DE102021210694A1 - Heating device for a vehicle interior of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (2) für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine luftdurchströmbare Wärmekammer (6) mit einem Lufteinlass (20) und mit einem Luftauslass (22) sowie mit einem dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Abdeckelement (16), einen innerhalb der Wärmekammer (6) angeordneten Heizstrahler (8), und einen Lüfter (10) zur Förderung eines Luftstroms (46) von dem Lufteinlass (20) durch die Wärmekammer (6) zum Luftauslass (22).The invention relates to a heating device (2) for a vehicle interior of a motor vehicle, having a heating chamber (6) through which air can flow, with an air inlet (20) and with an air outlet (22) and with a covering element (16) facing the vehicle interior, a 6) arranged radiant heater (8), and a fan (10) for promoting an air flow (46) from the air inlet (20) through the heating chamber (6) to the air outlet (22).
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs, insbesondere im Bereich einer Fahrzeugtür. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrzeugtür mit einer solchen Heizvorrichtung.The invention relates to a heating device for a vehicle interior of a motor vehicle, in particular in the area of a vehicle door. The invention also relates to a vehicle door with such a heating device.
Bei Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Klimasysteme eingebaut, welche den Fahrzeuginnenraum klimatisieren, also die Luft im Fahrzeuginnenraum beispielsweise in einen gewünschten Temperatur- und/oder (Luft-)Feuchtebereich bringen oder halten (konditionieren). Hierzu weisen Klimasysteme beispielsweise eine Einleitung von Fahrwind, Lüftungsanlagen, Fahrzeugheizung und/oder (Fahrzeug-)Klimaanlagen auf.Air conditioning systems are regularly installed in motor vehicles, which air condition the vehicle interior, ie bring or keep (condition) the air in the vehicle interior, for example, in a desired temperature and/or (air) humidity range. For this purpose, air conditioning systems have, for example, an introduction of driving wind, ventilation systems, vehicle heating and/or (vehicle) air conditioning systems.
Derartige Klimaanlagen weisen grundsätzlich einen Kreislauf auf, in dem ein Kältemittel geführt ist. Das Kältemittel, beispielsweise R-134a (1,1,1,2-Tetrafluorethan) oder R-744 (Kohlenstoffdioxid), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines (Kältemittel-)Verdichters beziehungsweise Kompressors verdichtet, wobei das Kältemittel anschließend über einen Wärmetauscher die aufgenommene Wärme wieder abgibt, bevor es über eine Drossel (Expansionsventil, Expansionsorgan) erneut zum Verdampfer geführt wird.Such air conditioning systems basically have a circuit in which a refrigerant is routed. The refrigerant, for example R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane) or R-744 (carbon dioxide), is heated in an evaporator and compressed using a (refrigerant) compressor or compressor, with the refrigerant then being transported via a heat exchanger gives off the absorbed heat again before it is fed back to the evaporator via a throttle (expansion valve, expansion element).
Fahrzeuginnenräume oder Fahrgastkabinen weisen eine vergleichsweise geringe thermische Isolierung auf. Dadurch kann es im Sommer bei Sonneneinstrahlung zu einer erheblichen Erwärmung des Fahrzeuginnenraums, also insbesondere der Einbauten und der Innenraumluft, kommen. Entsprechend bewirkt die geringe thermische Isolierung der Fahrgastkabine im Winter einen erhöhten Heizenergiebedarf.Vehicle interiors or passenger cabins have comparatively low thermal insulation. As a result, the vehicle interior, in particular the built-in components and the interior air, can heat up considerably when the sun is shining in summer. Accordingly, the low thermal insulation of the passenger cabin in winter results in an increased need for heating energy.
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor heizen bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Fahrgastkabine mit der Verlustwärme des Motors. Elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeugen, insbesondere Batteriefahrzeugen, fehlt diese Verlustwärme. Der resultierende Heizleistungsbedarf kann bei niedrigen Außentemperaturen die mittlere Antriebsleistung von Batteriefahrzeugen übersteigen und damit die Reichweite mehr als halbieren.At low ambient temperatures, vehicles with combustion engines heat the passenger cabin with the heat lost from the engine. Electrically driven or drivable motor vehicles, such as electric or hybrid vehicles, in particular battery-powered vehicles, lack this heat loss. When the outside temperatures are low, the resulting heating power requirement can exceed the average drive power of battery-powered vehicles and thus more than halve the range.
In der Studie der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT): Spezifische Anforderungen Heiz-Klimasystem E-Fahrzeuge, Mai 2011 wird der maßgebliche Zusammenhang zwischen der Reichweite eines Elektrofahrzeugs und der Energie, die für die Klimatisierung eines Fahrzeugs genutzt wird erläutert. Besonders auffällig sind die Zahlen für den Heizfall bei niedrigen Außentemperaturen: Bei einer Außentemperatur von unter 0 °C (Grad Celsius) wird im Wesentlichen die gesamte Heizleistung des Fahrzeugs von 4kWh genutzt, jedoch kann eine Konditionierung des Innenraums von 20 °C nicht gewährleistet werden. Bis zu 40 % der aufgewendeten Fahrzeugenergie können in diesem Fall für die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums notwendig werden. Dieser erhebliche Energieaufwand und die mangelnde Effizienz gewöhnlicher Klima- oder Heizsysteme stellt ein Problem im Bereich der Innenraumkonditionierung von elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen dar.In the study by the Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT): Specific requirements for heating and air conditioning systems in e-vehicles, May 2011, the decisive connection between the range of an electric vehicle and the energy used for the air conditioning of a vehicle is explained. The figures for heating at low outside temperatures are particularly striking: When the outside temperature is below 0 °C (degrees Celsius), essentially the entire heating capacity of the vehicle of 4 kWh is used, but conditioning the interior to 20 °C cannot be guaranteed. In this case, up to 40% of the vehicle energy used can be required for the air conditioning of the vehicle interior. This considerable energy consumption and the inefficiency of conventional air conditioning or heating systems poses a problem in the field of interior conditioning of electrically powered or powered motor vehicles.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Heizvorrichtung zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraums anzugeben. Insbesondere soll eine schnelle und effiziente Wärmequelle für einen Fahrzeugnutzer realisiert werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Fahrzeugtür mit einer solchen Heizvorrichtung anzugeben.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable heating device for controlling the temperature of a vehicle interior. In particular, a fast and efficient heat source for a vehicle user is to be realized. The invention is also based on the object of specifying a particularly suitable vehicle door with such a heating device.
Hinsichtlich der Heizvorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Fahrzeugtür mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf die Heizvorrichtung angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Fahrzeugtür übertragbar und umgekehrt.With regard to the heating device, the object is achieved with the features of claim 1 and with regard to the vehicle door with the features of
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist für einen Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Heizvorrichtung ist hierbei vorzugsweise für ein Thermalmanagement, also zur Temperierung, des Fahrzeuginnenraums, insbesondere einer Fahrgastzelle (Fahrerkabine) oder eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Unter einer Temperierung wird hier und im Folgenden insbesondere eine Erwärmung, also eine Erhöhung der Temperatur des Fahrzeuginnenraums beziehungsweise einer darin befindlichen Luft verstanden. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, ausgeführt.The heating device according to the invention is intended for a vehicle interior of a motor vehicle and is suitable and set up for this. The heating device is preferably designed for thermal management, ie for temperature control, of the vehicle interior, in particular a passenger cell (driver's cabin) or a passenger compartment of the motor vehicle. Temperature control is understood here and below to mean in particular heating, that is to say an increase in the temperature of the vehicle interior or of the air located therein. The motor vehicle is designed, for example, as an electrically driven or drivable motor vehicle, in particular as an electric or hybrid vehicle.
Erfindungsgemäß weist die Heizvorrichtung eine luftdurchströmbare Wärmekammer mit einem Lufteinlass und mit einem Luftauslass sowie mit einem dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Abdeckelement auf. Das Abdeckelement bildet somit eine fahrzeuginnenraumseitige Front beziehungsweise eine Sichtfläche oder Verkleidung der Heizvorrichtung. Der Lufteinlass und der Luftauslass sind hierbei strömungstechnisch mit dem Fahrzeuginnenraum gekoppelt, so dass eine Luft aus dem Fahrzeuginnenraum im strömungstechnischen Austausch mit der Luft innerhalb der Wärmekammer ist. Beispielsweise ist der Lufteinlass als Lüftungsschlitze der Wärmekammer ausgeführt.According to the invention, the heating device has a heating chamber through which air can flow, with an air inlet and with an air outlet, as well as with a cover element facing the vehicle interior. The covering element thus forms a front on the vehicle interior side or a visible surface or covering of the heating device. The air inlet and the air outlet are in this case fluidically coupled to the vehicle interior, so that air from the vehicle interior in the fluidic off exchange with the air inside the heating chamber. For example, the air inlet is designed as ventilation slots of the heating chamber.
Innerhalb der Wärmekammer ist ein Heizstrahler angeordnet. Unter einem Heizstrahler wird hierbei eine insbesondere elektrische Wärmequelle verstanden, welche mit einer hohen Übertemperatur im Wesentlichen radiativ Wärme in die Umgebung einbringt. Der Heizstrahler erzeugt im Betrieb also eine Wärmestrahlung. Durch die Anordnung des Heizstrahlers innerhalb der Wärmekammer ist ein Berührungsschutz, also ein Mindestabstand zu dem Fahrzeugnutzer, gewahrt, wodurch ein übermäßiger Wärmeeintrag vermieden wird.A radiant heater is arranged within the heating chamber. In this case, a radiant heater is understood to mean a heat source, in particular an electric heat source, which essentially radiatively introduces heat into the environment at a high overtemperature. The radiant heater therefore generates thermal radiation during operation. The arrangement of the radiant heater within the heating chamber ensures protection against accidental contact, ie a minimum distance from the vehicle user, which prevents excessive heat input.
Erfindungsgemäß weist die Heizvorrichtung weiterhin einen Lüfter zur Förderung eines Luftstroms von dem Lufteinlass durch die Wärmekammer zu dem Luftauslass auf. Der Lüfter ist hierbei insbesondere im Bereich des Luftauslasses angeordnet. Dadurch ist eine besonders geeignete Heizvorrichtung realisiert. Insbesondere kühlt der Luftstrom hierbei den Heizstrahler, indem eine (Kühl-)Luft von dem Lufteinlass angesaugt, und vorzugsweise spiral- oder wendelförmig um den Heizstrahler geführt wird, wobei die abgeführte Wärme beispielsweise für die Innenlufttemperierung nutzbar ist.According to the invention, the heating device also has a fan for promoting an air flow from the air inlet through the heating chamber to the air outlet. In this case, the fan is arranged in particular in the area of the air outlet. A particularly suitable heating device is thereby realized. In particular, the air flow cools the radiant heater in that (cooling) air is sucked in from the air inlet and is guided preferably in a spiral or spiral shape around the radiant heater, with the heat that is dissipated being usable, for example, for temperature control of the interior air.
Die Heizvorrichtung ist insbesondere in dem Bereich einer Fahrzeugtür, vorzugsweise einer vorderen Fahrzeugtür, beispielsweise einer Fahrertür, vorgesehen. Weitere potenzielle Einsatzorte im Fahrzeuginnenraum sind beispielsweise im Fußbereich unter der Armatur sowie im Bereich der Windschutzscheibe, der A-Säule, der Mittelkonsole und dem Dachhimmel denkbar. Eine weitere Ausstattung des Innenraums mit erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen würde einen erhöhten Fahrkomfort und verbesserte Energieeffizienz beim Aufheizen des Innenraums bedeuten.The heating device is provided in particular in the area of a vehicle door, preferably a front vehicle door, for example a driver's door. Other potential areas of application in the vehicle interior are, for example, in the foot area under the dashboard and in the area of the windshield, the A-pillar, the center console and the roof lining. Further equipping the interior with heating devices according to the invention would mean increased driving comfort and improved energy efficiency when heating the interior.
Die Wärmekammer und der Heizstrahler sind beispielsweise als ein Infrarotmodul ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Heizstrahler insbesondere als ein Infrarotelement oder Infrarotstrahler zur Erzeugung einer Infrarotstrahlung ausgeführt ist. Der Heizstrahler weist beispielsweise einen evakuierten Kolben, insbesondere einem Glaskolben, vorzugsweise einem Quarzglaskolben, mit einer darin aufgenommenen Strahlungsquelle zur Erzeugung der Wärmestrahlung auf. Die Strahlungsquelle ist beispielsweise als ein Heizdraht, insbesondere mit einer Kanthal-Wendel, ausgeführt. Die Strahlungsquelle ist hierbei insbesondere als ein Mittelwellenstrahler ausgeführt, welcher bei einer Bestromung vorzugsweise eine Wärmestrahlung im mittleren Infrarotbereichsspektrum erzeugt. Unter dem mittleren Infrarotbereichsspektrum sind hierbei insbesondere Wellenlängen von etwa 2 µm (Mikrometer) bis etwa 3,5 µm zu verstehen. Derartige Infrarotstrahlung wird von Wasser annähernd vollständig absorbiert, so dass diese Strahlung auch von einer Hautoberflächen besonders gut aufgenommen wird, wodurch eine unmittelbare Wärmeempfindung bei einem Fahrzeugnutzer bewirkbar ist. Das Gefühl der Wärme- oder Infrarotstrahlung auf den menschlichen Körper kann mit dem eines Kachelofens oder einer offenen Feuerstelle verglichen werden.The heating chamber and the radiant heater are designed, for example, as an infrared module. This means that the radiant heater is designed in particular as an infrared element or infrared radiator for generating infrared radiation. The radiant heater has, for example, an evacuated bulb, in particular a glass bulb, preferably a quartz glass bulb, with a radiation source accommodated therein for generating the thermal radiation. The radiation source is designed, for example, as a heating wire, in particular with a Kanthal coil. In this case, the radiation source is designed in particular as a medium-wave radiator which, when supplied with current, preferably generates thermal radiation in the medium infrared range spectrum. In this context, the mid-infrared range spectrum is understood to mean, in particular, wavelengths of approximately 2 μm (microns) to approximately 3.5 μm. Such infrared radiation is almost completely absorbed by water, so that this radiation is also absorbed particularly well by the surface of the skin, as a result of which a vehicle user can experience an immediate feeling of warmth. The feeling of heat or infrared radiation on the human body can be compared to that of a tiled stove or an open fireplace.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Abdeckelement zumindest teilweise transparent für die vom Heizstrahler erzeugte Wärmestrahlung. Dies bedeutet, dass die Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, vorzugsweise im Wesentlichen ungehindert, also ohne eine Wesentliche Abschwächung oder Absorption, durch das Material des Abdeckelements hindurchtreten kann. Dadurch erwärmt sich das Abdeckelement durch die Wärmestrahlung im Wesentlichen nicht, so dass ein besonders effektiver und sicherer Berührungsschutz für den Heizstrahler realisiert ist. Des Weiteren kann der Heizstrahler einen Fahrzeugnutzer im Fahrzeuginnenraum somit besonders schnell und energieeffizient aufwärmen.In an advantageous embodiment, the cover element is at least partially transparent to the thermal radiation generated by the radiant heater. This means that the thermal radiation, in particular infrared radiation, can pass through the material of the cover element, preferably essentially unhindered, that is to say without any significant attenuation or absorption. As a result, the cover element is essentially not heated by the heat radiation, so that a particularly effective and reliable protection against accidental contact is realized for the radiant heater. Furthermore, the radiant heater can thus warm up a vehicle user in the vehicle interior particularly quickly and in an energy-efficient manner.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Luftstrom innerhalb der Wärmekammer mittels des Heizstrahlers erwärmt. Insbesondere kombiniert die Heizvorrichtung hierbei eine direkte Wärmestrahlung des Heizstrahlers mit einem konvektivem Luftstrom, welcher durch die Anströmung des Heizstrahlers erzeugt wird. Im Betrieb wird eine kühle Luft aus dem Fahrzeuginnenraum durch den Lufteinlass in die Wärmekammer eingezogen. Dort überstreift die Luftströmung den Heizstrahler und erwärmt sich hierbei. Der Lüfter saugt die erwärmte Luft ein, beschleunigt diese und gibt somit einen angenehmen Wärmeschleier an die umliegenden Oberflächen des Fahrzeuginnenraums ab. Gerade im Winter kann dies einen erheblichen Beitrag zum Komfort der Fahrzeugnutzer leisten. Insbesondere wird hierbei eine ausgetrocknete, aufgewärmte Innenraumluft einer konventionellen Klimaanlage vermieden.In a preferred embodiment, the air flow inside the heating chamber is heated by means of the radiant heater. In particular, the heating device combines direct heat radiation from the radiant heater with a convective air flow, which is generated by the inflow of the radiant heater. In operation, cool air is drawn from the vehicle interior through the air intake into the thermal chamber. There, the air flow sweeps over the radiant heater and heats up in the process. The fan sucks in the heated air, accelerates it and thus emits a pleasant veil of heat to the surrounding surfaces of the vehicle interior. Especially in winter, this can make a significant contribution to the comfort of the vehicle user. In particular, a dried-out, warmed-up interior air of a conventional air conditioning system is avoided in this case.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Lüfter außerhalb der Wärmekammer angeordnet. Durch die Anordnung außerhalb der Wärmekammer wird der Abstand zwischen dem Lüfter und dem Heizstrahler erhöht, so dass der Lüfter im Betrieb der Heizvorrichtung einer geringeren thermischen Belastung ausgesetzt ist. Des Weiteren wird somit mehr Bauraum innerhalb der Wärmekammer geschaffen, so dass beispielsweise der Heizstrahler größer dimensionierbar ist.In an expedient development, the fan is arranged outside the heating chamber. The arrangement outside the heating chamber increases the distance between the fan and the radiant heater, so that the fan is exposed to less thermal stress during operation of the heating device. Furthermore, more installation space is thus created within the heating chamber, so that, for example, the radiant heater can be dimensioned larger.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt sieht vor, dass die Wärmekammer beziehungsweise das Infrarotmodul in eine topfartige Gehäuseschale eingesetzt ist, wobei zwischen der Wärmekammer und der Gehäuseschale eine mit dem Lufteinlass gekoppelte Zuluftkammer und eine mit dem Luftauslass gekoppelte Abluftkammer zur Führung des Luftstroms gebildet sind. Mit anderen Worten ist zumindest bereichsweise ein lichter Abstand zwischen der Wärmekammer und der Gehäuseschale als Zwischenraum gebildet, wobei der mit dem Lufteinlass gekoppelte Zwischenraum als Zuluftkammer und der mit dem Luftauslass gekoppelte Zwischenraum als Abluftkammer bezeichnet ist. Vorzugsweise umgeben die Zuluftkammer und Abluftkammer die Wärmekammer im Bereich des fahrzeuginnenraumseitigen Abdeckelements umlaufend. Mit anderen Worten ist an der Front der Heizvorrichtung ein umlaufender Spalt zwischen der Wärmekammer beziehungsweise dem Abdeckelement und der Gehäuseschale gebildet. Beispielsweise weist die Heizvorrichtung eine etwa rechteckförmige Front auf, wobei die Zuluftkammer an einer stirnseitigen Kurzseite angeordnet ist, und wobei die Abluftkammer sich über die übrigen drei Seiten erstreckt. Dadurch erzeugt die ausströmende Luft einen angenehmen Wärmeschleier in der Umgebung.An additional or further aspect provides that the heating chamber or the infrared module is inserted into a pot-like housing shell, with between the heating chamber and the housing shell is formed with an air inlet chamber coupled to the air inlet and an air outlet chamber coupled to the air outlet for guiding the air flow. In other words, a clear distance between the heating chamber and the housing shell is formed as an intermediate space, at least in some areas, the intermediate space coupled to the air inlet being referred to as the supply air chamber and the intermediate space coupled to the air outlet being referred to as the exhaust air chamber. The supply air chamber and exhaust air chamber preferably surround the heating chamber in the region of the covering element on the vehicle interior side. In other words, a circumferential gap is formed between the heating chamber or the cover element and the housing shell at the front of the heating device. For example, the heating device has an approximately rectangular front, with the air inlet chamber being arranged on a short end face, and with the air outlet chamber extending over the other three sides. As a result, the outflowing air creates a pleasant veil of warmth in the area.
Durch die Zuluft- und Abluftkammern ist weiterhin eine Wärmeisolierung zwischen der Wärmekammer und der Gehäuseschale realisiert, so dass über die Gehäuseschale lediglich ein geringer Wärmeeintrag in die Umgebung der Einbaustelle erfolgt. Dadurch ist sichergestellt, dass sich umliegende Sicht- oder Berührungsflächen im Montagezustand nicht ungewünscht erwärmen.Furthermore, thermal insulation between the heating chamber and the housing shell is implemented by the supply air and exhaust air chambers, so that only a small amount of heat is introduced into the environment of the installation site via the housing shell. This ensures that surrounding visible or touching surfaces do not heat up undesirably in the installed state.
Die Gehäuseschale bildet somit ein Außengehäuse für die Wärmekammer. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung oder Montage der Heizvorrichtung an einer gewünschten Einbaustelle über die Gehäuseschale. Die Gehäuseschale ist also beispielsweise als Modulträger oder Modulhalter für die Wärmekammer beziehungsweise das Infrarotmodul ausgeführt. Die insbesondere als Spritzgussteil ausgeführte Gehäuseschale weist hierbei beispielsweise eine größere mechanische Stabilität als die Wärmekammer auf, so dass eine vorteilhafte Funktionstrennung ermöglicht ist. Die Wärmekammer ist somit im Montage- oder Einbauzustand lediglich mittelbar über die Gehäuseschale an der Einbaustelle befestigt.The housing shell thus forms an outer housing for the heating chamber. The heating device is preferably fastened or installed at a desired installation location via the housing shell. The housing shell is therefore designed, for example, as a module carrier or module holder for the heating chamber or the infrared module. The housing shell, which is designed in particular as an injection-molded part, has greater mechanical stability than the heating chamber, for example, so that an advantageous separation of functions is made possible. In the mounted or installed state, the heating chamber is thus attached to the installation site only indirectly via the housing shell.
In einer denkbaren Ausbildung sind die Wärmekammer und/oder der Lüfter an der Gehäuseschale schraubbefestigt. Dadurch ist eine stabile und sichere Halterung der Wärmekammer und/oder des Lüfters an der Gehäuseschale realisiert. Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.In a conceivable embodiment, the heating chamber and/or the fan are screw-fastened to the housing shell. As a result, the heating chamber and/or the fan are held in a stable and secure manner on the housing shell. The conjunction “and/or” is to be understood here and in the following in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.
Beispielsweise ist die Gehäuseschale werkzeugfrei form- und/oder kraftschlüssig an einer gewünschten Einbaustelle montierbar. Insbesondere ist die Gehäuseschale hierbei für eine Rast- oder Clipbefestigung ausgeführt. Beispielsweise weist die Gehäuseschale einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformte Rastlaschen oder Rastzungen auf, welche mit entsprechenden Gegenkonturen an der Einbaustelle verrasten oder verklipsen. Dadurch ist eine besonders einfache und aufwandreduzierte Montage der Heizvorrichtung ermöglicht.For example, the housing shell can be fitted in a form-fitting and/or force-fitting manner at a desired installation location without the use of tools. In particular, the housing shell is designed for snap-in or clip fastening. For example, the housing shell has integrally formed latching tabs or latching tongues, that is to say in one piece or monolithically, which latch or clip with corresponding counter-contours at the installation site. This enables a particularly simple and cost-reduced installation of the heating device.
Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass der Zusammenhalt der miteinander verbundenen Teile zumindest in einer Richtung durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst oder durch ein mittelbares Ineinandergreifen über ein zusätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt.A "positive fit" or a "positive connection" between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are held together at least in one direction by a direct interlocking of contours of the parts themselves or by an indirect interlocking via an additional connector. The "blocking" of a mutual movement in this direction is therefore due to the shape.
Unter einem „Kraftschluss“ oder einer „kraftschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile aufgrund einer zwischen ihnen wirkenden Reibkraft gegen ein Abgleiten aneinander gehindert sind. Fehlt eine diese Reibkraft hervorrufende „Verbindungskraft“ (dies bedeutet diejenige Kraft, welche die Teile gegeneinanderdrückt, beispielsweise eine Schraubenkraft oder die Gewichtskraft selbst), kann die kraftschlüssige Verbindung nicht aufrechterhalten und somit gelöst werden.A “positive connection” or a “positive connection” between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are prevented from sliding off one another due to a frictional force acting between them. If there is no "connection force" that causes this frictional force (this means the force that presses the parts against each other, for example a screw force or the force of weight itself), the non-positive connection cannot be maintained and can therefore be released.
In einer geeigneten Ausführung ist der Lüfter insbesondere als ein Radiallüfter ausgeführt. Unter einem Radiallüfter ist hier und im Folgenden ein Lüfter, Gebläse, oder Ventilator zu verstehen, welcher Luft axial ansaugt und - nach erfolgter Umlenkung (90°-Umlenkung) - radial ausfördert. Dies bedeutet, dass der Radiallüfter in radialer Richtung nach außen fördert (ausbläst). Radiallüfter weisen im Gegensatz zu Axiallüftern eine geringere Geräuschentwicklung auf. Insbesondere erzielen Radiallüfter bei gleicher Luftleistung deutlich geringere Schalldruckpegel. Dadurch ist eine geräuschreduzierte Heizvorrichtung realisiert, was insbesondere vorteilhaft für den Einsatz im Bereich des Fahrzeuginnenraums ist. Der Radiallüfter saugt hierbei Luft axial aus der Wärmekammer an, und fördert diese radial in die Abluftkammer, und somit in Richtung des Fahrzeuginnenraums.In a suitable embodiment, the fan is designed in particular as a radial fan. A radial fan is to be understood here and in the following as a fan, blower or ventilator, which draws in air axially and—after it has been deflected (90° deflection)—discharges it radially. This means that the radial fan conveys (blows out) outwards in the radial direction. In contrast to axial fans, radial fans produce less noise. In particular, radial fans achieve significantly lower sound pressure levels with the same air performance. As a result, a noise-reduced heating device is implemented, which is particularly advantageous for use in the area of the vehicle interior. The radial fan sucks in air axially from the heating chamber and conveys it radially into the exhaust air chamber, and thus in the direction of the vehicle interior.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist ein vorzugsweise umlaufendes Lüftungsgitter vorgesehen, welches emporstehend an die Außenseite der Wärmekammer angeformt ist. Das Lüftungsgitter ist hierbei insbesondere einteilig, also einstückig oder monolithisch, an die Wärmekammer angeformt. Das Lüftungsgitter verdeckt oder übergreift hierbei beispielsweise einen Spaltbereich zwischen der Wärmekammer und der Gehäuseschale, so dass eine Abdeckung für die Zuluft- und Abluftkammern realisiert ist. Durch das Lüftungsgitter wird der Luftstrom gefiltert, so dass insbesondere Verunreinigungen der einströmenden Luft nicht in die Wärmekammer eintreten können.In an advantageous embodiment, a preferably circumferential ventilation grille is provided, which upstanding on the outside of the Heat chamber is formed. In this case, the ventilation grille is in particular formed in one piece, that is to say in one piece or monolithically, onto the heating chamber. In this case, the ventilation grille covers or overlaps, for example, a gap area between the heating chamber and the housing shell, so that a cover for the air supply and exhaust air chambers is realized. The air flow is filtered through the ventilation grille, so that in particular impurities in the incoming air cannot enter the heating chamber.
In einer möglichen Weiterbildung ist das Abdeckelement aus einer Glaskeramik hergestellt. Die Glaskeramik weist hierbei einen möglichst geringen Wärmeausdehnungskoeffizient in unterschiedlichen Temperaturbereichen auf, wodurch Beschädigungen aufgrund von Temperaturschwankungen vermieden werden. Beispielsweise wird das Abdeckelement aus der Glaskeramik „NEXTREMA“ der Firma Schott hergestellt. Zur Befestigung der Glaskeramik ist diese beispielsweise in einen Rahmen eingefasst, welcher an der Wärmekammer befestigbar ist.In a possible development, the cover element is made from a glass ceramic. The glass ceramic has the lowest possible coefficient of thermal expansion in different temperature ranges, which avoids damage due to temperature fluctuations. For example, the cover element is made from the glass ceramic “NEXTREMA” from Schott. In order to fasten the glass ceramic, it is enclosed in a frame, for example, which can be fastened to the heating chamber.
In einer bevorzugten Anwendung ist die vorstehend beschriebene Heizvorrichtung in eine Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs integriert. Die Heizvorrichtung ist hierbei insbesondere trockenraumseitig im Bereich einer Türinnenverkleidung integriert. In a preferred application, the heating device described above is integrated into a vehicle door of a motor vehicle. The heating device is integrated here, in particular on the dry room side, in the area of a door inner lining.
Durch die Heizvorrichtung wird ein Fahrzeugnutzers schnell und energieeffizient aufgewärmt. Des Weiteren wird eine ausgetrocknete, aufgewärmte Innenraumluft einer konventionellen Klimaanlage vermieden.A vehicle user is warmed up quickly and in an energy-efficient manner by the heating device. Furthermore, a dried out, warmed-up interior air of a conventional air conditioning system is avoided.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 in Schnittansicht eine Heizvorrichtung in einer ersten Ausführungsform, -
2 in Draufsicht die Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und -
3 in perspektivischer Darstellung die Heizvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
-
1 a sectional view of a heating device in a first embodiment, -
2 in plan view the heating device according to the first embodiment, and -
3 a perspective view of the heating device in a second embodiment.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
Die in
Die Wärmekammer 6 weist ein schalenförmiges oder topfförmiges Gehäuseteil 14 auf, welches stirnseitig mit einem platten- oder fensterartigen Abdeckelement 16 als Deckel abgedeckt ist. Das Abdeckelement 16 ist hierbei transparent für eine Wärmestrahlung 18 des Heizstrahlers 8. Das Abdeckelement 16 ist insbesondere aus einer Glaskeramik, beispielsweise aus „NEXTREMA“ der Firma Schott hergestellt. Die Wärmestrahlung 18 ist in der
Die Wärmekammer 6 beziehungsweise das Gehäuseteil 14 weist einen seitlichen Lufteinlass 20, beispielsweise in Form von Lüftungsschlitzen, auf. An einem gegenüberliegend zum Abdeckelement 16 angeordneten Gehäuse- oder Kammerboden weist die Wärmekammer 6 weiterhin einen Luftauslass 22 auf. Der Luftauslass 22 ist hierbei mit einer Ansaugseite des Lüfters 10 verbunden.The
Der Heizstrahler 8 ist insbesondere als ein Infrarotelement oder Infrarotstrahler zur Erzeugung einer Infrarotstrahlung 18 als Wärmestrahlung ausgeführt. Der Heizstrahler 8 weist hierbei einen evakuierten Kolben 24, insbesondere einen Glaskolben, vorzugsweise einen Quarzglaskolben, mit einer darin aufgenommenen Strahlungsquelle 26 auf. Die Strahlungsquelle 26 ist als ein Heizdraht, insbesondere mit einer Kanthal-Wendel, ausgeführt. Die Strahlungsquelle 26 ist an eine Elektronik 28 der Heizvorrichtung 2 angeschlossen. Die Elektronik 28 ist beispielsweise mittels eines Anschlusses 30 der Gehäuseschale 12 an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs anschließbar.The
Das Infrarotmodul 4 ist in die etwa topf- oder becherförmige Gehäuseschale 12 eingesetzt, und mit diesem verschraubt. Hierzu ist die Wärmekammer 6 beispielsweise mittels vier Befestigungsschrauben 32, 34 direkt mit der Gehäuseschale 12 verschraubt, wobei zwei der Befestigungsschrauben 34 hierbei den Lüfter 10 durchsetzen, und diesen somit ebenfalls an der Gehäuseschale 12 fixieren. Die Gehäuseschale 12 weist eine Ausbuchtung 36 auf, in welcher der Lüfter 10 und die Elektronik 28 aufgenommen sind.The
Das Infrarotmodul 4 und die Gehäuseschale 12 sind somit bodenseitig aneinandergefügt, wobei die umlaufenden Seiten des Infrarotmoduls 4 und der Gehäuseschale 12 zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet angeordnet sind. Im montierten Zustand ist zwischen dem Abdeckelement 16 und der Gehäuseschale 12 hierbei ein umlaufender Spaltbereich als Luftspalt gebildet. Der Spaltbereich mündet hierbei in eine zwischen der Wärmekammer 6 und der Gehäuseschale 12 gebildete Zuluftkammer 38. Der Lufteinlass 20 der Wärmekammer 6 mündet hierbei in die Zuluftkammer 38 ein. Der Lüfter 10 ist ausstoßseitig mit einer Abluftkammer 40 gekoppelt, welche in den Spaltbereich einmündet.The
Die Wärmekammer 6 weist im Bereich des Abdeckelements 16 ein Lüftungsgitter 42 auf, welches kragenartig umlaufend an die Wärmekammer 6 beziehungsweise das Gehäuseteil 14 angeformt ist. Das Lüftungsgitter 42 steht hierbei der Außenseite der Wärmekammer 6 empor und ragt in den Spaltbereich. Insbesondere übergreift das Lüftungsgitter 42 hierbei die Zuluft- und Abluftkammern 38, 40.The
Die Heizvorrichtung 2 ist vorzugsweise für einen werkzeugfreien Einbau in einer Fahrzeugtür eingerichtet. Hierzu weist die Gehäuseschale 12 beispielsweise angeformte Rastelemente 44 für eine form- und/oder kraftschlüssige Rast- oder Clipbefestigung auf.The
Die Heizvorrichtung 2 kombiniert eine direkte Wärmestrahlung des Infrarotmoduls 4 mit einem konvektivem Luftstrom 46, der durch eine Anströmung des Heizstrahlers 8 erzeugt wird. Im Betrieb der Heizvorrichtung 2 wird kühle Luft aus dem Fahrzeuginnenraum durch die Zuluftkammer 38 und den Lufteinlass 20 in die Wärmekammer 6 eingezogen. Dort überstreift die Luftströmung 46 den Kolben 24 des Heizstrahlers 8 und erwärmt sich hierbei. Der Lüfter 10 saugt die erwärmte Luft am anderen Ende des Infrarotmoduls 4 ein, beschleunigt diese, und gibt durch die Abluftkammer 40 und das Lüftungsgitter 44 einen angenehmen Wärmeschleier an die umliegenden Oberflächen ab. Die einströmende und ausströmende Luft ist in den
Die
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. On the contrary, other variants of the invention can also be derived from this by a person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Heizvorrichtungheating device
- 44
- Infrarotmodulinfrared module
- 66
- Wärmekammerheat chamber
- 88th
- Heizstrahlerradiant heater
- 1010
- LüfterFan
- 1212
- Gehäuseschalehousing shell
- 1414
- Gehäuseteilhousing part
- 1616
- Abdeckelementcover element
- 1818
- Wärmestrahlung/Infrarotstrahlungthermal radiation/infrared radiation
- 2020
- Lufteinlassair intake
- 2222
- Luftauslassair outlet
- 2424
- KolbenPistons
- 2626
- Strahlungsquelleradiation source
- 2828
- Elektronikelectronics
- 3030
- AnschlussConnection
- 3232
- Befestigungsschraubemounting screw
- 3434
- Befestigungsschraubemounting screw
- 3636
- Ausbuchtungbulge
- 3838
- Zuluftkammersupply air chamber
- 4040
- Abluftkammerexhaust chamber
- 4242
- Lüftungsgitterventilation grille
- 4444
- Rastelementlocking element
- 4646
- Luftströmungairflow
- 4848
- Fahrzeugtürvehicle door
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021210694.3A DE102021210694A1 (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Heating device for a vehicle interior of a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021210694.3A DE102021210694A1 (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Heating device for a vehicle interior of a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021210694A1 true DE102021210694A1 (en) | 2023-03-30 |
Family
ID=85477217
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---|---|---|---|
DE102021210694.3A Withdrawn DE102021210694A1 (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Heating device for a vehicle interior of a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (1)
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DE102021213342A1 (en) | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg | Air circulation device for a vehicle door |
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-
2021
- 2021-09-24 DE DE102021210694.3A patent/DE102021210694A1/en not_active Withdrawn
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DE102021213342A1 (en) | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg | Air circulation device for a vehicle door |
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R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |