DE19925444A1 - Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister - Google Patents

Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister

Info

Publication number
DE19925444A1
DE19925444A1 DE1999125444 DE19925444A DE19925444A1 DE 19925444 A1 DE19925444 A1 DE 19925444A1 DE 1999125444 DE1999125444 DE 1999125444 DE 19925444 A DE19925444 A DE 19925444A DE 19925444 A1 DE19925444 A1 DE 19925444A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating elements
heating
heat
heat exchanger
insulating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1999125444
Other languages
English (en)
Other versions
DE19925444C2 (de
Inventor
Horst Jirmann
Nourredine Khelifa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Klimasysteme GmbH
Original Assignee
Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Klimasysteme GmbH filed Critical Valeo Klimasysteme GmbH
Priority to DE1999125444 priority Critical patent/DE19925444C2/de
Publication of DE19925444A1 publication Critical patent/DE19925444A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19925444C2 publication Critical patent/DE19925444C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429For vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429For vehicles
    • F24H3/0435Structures comprising heat spreading elements in the form of fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/062Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators using electric energy supply; the heating medium being the resistive element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/18Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1872PTC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091Radiators
    • F28D2021/0096Radiators for space heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Erwärmen von Luft, insbesondere zu Heizzwecken in einem Fahrzeug mit im wesentlichen in einer Ebene verlaufenden Heizelementen, wobei die Heizelemente (20, 40) einzeln oder gruppenweise mittels wärmedämmenden Materials im wesentlichen thermisch voneinander entkoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Luft, insbesondere zu Heizzwec­ ken in einem Fahrzeug, mit im wesentlichen in einer Ebene verlaufenden Heizelementen.
Eine übliche Vorrichtung zum Erwärmen von Luft ist ein Wärmetauscher, der z. B. mit dem Kühlmittel eines Fahrzeugmotors beaufschlagt werden kann. Solch ein Wärmetauscher ist in klassischer Weise aus Flachrohren mit zugeordneten Lamellen gebildet. Diese Flachrohre mit zugeordneten Lamellen können als im wesentlichen in einer Ebene verlaufende Heizelemente angesehen werden. Wenn solch ein Wärmetauscher lediglich mit dem Kühlmittel des Ver­ brennungsmotors beaufschlagt wird, bilden die Lamellen insgesamt einen luftbeaufschlagba­ ren Lamellenblock, der eine mehr oder weniger konstante Temperatur aufweist.
In den letzten Jahren hat sich jedoch herausgestellt, daß zur Erhöhung der Fahrkomforts eine ausschließlich auf dem motorseitigen Kühlmittelkreis basierende Erwärmung nicht ausrei­ chend ist. Es wurden daher verschiedene Versuche unternommen, solch einer Vorrichtung zum Erwärmen von Luft eine weitere Vorrichtung nachzuschalten. Solch eine zusätzliche Vorrichtung kann z. B. in der Form eines Wärmetauschers eines thermodynamischen Heiz­ kreises vorliegen, wird jedoch üblicherweise durch eine elektrische Heizeinrichtung realisiert. Eine derzeit häufig angetroffene Lösung besteht darin, dem Wärmetauscher ein sogenanntes PTC-Heizregister nachzuschalten. Ein PTC-Heizregister ist eine Anordnung von elektrischen Widerstandsheizern, die über einen positiven Temperaturkoeffizienten verfügen und somit einen höheren Wirkungsgrad als andere elektrische Heizelemente bereitstellen.
Da jedoch bei Fahrzeugen ein sehr beschränktes Einbauvolumen zur Verfügung steht, wäre es wünschenswert, den klassischen Wärmetauscher und eine zusätzliche Heizquelle räumlich zu kombinieren.
Aus der DE 44 36 791 ist solch ein Lösungsvorschlag bekannt geworden, bei welchem in ei­ nem Heizkörper, der von heißer Flüssigkeit zu durchströmen ist, einzelne Flachrohre durch PTC-Heizelemente ersetzt werden. Diese Anordnung ermöglicht somit in raumsparender Weise zwei unterschiedliche Wärmequellen in einer Vorrichtung zur Erwärmung von Luft zu kombinieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine wechselseitig abhängige Steuerung der unterschiedlichen Heizleistungen schwierig ist.
Aus der EP 0 857 922 A2 ist desweiteren ein ähnlicher Lösungsvorschlag bekannt, bei dem nicht das Flachrohr selbst durch einen PTC-Heizstab ersetzt wird, sondern das Rohr als Auf­ nahme für solch einen PTC-Heizstab dient. Bei der hier beschriebenen Vorrichtung zur Er­ wärmung von Luft wird ein PTC-Heizregister unter Zwischenschaltung eines elektrisch isolie­ renden und thermisch leitenden Materiales in einigen der Fluidrohre angeordnet, so daß das einheitlich ausgebildete Lamellenpaket kombiniert durch das durchströmende Fluid und die elektrische Heizleistung erwärmt werden kann. Wie auch bei der aus der DE 44 36 791 be­ kannten Vorrichtung ist sowohl die wechselseitig abhängige Steuerung der unterschiedlichen Heizleistungen als auch die Herstellung schwierig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erwärmen von Luft, insbesondere zu Heizzwecken in einem Fahrzeug mit im wesentlichen in einer Ebene verlau­ fenden Heizelementen in solch einer Weise weiterzubilden, daß eine verbesserte Regelfähig­ keit unterschiedlicher, mittels der Vorrichtung kombinierter Wärmequellen resultiert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Heizelemente von unterschied­ lichen Wärmequellen beaufschlagbar sind und einzeln oder gruppenweise mittels wärme­ dämmenden Materials im wesentlichen thermisch voneinander entkoppelt sind. Durch die thermische Entkopplung zwischen einzelnen Heizelementen, insbesondere zwischen jeweili­ gen Heizelementen, die einer unterschiedlichen Wärmequelle zugeordnet sind, kann eine wechselseitige Beeinflussung ausgeschlossen und somit die Regelfähigkeit verbessert werden. Als Vorteil ergibt sich ferner ein insgesamt deutlich verbesserter Wirkungsgrad bei unter­ schiedlichen Temperaturen zwischen einzelnen Heizelementen. Diese Wirkungsgradverbesse­ rung zeigt sich insbesondere deutlich beim Einsatz von PTC-Heizelementen, da z. B. eine Erwärmung durch fluidbeaufschlagte Heizelemente die elektrische Heizleistung drastisch re­ duziert. Nach einem Kaltstart des Fahrzeuges geht auch keine Heizleistung dadurch verloren, daß das noch kalte Fluid des Motorkühlkreises erwärmt würde.
Durch die thermische Entkopplung von unterschiedlichen luftbeaufschlagten Flächenberei­ chen der Vorrichtung kann auch die Temperaturverteilung in dem austretenden Luftstrom genauer bestimmt werden, da praktisch ausschließlich ein Wärmeübergang zwischen Heiz­ element und Luft und nicht zwischen unterschiedlichen Heizelementen stattfindet.
Vorteilhafterweise sind die Heizelemente einzeln oder gruppenweise mittels elektrisch isolie­ rendem Material im wesentlichen elektrisch voneinander entkoppelt, so daß beim Einsatz von Elektroheizern, wie z. B. PTC-Heizelementen, zum einen das Risiko eines Kurzschlusses mi­ nimiert wird, und zum anderen die Ansteuerung solcher elektrischer Heizer verbessert wird, indem eine geringere Anfälligkeit gegenüber elektrischem Rauschen besteht. Bei einer insbe­ sonders bevorzugten Ausführungsform wird ein wärmedämmendes und gleichzeitig isolieren­ des Material verwendet.
Das wärmedämmende und/oder das elektrisch isolierende Material kann als Teil eines form­ stabilen Stützkörpers für eines oder mehrere Heizelemente dienen. Beispielhaft könnte das wärmedämmende und/oder elektrisch isolierende Material einen Teil eines Gehäuses oder eines Rahmens für einen PTC-Heizstab bilden. Der formstabile Stützkörper kann desweiteren zur Beabstandung zwischen einzelnen Lamellen dienen, die mittels Oberflächenvergrößerung die Heizleistung der einzelnen Heizelemente erhöhen. Schließlich ist es möglich, daß an dem formstabilen Stützkörper Verastungs- oder Fixiermittel vorgesehen sind, die zur relativen Festlegung unterschiedlicher Heizelemente dienen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils ein Teil der Heizelemente vorkragend an jeweils einem Gehäuse montiert, wobei zwischen einzelnen oder Gruppen von Heizelementen zumindest eine Aussparung ausgebildet ist. Bei einer insbesonders bevorzugten Ausführungs­ form dient ein Gehäuse als Kühlmittelverteilerkasten, während das andere Gehäuse als Auf­ nahme für eine Steuerelektronik eines Elektroheizers oder als Kühlmittelverteilerkasten eines separaten Wärmetauscherfluidkreises dient.
Ein Teil der Heizelemente sollte eine Komplementärkonfiguration bezüglich einem anderen Teil der Heizelemente bilden, so daß die gesamte mit Luft beaufschlagbare Fläche ausgenutzt wird. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bildet ein Teil der Heizelemente mit einem Gehäuse eine kammförmige Konfiguration, wobei die verbleibenden Heizelemente mit dem anderen Gehäuse eine um 180° gedrehte Kammkonfiguration ausbilden, die bei entspre­ chender Anordnung der Heizelemente eine ineinandergreifende Anordnung ermöglicht. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der unterschiedlichen erzielbaren Heizleistungen zu erreichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die jeweiligen Heizelemente in einem regelmäßi­ gen Muster vorliegen.
Vorteilhafterweise sind die in Komplementärkonfiguration ausgebildeten Heizelemente inein­ anderschiebbar, so daß eine separate Herstellung der einzelnen Heizelemente ermöglicht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Heizelemente als Flachrohr mit zugeordneten Lamellen ausgebildet, insbesondere als ein Flachrohr im Gleichstromver­ fahren. Ein Flachrohr im Gleichstromverfahren ermöglicht es, dieses in vorkragender Weise an einem Wasserkasten zu montieren.
Ferner ist es bevorzugt, daß ein Teil der Heizelemente als Elektroheizer, insbesondere als PTC-Heizer mit zugeordnetem Radiator ausgebildet ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung ist besonders hervorzuheben, da insbesondere Elektroheizer wie PTC-Heizelemente stark auf äußere Temperatureinflüsse reagieren. Desweiteren besteht ein wichtiges Merkmal in dem Vorsehen eines eigenen Radiators für den Elektroheizer, da anders als beim Stand der Technik die Lamellen des Kühlmittelwärmetauschers nicht mitverwendet werden sollen, bedingt durch die erfindungsgemäße thermische Entkopplung zwischen einzelnen Heizelementen, insbeson­ dere von unterschiedlichen Temperaturquellen.
Schließlich ist es bevorzugt, daß ein Abschnitt, insbesondere ein Montageabschnitt eines als Elektroheizer mit zugeordnetem Radiator ausgebildeten Heizelementes als Leistungsschalter mit optionalem Kühlelement ausgebildet ist. Bei der Integration von Elektroheizern in ande­ ren Wärmetauschern hat sich insbesondere die Kühlung von Leistungsschaltern als schwierig gezeigt, bedingt durch die Erwärmung von anderen heißen Teilen der Vorrichtung zum Er­ wärmen von Luft. Optional könnte in diesem Bereich auch noch ein Temperatursensor vorge­ sehen sein, um eine optimale Steuerung bezüglich der Leistungsschalter und/oder der PTC- Heizelemente bereitzustellen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger derzeit bevorzugter rein illustrativer Ausführungsbeispiele, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen gilt:
Fig. 1A zeigt in Luftbeaufschlagungsrichtung einen Teil einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen von Luft in einer Montageposition.
Fig. 1B zeigt eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1A, wobei jedoch die Vorrichtung vollständig montiert ist.
Fig. 2A zeigt in perspektivischer Ansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in einer Montageposition.
Fig. 2B zeigt eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1B, jedoch bezüglich der zweiten bevorzugten Aus­ führungsform.
Fig. 2C zeigt eine Detailansicht von Fig. 2B.
Fig. 2D zeigt eine Teilschnittansicht entsprechend der Schnittebene A-A von Fig. 2C.
Fig. 2E zeigt teilweise explosionsartig und in perspektivischer Darstellung die in Fig. 2D dar­ gestellten Elemente.
In Fig. 1 ist ein Teil einer Vorrichtung zum Erwärmen von Luft als eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung in einer Luftüberaufschlagungsrichtung dargestellt, wobei eine Montageposition gezeigt ist. Die dargestellte Vorrichtung umfaßt ein als Kühl­ mittelverteilerkasten ausgebildetes oberes Gehäuse 10, welches in üblicher Weise über einen Zufuhr- und Abfuhrstutzen (nicht gezeigt) mit dem Kühlmittelkreis des Fahrzeugverbren­ nungsmotors gekoppelt ist. Von dem Gehäuse 10 erstrecken sich im Gleichstromverfahren betriebene Flachrohre vorkragend nach unten, so daß ein Kühlfluid von dem Gehäuse 10 in einen Abschnitt des Flachrohres tritt, nach unten fließt, am unteren Ende umgelenkt wird und über einen anderen Abschnitt des Flachrohres zurück zu dem Gehäuse 10 gelangt. Diese Aus­ gestaltung ist dem Fachmann geläufig und bedarf keiner weiteren eingehenden Beschreibung. Beidseitig der Flachrohre 24 sind Lamellen 29 vorgesehen, die einen verbesserten Wär­ meaustausch mit der durchströmenden Luft ermöglichen. Jeweils ein Flachrohr 24 mit zuge­ ordneten Lamellen 29 bildet bei der dargestellten Ausführungsform ein Heizelement. Es ist jedoch zu erwähnen, daß, obwohl nicht dargestellt, auch zwei Flachrohre mit jeweils zugeord­ neten Lamellen als eine Gruppe ein Heizelement 20 bilden könnten.
Wie dargestellt bilden die zwei benachbarten Heizelemente 20 zwischen sich eine Aussparung 5. In diese Aussparung 5 kann von unten her ein Heizelement 40 einer anderen Wärmequelle eingeführt werden. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Heizelement 40 ebenfalls in der Form eines Flachrohres mit zugeordneten Lamellen ausgebildet, wobei das Flachrohr 44 mit einem unteren als Verteilerkasten ausgebildeten Gehäuse in Verbindung steht. Bei der hier dargestellten Ausführungsform wird das Gehäuse 30 an einen nicht dargestellten thermo­ dynamischen Zusatzheizkreis angeschlossen.
Um eine thermische Entkopplung zwischen den einzelnen Heizelementen 20, 40 zu erzielen, ist eine wärmedämmende Materiallage 42 vorgesehen, die eine Berührung zwischen unter­ schiedlich warmen Teilen verhindert.
Durch die komplementäre Ausgestaltung des oberen und unteren Teiles der dargestellten Vor­ richtung können einzelne Bestandteile einfach ineinandergeschoben werden, so daß die in Fig. 1B gezeigte Konfiguration resultiert. Wie es deutlich zu erkennen ist, wird die mit Luft beauf­ schlagbare Fläche vollständig durch einzelne längliche, im wesentlichen parallel in einer Ebe­ ne verlaufende Heizelemente eingenommen. Bedingt durch die wärmedämmende Lage 42 wird jedoch eine wechselseitige Beeinflussung zwischen den Heizelementen 20 und 40 ver­ hindert oder zumindest drastisch reduziert.
Unter der Annahme nun, daß das obere Gehäuse 10 mit dem Verbrennungsmotorkühlmittel­ kreis beaufschlagt wird, und daß das untere Gehäuse 30 von einem Zusatzheizkreis beauf­ schlagt wird, ergibt sich eine deutlich verbesserte Regelfähigkeit, da eine wechselseitige Er­ wärmung nicht auftritt. Insbesondere bei einer Kaltstartphase werden das obere Gehäuse 10 und die damit in Verbindung stehenden Heizelemente 20 bei einem niedrigen Temperaturni­ veau vorliegen. Ein thermodynamischer Zusatzheizkreis verfügt üblicherweise über ein deut­ lich besseres Ansprechverhalten, so daß das untere Gehäuse 30 mit dem zugeordneten Heiz­ element 40 bereits kurz nach dem Starten Wärme zur Verfügung stellen kann. Demzufolge wird die durchströmende Luft beim Durchtritt durch die Lamelle 29 nicht beeinflußt, jedoch beim Durchtritt durch die Lamelle 49 erwärmt. Die durch das Heizelement 40 bereitgestellte Heizleistung kann somit vollständig an die durchtretende Luft abgegeben werden, ohne daß eine Erwärmung anderer Teile der gesamten Vorrichtung auftreten würde.
In den Fig. 2A bis 2E ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei jedoch im Gegensatz zu der ersten bevorzugten Ausführungs­ form ein Teil der Heizelemente als Elektroheizer, nämlich PTC-Heizer 44 mit zugeordnetem Radiator 39 ausgebildet sind. In Fig. 2A ist die gesamte Vorrichtung perspektivisch in einer Montageposition dargestellt, d. h. in einer Position, in der der untere Teil der Vorrichtung in den oberen Teil der Vorrichtung eingeschoben werden kann.
Der obere Teil der Vorrichtung ist wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform mit einem oberen Gehäuse 10 in der Form eines Kühlmittelverteilerkastens ausgebildet. Der Kühlmittel­ verteilerkasten 10 ist wie dargestellt mit nach unten vorkragenden Flachrohren 24 bereitge­ stellt, die wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform im Gleichstromverfahren betrieben werden können. Die strömungstechnische Beaufschlagung der Flachrohre ist dem Fachmann geläufig und bedarf daher hier keiner weiteren detaillierten Beschreibung. Bei der hier darge­ stellten Ausführungsform sind jeweils zwei Flachrohre 24 mit einem Lamellenpaket versehen, so daß in der hier gezeigten Ausführungsform das Heizelement 20 aus zwei Flachrohren 24 und dem Lamellenpaket 29 gebildet ist. Zwischen jeweils zwei Heizelementen 20 wird eine Aussparung oder ein Freiraum 5 gebildet, in die bzw. in den später zu beschreibende Heiz­ elemente 40 von unten her eingeführt werden können.
Der untere Teil der Vorrichtung ist als ein PTC-Heizregister ausgebildet, welches als Ein­ schub in den oberen Teil eingesetzt werden kann. Das PTC-Heizregister umfaßt am unteren Ende ein Gehäuse 30, welches die Steuerelektronik für die PTC-Heizwiderstände aufnehmen kann. Senkrecht nach oben vorkragend von dem Gehäuse 30 sind an entsprechenden Orten bezüglich der Aussparungen 5 im oberen Teil Heizelemente 40 ausgebildet. In der dargestell­ ten Ausführungsform umfassen die Heizelemente 40 PTC-Heizwiderstände und einen Radia­ tor, wie weiter unten im größeren Detail unter Bezugnahme auf Fig. 2C beschrieben wird.
Aus der Darstellung von Fig. 2A ist deutlich die komplementäre Ausgestaltung des oberen Teiles bezüglich des unteren Teiles zu erkennen.
In Fig. 2B ist in einer Teilansicht ähnlich zu Fig. 1B die in Fig. 2A gezeigte Vorrichtung in der zusammengebauten Konfiguration dargestellt. Wie bei der in Fig. 1B gezeigten Ausführungsform wird der mit Luft beaufschlagbare Flächenbereich vollständig von den Heizele­ menten 20, 40 besetzt, wobei zwischen Heizelementen unterschiedlicher Wärmequellen wär­ medämmendes Material 42 vorliegt, Welches bei der hier dargestellten Ausführungsform ne­ ben der Wärmedämmung ebenfalls die Funktion einer elektrischen Isolation erfüllt.
In Fig. 2C ist in Detailansicht ein Heizelement 40 der zweiten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Heizelement 40 ragt im wesentlichen senkrecht von dem unteren Gehäuse 30 vor und umfaßt im unteren Bereich Leistungsschalter 47 mit Kühlblechen 48. In einem sich an die Leistungsschalter anschließenden Bereich kann ein Temperatursensor montiert werden. Hieran anschließend ist der Elektroheizer 44 in der Form von PTC-Bausteinen mit zugeord­ netem Radiator 49 angeordnet. Die gesamte Anordnung ist von einem thermisch und elek­ trisch isolierenden Material 42 eingefaßt, welches als formstabiler Stützkörper für die einzel­ nen Bestandteile des Heizelementes 40 dient. Demzufolge wird ein Wärmeaustausch aus­ schließlich bezüglich der durchtretenden Luft ermöglicht, da eine thermische Wechselbezie­ hung zwischen den Lamellen des Heizelementes 20 und dem Radiator 49 des Heizelementes 40 durch das wärmedämmende Material verhindert wird.
Aus der Schnittansicht von Fig. 2D, aufgenommen entlang Ebene A-A von Fig. 2C, ergibt sich, daß das wärmedämmende, isolierende und formstabile Material 42 an der linken Seite ein Kontaktband oder eine Schiene 43 stützt, die zur Kontaktierung und elektrischen Versor­ gung der PTC-Bausteine 44 dient. Anschließend an die PTC-Bausteine 44 befindet sich der als Gegenpol dienende Radiator 39, der an seinem anderen Ende wiederum mit dem wärme­ dämmenden, formstabilen und isolierendem Material versehen ist. Anders ausgedrückt bildet das wärmedämmende Material einen formstabilen Stützkörper für das Heizelement 40, so daß eine vollständig separate Herstellung des oberen Teiles und des unteren Teiles der gesamten Vorrichtung ermöglicht wird.
In Fig. 2E ist schließlich noch in einer teilweise explosionsartigen perspektivischen Ansicht die Einbettung des Kontaktbandes 43 und die Fixierung der PTC-Steine 44 dargestellt.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung eine wechsel­ seitige thermische Beeinflussung von Heizelementen ausgeschlossen wird, so daß bei be­ stimmten Zuständen eine Wirkungsgraderhöhung erzielt werden kann. In jedem Fall wird eine verbesserte Regelfähigkeit durch die thermische Entkopplung erzielt. Auch fertigungstech­ nisch stellt die erfindungsgemäße Lösung deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Tech­ nik bereit, insbesondere da jeweils mehrere Heizelemente von einer Wärmequelle zu einer kontruktiven Einheit zusammengefaßt werden können, die unabhängig von Heizelementen einer anderen Wärmequelle sind. Demzufolge wird bei optimaler Raumausnutzung eine Vor­ richtung geschaffen, die kostengünstig herstellbar ist, über eine verbesserte Regelfähigkeit und einen verbesserten Wirkungsgrad verfügt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen möglich sind. Insbesondere sollte der Fachmann erken­ nen, daß einzelne Merkmale einer Ausführungsform mit beliebigen Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombinierbar sind. Auch die kammartige Komplementärausgestaltung des oberen und unteren Teiles der Vorrichtung sollte nicht als beschränkend erachtet werden, vielmehr sind auch andere Komplementärkonfigurationen möglich, wenn z. B. das Einschie­ ben in Luftbeaufschlagungsrichtung erfolgt. Schließlich ist noch anzumerken, daß die jeweili­ gen Anzahlen und Bemessungen der unterschiedlichen Heizelemente fahrzeugspezifisch an­ gepaßt werden können. Durch die Modulartigkeit der vorgeschlagenen Lösung ist es auch möglich, unterschiedliche miteinander kombinierbare Teile herzustellen und entsprechend den Anforderungen miteinander zu kombinieren.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erwärmen von Luft, insbesondere zu Heizzwecken in einem Fahrzeug, mit im wesentlichen in einer Ebene verlaufenden Heizelementen (20, 40), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heizelemente (20, 40) von unterschiedlichen Wärmequellen beauf­ schlagbar sind und einzeln oder gruppenweise mittels wärmedämmenden Materials (42) im wesentlichen thermisch voneinander entkoppelt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch, 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (20, 40) einzeln oder gruppenweise mittels elektrisch isolierendem Material (42) im wesentlichen elektrisch voneinander entkoppelt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmedämmende und/oder elektrisch isolierende Material (42) als Teil eines formstabilen Stützkörpers eines Heizelementes (20, 40) dient.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Teil (20; 40) der Heizelemente (20, 40) vorkragend an jeweils einem Gehäuse (10, 30) montiert ist, wobei zwischen einzelnen oder Gruppen von Heizelementen (20, 40) zumindest eine Aussparung (5) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Teil (20; 40) der Heizelemente (20, 40) eine Komplementärkonfiguration bezüglich einem anderen Teil (40; 20) der Heizelemente (20, 40) bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Komplementärkonfigu­ ration ausgebildeten Heizelemente (20, 40) ineinanderschiebbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (20) der Heizelemente (20, 40) als Flachrohr (24), insbesondere als Flachrohr im Gleichstromverfahren, mit zugeordneten Lamellen (29) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Heizelemente als Elektroheizer (44), insbesondere PTC-Heizer (44) mit zuge­ ordnetem Radiator (39) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (47), insbeson­ dere ein Montageabschnitt (47), eines als Elektroheizer (44) mit zugeordnetem Radiator (39) ausgebildeten Heizelementes (40) als Leistungsschalter mit optionalem Kühlelement (48) ausgebildet ist.
DE1999125444 1999-06-02 1999-06-02 Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister Expired - Fee Related DE19925444C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999125444 DE19925444C2 (de) 1999-06-02 1999-06-02 Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999125444 DE19925444C2 (de) 1999-06-02 1999-06-02 Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19925444A1 true DE19925444A1 (de) 2000-12-07
DE19925444C2 DE19925444C2 (de) 2003-11-27

Family

ID=7910129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999125444 Expired - Fee Related DE19925444C2 (de) 1999-06-02 1999-06-02 Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19925444C2 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1318695A2 (de) 2001-12-10 2003-06-11 Beru AG Heizkörper für die Heizungsanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10216157A1 (de) * 2002-04-12 2003-10-23 Behr Gmbh & Co Zu Heizzwecken dienender Wärmeübertrager mit elektrischer Heizeinrichtung
DE10221967A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Behr Gmbh & Co Wärmetauscher, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10306630B3 (de) * 2003-02-12 2004-03-04 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Wärmeübertragerheizeinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE10322211A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscherblock
FR2878316A1 (fr) * 2004-11-25 2006-05-26 Valeo Climatisation Sa Dispositif de chauffage electrique, notamment pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de vehicule
DE102005042560A1 (de) * 2005-09-08 2007-03-22 Volkswagen Ag PTC-Heizregister
DE102007008884A1 (de) 2007-02-21 2008-09-11 Behr Gmbh & Co. Kg Heizkörper
DE102017203258A1 (de) 2017-02-28 2018-08-30 Mahle International Gmbh Heizeinrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004026084A1 (de) * 2004-05-25 2005-12-15 Günter Biechele PTC-Heizelement mit Funktionsoberfläche

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436791A1 (de) * 1994-10-14 1996-04-18 Behr Gmbh & Co Heizkörper für eine Heizungsanlage eines Kraftfahrzeugs
EP0857922A2 (de) * 1997-02-06 1998-08-12 Denso Corporation Kerneinheit eines Wärmetauschers mit elektrischem Heizer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436791A1 (de) * 1994-10-14 1996-04-18 Behr Gmbh & Co Heizkörper für eine Heizungsanlage eines Kraftfahrzeugs
EP0857922A2 (de) * 1997-02-06 1998-08-12 Denso Corporation Kerneinheit eines Wärmetauschers mit elektrischem Heizer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1318695A2 (de) 2001-12-10 2003-06-11 Beru AG Heizkörper für die Heizungsanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10160544A1 (de) * 2001-12-10 2003-06-18 Beru Ag Heizkörper für die Heizungsanlage eines Kraftfahrzeuges
EP1318695A3 (de) * 2001-12-10 2006-06-28 Beru AG Heizkörper für die Heizungsanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10216157A1 (de) * 2002-04-12 2003-10-23 Behr Gmbh & Co Zu Heizzwecken dienender Wärmeübertrager mit elektrischer Heizeinrichtung
DE10221967A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Behr Gmbh & Co Wärmetauscher, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10306630B3 (de) * 2003-02-12 2004-03-04 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Wärmeübertragerheizeinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE10322211A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-02 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscherblock
FR2878316A1 (fr) * 2004-11-25 2006-05-26 Valeo Climatisation Sa Dispositif de chauffage electrique, notamment pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de vehicule
DE102005042560A1 (de) * 2005-09-08 2007-03-22 Volkswagen Ag PTC-Heizregister
DE102007008884A1 (de) 2007-02-21 2008-09-11 Behr Gmbh & Co. Kg Heizkörper
DE102017203258A1 (de) 2017-02-28 2018-08-30 Mahle International Gmbh Heizeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE19925444C2 (de) 2003-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4309621C2 (de) Hochtemperaturbatterie
EP0350528B1 (de) Radiator
EP1452357B1 (de) Elektrische Heizvorrichtung mit Heizzonen
EP1963753B1 (de) Elektrische heizvorrichtung, insbesondere für automobile
DE3883119T2 (de) Kaltleiterthermistor-Vorrichtung für Heizgeräte.
DE19925757B4 (de) Heizeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
EP1731340B1 (de) Elektrische Heizeinrichtung
DE102006032772A1 (de) PTC-Stabbaugruppe und Vorheizer der diese enthält
DE102009045741A1 (de) Hochleistungs-PTC-Heizvorrichtung
DE19925444C2 (de) Kombination Wärmetauscher mit PTC-Heizregister
DE4433814A1 (de) Kraftfahrzeug
EP0707434B1 (de) Heizkörper für eine Heizungsanlage eines Kraftfahrzeugs
EP0143876A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Formmassen
DE102006018784A1 (de) Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für Automobile
DE19957452B4 (de) Elektrische Heizeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO2019115255A1 (de) Plattenwärmetauscher
DE102014019377A1 (de) PTC -Heizer
EP1621378B2 (de) Heizungsanordnung mit einem Heizelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE19933013A1 (de) PTC-Heizelement mit Heizzonen
EP1643805A1 (de) Elektrische Heizungsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE3715194A1 (de) Heizung fuer den fahrgastraum von kraftfahrzeugen
WO2018158286A1 (de) Heizeinrichtung
DE10032099C1 (de) Elektrische Zusatzheizung zum Erwärmen der in den Innenraum eines Fahrzeuges einströmenden Luft
DE69100740T2 (de) Luftheizungsgerät und Heizungszusammenbau.
DE102018207037A1 (de) Elektrische Heizeinrichtung mit einem eine Rippenstruktur aufweisenden Kühlkörper

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee