhöht. Vorzugsweise werden Steuersignale über einen Steueranschluss der Elektronikeinrichtung zugeführt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fluidkanal U-förmig mit einer Einströmöffnung und einer Abströmöffnung ausgebildet ist, die jeweils mit dem Hohlkörper derart verbunden sind, dass Fluid aus dem Hohlkörper der Einströmöffnung zuführbar ist und Fluid aus der Abströmöffnung in den Hohlkörper zurückführbar ist.
  • Weiterbildungsgemäß ist die Umwälzpumpe als Kreiselpumpe mit wenigstens einem Flügelrad ausgebildet, wobei der Hohlkörper an den Durchmesser des Flügelrades zumindest in Fahrzeughochrichtung und senkrecht zur Fahrzeughochrichtung angepasst ist. Damit lässt sich eine effiziente Umwälzung des Fluids in dem geschlossenen Fluidkreislauf sicherstellen.
  • Weiterhin ist in vorteilhafter Weise die elektrische Heizeinrichtung als Hochvolt-PTC-Widerstandselement mit einer Versorgungsspannung von 400 V bis 800 V ausgebildet, wodurch weniger hohe Ströme erzeugt werden.
  • Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Klimagerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
  • Der erfindungsgemäße elektrische Fluid-Luft-Wärmeübertrager ist in vorteilhafter Weise in der Art einer Plug-and-Play-Lösung in einem Klimagerät einer Klimaanlage eines Fahrzeugs einsetzbar.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertragers gemäß der Erfindung in einer Vorderansicht,
    • 2 eine schematische Darstellung des elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertragers nach 1 in einer Seitenansicht, und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Klimagerätes einer Klimaanlage eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager gemäß der Erfindung.
  • Der für den Einbau in ein Fahrzeug vorgesehene erfindungsgemäße elektrische Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 gemäß den 1 und 2 umfasst folgende Komponenten:
    • - Einen Lamellenkörper 2.1 sowie einen weiteren Lamellenkörper 2.2, durch welche ein einer Fahrzeugkabine zugeführter Zuluftstrom L geführt ist. Die beiden Lamellenkörper 2.1 und 2.2 erstrecken sich in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und sind benachbart zueinander angeordnet.
    • - In Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) sich erstreckende Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3, wobei der Fluidkanal 3.2 sich zwischen den beiden Lamellenkörpern 2.1 und 2.2 befindet und mit denselben thermisch verbunden ist. Auf der zum Lamellenkörper 2.2 abgewandten Seite des Lamellenkörpers 2.1 ist der Fluidkanal 3.1 angeordnet und thermisch mit demselben verbunden, während auf der zum Lamellenkörper 2.1 abgewandten Seite des Lamellenkörper 2.2 der Fluidkanal 3.3 angeordnet und thermisch mit demselben verbunden ist.
    • - Einen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb der beiden Lamellenkörper 2.1 und 2.2 angeordneter Hohlkörper 4, welcher sich ausgehend in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über die von dem Fluidkanal 3.1 und dem Fluidkanal 3.3 gegebene Ausdehnung erstreckt.
    • - Einen Ausgleichsbehälter 4.1, welcher sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) an den Hohlkörper 4 anschließt und mit demselben fluidverbunden ist.
    • - Eine elektrische Heizeinrichtung 5, die sich über die gesamte Ausdehnung des Hohlkörpers 4 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckt und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb des Hohlkörpers 4 angeordnet und mit demselben thermisch verbunden ist. Die elektrische Heizeinrichtung 5 ist als Hochvolt-PTC-Widerstandselement 5.0 ausgeführt.
    • - Eine als Kreiselpumpe 7.0 ausgeführte und in dem Hohlkörper 4 angeordnete Umwälzpumpe 7, deren Drehachse sich entsprechend des Hohlkörpers 4 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über dessen gesamte Länge erstreckt. Auf der Drehachse der Kreiselpumpe 7.0 sind über die Länge des Hohlkörpers 4 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) eine Vielzahl von Flügelrädern 7.1 angeordnet. Der innere Querschnitt des Hohlkörpers 4 ist gemäß 2 an den äußeren Durchmesser der Flügelräder 7.1 der Kreiselpumpe 7.0 angepasst. Hierzu weist der Hohlkörper 4 einen rechteckförmigen Querschnitt auf, so dass die Seitenlängen der Rechteckform jeweils dem Durchmesser eines Flügelrades 7.1 entspricht. Der Hohlkörper 4 kann auch mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführt werden, so dass der Innendurchmesser dem äußeren Durchmesser der Flügelräder 7.1 entspricht.
    • - Eine als Hochvolt-Anschluss 6.0 ausgeführte elektrische Anschlussvorrichtung 6, über die dem Hochvolt-PTC-Widerstandselement 5.0 elektrische Energie zugeführt wird. Dieser Hochvolt-Anschluss 6.0 ist mit einem Hochvolt-Bordnetz verbunden, welches seinerseits von einer Hochvolt-Batterie versorgt wird.
    • - Eine Elektronikeinrichtung 8, die in Abhängigkeit von Steuersignalen ihrerseits die Leistung des Hochvolt-PTC-Widerstandselementes 5.0 steuert und/oder regelt.
    • - Und einen Steueranschluss 9, welchem die Steuersignale für die Elektronikeinrichtung 8 zugeführt werden. Bspw. ist dieser Steueranschluss 9 mit einem CAN-Bus verbunden, an welchem die bspw. von einem Klimasteuergerät erzeugten Steuersignale anliegen.
  • Der Hohlkörper 4 bildet zusammen mit den Fluidkanälen 3.1, 3.2 und 3.3 einen Fluidkreislauf 3 in welchem ein Fluidstrom, bspw. Wasser oder eine Glykolwassermischung als Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert.
  • Die Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 weisen einen U-förmigen Verlauf und sind mit dem Hohlkörper 4 zur Bildung des Fluidkreislauf 3 fluidverbunden. Dieser Aufbau wird am Beispiel des Fluidkanals 3.1 anhand von 2 erläutert.
  • Die beiden Schenkel des U-förmigen Fluidkanals 3.1 verlaufen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und sind direkt mechanisch mit dem benachbarten Lamellenkörper 2.1 zur Bildung eines thermischen Übergangs mechanisch verbunden. Hierbei sind die beiden Öffnungen 3.10 und 3.11 des U-förmigen Fluidkanals 3.1 derart mit dem Hohlkörper fluidverbunden, so dass der Einströmöffnung 3.10 das Fluid aus dem Hohlkörper 4 zugeführt und über die Abströmöffnung 3.11 das Fluid in den Hohlkörper 4 zurückgeführt wird. Um diese Zirkulation gemäß den Pfeilen P1 und P2 aktiv aufrechtzuerhalten, weist die Kreiselpumpe 7.0 die in 2 dargestellte Drehrichtung D auf.
  • Die Fluidkanäle 3.2 und 3.3 sind in entsprechender Weise aufgebaut und mit dem Hohlkörper 4 ebenso fluidverbunden.
  • Damit bilden der Fluidkanal 3.1 sowie die Fluidkanäle 3.2 und 3.3 zusammen mit dem Hohlkörper 4 den Fluidkreislauf 3.
  • Wird mittels des elektrischen Heizelementes 5 das Fluid in dem Hohlkörper 4 erwärmt, steigt das erwärmte Fluid in einem Schenkel der Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 entsprechend des Pfeils P1 in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach oben und strömt anschließend über den anderen Schenkel der Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 abwärts entsprechend des Pfeils P2 zurück in den Hohlkörper 4, wo das Fluid wieder erwärmt wird. Bei dieser Zirkulation über die Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 gibt das erwärmte Fluid die Wärme an die Lamellenkörper 2.1 und 2.2 ab, mit welchen der durch diese Lamellenkörper 2.1 und 2.2 durchströmende Zuluftstrom L erwärmt wird.
  • Auf die als Kreiselpumpe 7.0 ausgeführte Umwälzpumpe 7 kann auch verzichtet werden, da sich aufgrund des mittels des elektrischen Heizelementes 5 erwärmten Fluids eine Zirkulation durch die Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 selbstständig ausbildet.
  • Damit sich die in dem Fluidkreislauf 3 zirkulierende Fluidmenge an die jeweilige Temperatur des Fluids anpassen kann, ist der mit dem Hohlkörper 4 verbundene Ausgleichsbehälter 4.1 vorgesehen, um bspw. eine Volumenerhöhung des Fluids bei höheren Temperaturen zu kompensieren.
  • Die Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 können mechanisch in einfacher Weise aufgebaut werden. Ausgehend von einem Hohlkörper 3.0 (vgl. 2), welcher sich in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckt, weist in dieser Richtung eine Trennwand 3.12 auf, so dass zwei Hohlräume gebildet werden. Die Trennwand 3.12 ist so ausgeführt, dass ein Ende mit dem Hohlkörper 4 verbunden ist und das andere Ende mit dem Hohlkörper 3.0 eine Öffnung bildet, über welche die beiden Hohlräume zur Bildung des U-förmigen Fluidkanals 3.1, 3.2 bzw. 3.3 verbunden sind.
  • Derart aufgebaute Fluidkanäle 3.1, 3.2 und 3.3 führen zu einem geringen Fertigungsaufwand und damit zu einer kostengünstigen Herstellung des Fluid-Luft-Wärmeübertragers 1.
  • Um einen hohen Integrationsgrad des Fluid-Luft-Wärmeübertragers 1 sicherzustellen, ist neben dem Hochvolt-Anschluss 6.0 auch die Elektronikeinrichtung 8 und der Steueranschluss 9 in den Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 integriert. Der Steueranschluss 9 ist bspw. mit einem CAN-Bus verbunden, über welchen Steuersignale der Elektronikeinrichtung 8 zugeführt werden. Wird bspw. mit einem Steuersignal ein Heizbedarf angezeigt, steuert entsprechend diesem Steuersignal die Elektronikeinrichtung 8 die elektrische Heizeinrichtung 5 an. Der in den 1 und 2 dargestellte Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 kann auch mit mehr als zwei Lamellenkörpern damit mit entsprechend mehr als drei Fluidkanälen aufgebaut werden.
  • Schließlich kann anstelle des Hochvolt-PTC-Widerstandselement 5.0 ein üblicher Heizwiderstand eingesetzt werden.
  • Die 3 zeigt ein Klimagerät 10 eines nicht dargestellten Kältemittelkreislaufes für ein Fahrzeug.
  • Dieses Klimagerät 10 umfasst ein Gehäuse 11 mit einem Strömungspfad 15 für Kalt- und/oder Umluft und einem Strömungspfad 16 für Warmluft sowie Luftauslässen 12, 13 und 14 in einen Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs. Dieses Klimagerät 10 umfasst ferner einen Verdampfer 20, ein Heizregister 21 sowie einen erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1.
  • Der Verdampfer 20 ist mit dem nicht dargestellten Kältemittelkreislauf verbunden und dient der Konditionierung eines in den Fahrzeuginnenraum zugeführten Zuluftstroms L1, welcher über ein nicht dargestelltes Gebläse in das Gehäuse 11 angesaugt und über den Verdampfer 20 geleitet wird. Hierbei wird mittels des Verdampfers 20 Wärme aus dem Zuluftstrom L1 auf das den Verdampfer 20 durchströmende Kältemittel übertragen. Der Zuluftstrom L1 wird dabei abgekühlt und/oder entfeuchteten.
  • Der aus dem Verdampfer 20 austretende Zuluftstrom L1 kann in Abhängigkeit der Stellung der Luftklappen 18 und 19 durch den Strömungspfad 15 und den Strömungspfad 16 jeweils als Teilluftstrom zum Mischraum 17 geführt werden. Der Zuluftstrom L1 wird dabei in Abhängigkeit der Stellung der Luftklappen 18 und 19 aufgeteilt oder einem der Strömungspfad 15 oder 16 vollständig zugeführt.
  • Innerhalb des Strömungspfad des 16 für Warmluft ist das Heizregister 21 und der erfindungsgemäße Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 angeordnet, welche in der aufgeführten Reihenfolge von einem Zuluftstrom L, bspw. als Teilluftstrom des Zuluftstroms L1 durchströmt werden.
  • Das Heizregister 21 dient als Wärmesenke, die bspw. mittels einer Wärmepumpenfunktion des Kältemittelkreislaufes Wärme auf den Zuluftstrom L überträgt, wobei als Wärmequelle die Fahrzeugumgebungsluft und/oder ein wärmeerzeugendes Bauteil des Fahrzeugs dient.
  • Wird darüber hinaus mehr Wärme angefordert, die von den vorhandenen Wärmequellen nicht bereitgestellt werden kann, wird der erfindungsgemäße Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 betrieben, mit welchem durch elektrisches Zuheizen mittels der elektrischen Heizeinrichtung 5 das in dem Fluidkreislauf 3 zirkulierende Fluid erwärmt wird. Mittels der Lamellenkörper 2.1 und 2.2 wird die Wärme des Fluids auf den Zuluftstrom L übertragen.
  • Die beiden Strömungspfade 15 und 16 münden jeweils in den Mischraum 17, so dass die auf die beiden Strömungspfade 15 und 16 aufgeteilten Teilluftströme in dem Mischraum 17 vermischt werden und dann als konditionierter Zuluftstrom L1 in Abhängigkeit der Stellung der Luftklappen 12.1, 13.1 und 14.1 auf die Luftauslässe 12, 13 und 14 aufgeteilt und in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet wird.
  • Zusammenfassend weist der erfindungsgemäße Fluid-Luft-Wärmeübertrager 1 gemäß den 1 und 2 folgende Vorteile auf:
    • - Aufgrund des autarken Betriebes des erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertragers entfallen die üblicherweise erforderlichen Ventile für das Zu- oder Wegschalten eines in einen Kältemittelkreislauf eingebunden Wärmeübertragers.
    • - Im Vergleich zu einem Heizkreis eines in einen Kältemittelkreislauf eingebunden Wärmeübertragers erfolgt eine sehr schnelle Erwärmung des zu erwärmenden Luftstroms mittels des erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertragers.
    • - Da bei dem erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertrager die Umwälzpumpe integriert ist, entfällt die üblicherweise bei einem Heizkreis gemäß Stand der Technik die Verschlauchung.
    • - Die hohe Integrationsdichte der Komponenten des erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertragers führt zu einem geringen Packagebedarf.
    • - Mit dem erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertrager ist ein einfacher Austausch mit Hochvolt-Luftheizern möglich.
    • - Eine Entlüftung des erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertragers ist nicht erforderlich, damit besteht keine Gefahr von „Heizungsgluckern“.
    • - Und der Aufbau des Fluidkreislaufs des erfindungsgemäßen Fluid-Luft-Wärmeübertragers sichert geringe Druckverluste im Fluidkreislauf und führt damit zu einem geringen Energiebedarf der Umwälzpumpe.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager
    2.1
    Lamellenkörper
    2.2
    Lamellenkörper
    3
    Fluidkreislauf
    3.0
    Hohlkörper
    3.1
    Fluidkanal
    3.10
    Einströmöffnung des Fluidkanals 3.1
    3.11
    Abströmöffnung des Fluidkanals 3.1
    3.12
    Trennwand
    3.2
    Fluidkanal
    3.3
    Fluidkanal
    4
    Hohlkörper
    4.1
    Ausgleichsbehälter
    5
    elektrische Heizeinrichtung
    5.0
    Hochvolt-PTC-Widerstandselement
    6
    elektrische Anschlussvorrichtung
    6.0
    Hochvolt-Anschluss
    7
    Umwälzpumpe
    7.0
    Kreiselpumpe
    7.1
    Flügelrad der Kreiselpumpe 7.0
    7.2
    Drehachse
    8
    Elektronikeinrichtung
    9
    Steueranschluss
    10
    Klimagerät
    11
    Gehäuse des Klimagerätes 10
    12
    Luftauslass Fahrzeuginnenraum
    12.1
    Luftklappe für Luftauslass 12
    13
    Luftauslass Fahrzeuginnenraum
    13.1
    Luftklappe für Luftauslass 13
    14
    Luftauslass Fahrzeuginnenraum
    14.1
    Luftklappe für Luftauslass 14
    15
    Strömungspfad für Kalt- und/oder Umluft
    16
    Strömungspfad für Warmluft
    17
    Mischraum
    18
    Luftklappe
    19
    Luftklappe
    20
    Verdampfer
    21
    Heizregister
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10224265 A1 [0005, 0006]
    • DE 19823457 A1 [0007]

Claims (9)

  1. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) für ein Fahrzeug zur Erwärmung eines in einen Fahrzeuginnenraum zugeführten Zuluftstroms (L), umfassend - wenigstens einen Lamellenkörper (2.1) zur Übertragung von Wärme auf den durch den Lamellenkörper (2.1) geführten Zuluftstrom (L), - wenigstens einen thermisch mit dem Lamellenkörper (2.1) verbundenen und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verlaufenden Fluidkanal (3.1), - einen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb des Lamellenkörpers (2.1) angeordneten Hohlkörper (4), welcher zur Bildung eines geschlossenen Fluidkreislaufs (3) mit dem wenigstens einen Fluidkanal (3.1) fluidverbunden ist, - eine mit dem Hohlkörper (4) thermisch verbundene elektrische Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen des Fluids, und - eine elektrische Anschlussvorrichtung (6) zur Energieversorgung der Heizeinrichtung (5).
  2. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 mit einer in dem Hohlkörper (4) angeordneten Umwälzpumpe (7).
  3. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Elektronikeinrichtung (8) zur Steuerung der Heizeinrichtung (5).
  4. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Steueranschluss (9) zur Zuführung von Steuersignalen an die Elektronikeinrichtung (8).
  5. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Ausgleichsbehälter (4.1), welcher mit dem Hohlkörper (4) fluidverbunden ist.
  6. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Fluidkanal (3.1) U-förmig mit einer Einströmöffnung (3.10) und einer Abströmöffnung (3.11) ausgebildet ist, die jeweils mit dem Hohlkörper (4) derart verbunden sind, dass Fluid aus dem Hohlkörper (4) der Einströmöffnung (3.10) zuführbar ist und Fluid aus der Abströmöffnung (3.11) in den Hohlkörper (4) zurückführbar ist.
  7. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei welchem die Umwälzpumpe (7) als Kreiselpumpe mit wenigstens einem Flügelrad (7.1) ausgebildet ist, wobei der Hohlkörper (4) an den Durchmesser des Flügelrades (7.1) zumindest in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und senkrecht zur Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) angepasst ist.
  8. Elektrischer Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die elektrische Heizeinrichtung (5) als Hochvolt-PTC-Widerstandselement mit einer Versorgungsspannung von 400 V bis 600 V ausgebildet ist.
  9. Klimagerät (10) für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Fluid-Luft-Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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