DE10234470A1

DE10234470A1 - Elektrische Heizung

Info

Publication number: DE10234470A1
Application number: DE2002134470
Authority: DE
Inventors: Michael E. Luppold; Alexander Dauth
Original assignee: Beru AG
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-19

Abstract

Elektrische Heizung zum Erwärmen der Luft, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Heizung umfasst eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere eine PTC-Heizeinrichtung, und eine daran angeordnete elektrische Steuereinrichtung zum Steuern des der Heizeinrichtung gelieferten Heizstromes. Um die in der elektronischen Steuereinrichtung erzeugte Verlustwärme abzuführen, sind an der Steuereinrichtung Kühleinrichtungen (1, 7) vorgesehen, die im Strom der zu erwärmenden Luft angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizung zum Erwärmen der Luft, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Heizeinrichtung und einer daran angeordneten elektronischen Steuereinrichtung zum Steuern des der Heizeinrichtung gelieferten Heizstromes.

Eine derartige elektrische Heizung wird beispielsweise als elektrische Zuheizung in Kraftfahrzeugen, insbesondere als elektrische PTC-Heizung mit einer elektrischen PTC-Heizeinrichtung verwandt.

In der elektronischen Steuereinrichtung einer derartigen Heizung tritt während des Betriebes der Heizung eine an den Leistungshalbleitern oder anderen elektronischen Bauteilen der Steuereinrichtung entstehende Verlustleistung in Form von Verlustwärme auf, die abgeführt werden muss.

Bei den bisher bekannten elektrischen Heizungen der be schriebenen Art ist jedoch die Abgabe dieser Verlustwärme nicht optimal.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine elektrische Heizung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Abgabe der Verlustwärme von der elektronischen Steuereinrichtung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung mit Kühleinrichtungen zur Abgabe der in der Steuereinrichtung erzeugten Verlustwärme versehen ist, die so angeordnet sind, dass sie von der zu erwärmenden Luft umströmt sind.

Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung die Verlustwärme von der Steuereinrichtung über die Kühleinrichtungen an die zu erwärmende Luft abgegeben wird, ergibt sich eine optimale Kühlung der elektronischen Steuereinrichtung und wird darüber hinaus die darin entstehende Verlustwärme effektiv für die gewünschte Erwärmung der Luft ausgenutzt.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Heizung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.

Im Folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnungen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen
1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der erifndungsgemäßen Heizung,
2 eine Schnittansicht des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel längs der Linie A-A,
3 eine Schnittansicht längs der Linie C-C in 1 und
4 eine Schnittansicht längs der Linie B-B in 1.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Heizung zum Erwärmen der Luft umfasst eine Heizeinrichtung, insbesondere eine PTC-Heizeinrichtung, die aus Heizstäben 4 besteht, an denen Luftlamellen 3 zur Erwärmung der Luft angeordnet sind. Wie es insbesondere in 2 dargestellt ist, ist die Heizeinrichtung so angeordnet, dass sie von der zu erwärmenden Luft 10 durchströmt wird.
An der Heizeinrichtung ist eine elektronische Steuerung vorgesehen, die in einem Gehäuse 2 untergebracht ist und dazu dient, den der Heizeinrichtung gelieferten elektrischen Heizstrom zu steuern.
Da die elektronische Steuerung unter Verwendung von Leistungshalbleitern und anderen elektronischen Komponenten und Bauteilen aufgebaut ist, tritt an der elektronischen Steuerung eine Verlustleistung auf, die in Form von Verlustwärme freigesetzt wird. Diese Verlustwärme könnte die elektronische Steuerung kurz- oder langfristig schädigen, wenn sie nicht wirksam abgeführt wird.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind zum Abführen dieser Verlustwärme am Gehäuse 2 der elektronischen Steuerung Kühleinrichtungen in Form von Kühllamellen oder Kühlrippen 1 vorgesehen, die von einem Rippengrund 7 ausgehen. Die äußerste Kühllamelle des Gehäuses 2 ist mit 1a bezeichnet.
Die Anbindungen der Heizstäbe 4 an die elektronische Steuerung sind mit Umschließungen 1b versehen, die gleichfalls zur Wärmeabgabe vorgesehen sind.
Wie es in 2 dargestellt ist, sind die Steuereinrichtung und die Heizeinrichtung quer zum Strom 9, 10, 11 der zu erwärmenden Luft im Abstand voneinander angordnet und befinden sich die Kühllamellen 1 im Zwischenraum zwischen der Steuereinrichtung und der Heizeinrichtung. Die Kühllamellen 1 sind somit so angeordnet, dass sie von einem Teilstrom 9 der zu erwärmenden Luft umströmt oder durchströmt werden, so dass sie die in der elektronischen Steuerung erzeugte Verlustwärme vom Gehäuse 2 an diesen Luftstrom abgeben. Dadurch ergibt sich eine optimale Wärmeabfuhr.
Was die Ausbildung der Kühlrippen oder Kühllamellen anbetrifft, so hängt die Gestaltung des Lamellen- oder Rippen grundes 7 von dem Material ab, das für diese Kühleinrichtungen gewählt ist. Bei einem schlecht wärmeleitenden Material erfolgt die Anbindung der Kühleinrichtungen an das Gehäuse 2 der elektronischen Steuerung über einen Rippengrund 7, der eine extrem geringe Wandstärke hat, die wesentlich kleiner als die Wandstärke der Kühlrippen oder -lamellen sein kann. Dadurch wird der Luftstrom 9 gut an die eigentliche Wärmequelle, nämlich die elektronische Steuerung herangeführt. Je besser die Materialien wärmeleitend sind, um so größer kann die Dicke dieses Bereiches, d. h. insbesondere des Rippengrundes 7 sein.
Die Kühllamellen oder Kühlrippen 1, die von einem Rippengrund 7 ausgehen, können in Form eines Einspritz- oder Einlegeteils aus einem gut wärmeleitenden Material ausgebildet sein, das an das Gehäuse 2 angebunden ist. Statt dieser zweikomponentigen Ausbildung können sie auch in einem Stück mit dem Gehäuse aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Metall, vorzugsweise aus entsprechenden gut wärmeleitenden Materialien ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich eine einkomponentige Gestaltung.
Wie es weiterhin in den 1, 2 und 3 dargestellt ist, ist auf der dem Gehäuse 2 gegenüberliegenden Seite der Heizeinrichtung eine weitere Kühleinrichtung vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Gegenflansch 5 mit Kühllamellen oder Kühlrippen 6 besteht. Diese weitere Kühleinrichtung wird von einem Luftteilstrom 11 durchströmt, der in 2 dargestellt ist.
Über die weitere Kühleinrichtung 5, 6 wird Wärme an den der elektronischen Steuerung gegenüberliegenden Enden der Heizstäbe 4 an die zu erwärmende Luft abgegeben.
Auf Grund der bei einer Heizung mit dem oben beschriebenen Aufbau bewirkten Abgabe der an der elektronischen Steuerung entstehenden Verlustwärme ergibt sich eine längere Lebensdauer der Heizung.
Da die in der elektronischen Steuerung erzeugten Verlustwärme zur Erwärmung der Luft beiträgt, kann die Anzahl der Luftlamellen reduziert werden, ergibt sich eine Kostenreduzierung bei der Fertigung und am Produkt und ergibt sich eine größere Leistung bei gleicher Bauweise.

Claims

Elektrische Heizung zum Erwärmen der Luft, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Heizeinrichtung und einer daran angeordneten elektronischen Steuereinrichtung zum Steuern des der Heizeinrichtung gelieferten Heizstromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit Kühleinrichtungen zur Abgabe der in der Steuereinrichtung erzeugten Verlustwärme versehen ist, die so angeordnet sind, dass sie von der zu erwärmenden Luft umströmt sind.
Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung und die Heizeinrichtung quer zum Strom der zu erwärmenden Luft im Abstand voneinander angeordnet sind, und die Kühleinrichtungen im Zwischenraum zwischen der Steuereinrichtung und der Heizeinrichtung vorgesehen sind.
Heizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung plattenförmig ausgebildet ist und die Steuereinrichtung an einer Schmalseite der Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei sich die Kühleinrichtungen in der Verlängerung der plattenförmigen Heizeinrichtung über diese Schmalseite hinaus befinden.
Heizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtungen aus Kühlrippen bestehen, die von einem Rippengrund ausgehen, der an das Gehäuse der elektronischen Steuereinrichtung angebunden ist.
Heizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Rippengrundes in Abhängigkeit von den wärmeleitenden Eigenschaften des Materials der Kühleinrichtungen gewählt ist.
Heizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Kühleinrichtung, die auf der der elektronischen Steuereinrichtung gegenüberliegenden Seite der Heizeinrichtung vorgesehen ist.
Heizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kühleinrichtung aus Kühlrippen besteht, die von einem Rippengrund ausgehen.