EP2161514B1 - Wärmeübertrager - Google Patents
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- EP2161514B1 EP2161514B1 EP08290829.4A EP08290829A EP2161514B1 EP 2161514 B1 EP2161514 B1 EP 2161514B1 EP 08290829 A EP08290829 A EP 08290829A EP 2161514 B1 EP2161514 B1 EP 2161514B1
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- F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
- F24H9/1872—PTC
Definitions
- the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1.
- Consumption-optimized vehicles generate less and less waste heat, which is available for warming up the interior. Especially in the starting phase and at low outside temperatures it is necessary to heat up.
- the auxiliary heating can be effected, for example, via fuel heaters, electric heaters, exhaust gas heat exchangers, etc.
- the electric heater has proved to be particularly useful because it is cost-effective and spontaneously noticeable.
- electric heaters can also be easily integrated or installed in an air conditioning unit and air ducts.
- PTC heaters are used for this purpose.
- electric auxiliary heaters which use this type of heaters, the conversion of electrical energy from the vehicle electrical system of the vehicle takes place in heat in a PTC element ( Positive Temperature Coefficient ).
- This ceramic thermistor is a very temperature-dependent Semiconductor resistor. This means that with increasing temperature the resistance of the ceramic element increases very much. This raises regardless of the boundary conditions - such. Applied voltage, nominal resistance, air flow above the PTC element - a very uniform surface temperature at the PTC element. This prevents overheating, as z. B. could occur with a normal heat-emitting heating wire, since regardless of the boundary conditions always the same resistance and thus electrical heating power is introduced. That is, with increasing temperature, the electrical resistance increases proportionally strong.
- a heat exchanger in particular an electric heater for a motor vehicle, having at least one at least one heating element exhibiting first heater, and at least one at least one heating element exhibiting second heater, which in a frame having a front and a back, are arranged, the at least one first heating register on the front side and the at least one second heating register on the rear side of the frame offset from each other, wherein in the frame at least a first and a second through-flow grating element are provided, wherein at least a first grid element at the front of the frame and at least a second grid element is provided on the rear side of the frame, the first and the second grid elements respectively between the first and the second grid elements second heating element / fin element arrangements are positioned, wherein the heat exchanger has first rib elements, which are each arranged between two of the first heating registers and the heat exchanger has second rib elements, which are each arranged between two of the second heating registers provided.
- the configuration according to the invention has a smaller installation space (air duct cross-section).
- a significant increase in efficiency can be achieved by the configuration according to the invention, since a plurality of Schuregistem can be arranged side by side and in succession.
- the frame is a plastic frame.
- this ensures insulation of the individual heating elements mounted on both sides and, moreover, such a plastic frame can be produced in a simple and cost-effective manner.
- a plurality of first heating registers and a plurality of second heating registers can be received in the frame. This further increases the efficiency of the heat exchanger or its heating power.
- the frame is in several parts, in particular in two parts, formed.
- a two- or multi-part design is preferred for leading out the cables from the heat exchanger.
- the heat exchanger has first rib elements, which are each arranged between two of the first Schuregistem. This results in a first heating network with alternating sequence of first Schuregistem and first rib elements.
- the heat exchanger has second rib elements, which are each arranged between two of the second heating registers. This results in a second heating network with alternating sequence of second Schuregistem and second rib elements.
- the first rib members on the front face the second heating register on the back side of the frame.
- the second rib elements on the rear side are also opposite the first heating register on the front side.
- the at least one first and the at least one second heating coil is designed as a PTC heating coil, each having at least one PTC heating element.
- the frame has at least two latching elements, wherein a latching element is provided on a first edge portion, which is arranged asymmetrically to a further latching element on a second edge portion which is opposite to the first edge portion.
- grid elements are provided in the frame.
- the grid elements are arranged in the frame at a position where no PTC heating elements or PTC heating coils are arranged. This results in a pressure drop. As the air enters the heat exchanger, the air passes from the front of the heat exchanger to its rear without mixing with air already heated by the PTC heaters on the front of the heat exchanger.
- At least one grid element is provided on the front of the frame.
- grid elements are provided at the rear of the frame.
- the first and second grid members are respectively positioned between first and second heater / fin element arrays and first and second heating networks, respectively.
- first and second grid elements are integrated in the frame. This facilitates the production or assembly of the heat exchanger and thus reduces the cost.
- the first and second grid elements are formed as a honeycomb grid.
- Fig.1 shows a perspective view of a frame 2 according to one embodiment.
- the frame 2 has a front 3 and a back 4, which is opposite to the front 3.
- three grid elements 5 in the form of honeycomb gratings are provided here.
- the frame has on the front side 3 a plurality of first receiving elements 6, in which respective first heating coil (not shown) are receivable in the form of PTC heating registers and are held and fixed therein.
- the frame also has a plurality of second receiving elements (not shown).
- two respective latching elements 8 arranged in pairs are provided on a first edge section 7, which here corresponds to a longitudinal side of the heat exchanger 1.
- two latching elements 8 are also provided, which are arranged with respect to the longitudinal axis L of the frame 2 asymmetrically to the latching elements 8 at the first edge portion 7.
- Fig. 2 shows a plan view of a frame 2 according to one embodiment.
- the plurality of first receiving elements 6 on the front side 3 of the frame 2 which are the installation areas of the first Limit PTC heating elements (not shown)
- a plurality of second receiving elements 10 on the back 4 of the frame 2 is opposite, which limit the installation areas of the second PTC heating elements (not shown).
- the first receiving elements 6 on the front side 3 are in each case not mirror-symmetrically arranged with respect to a center line M of the frame 2 but offset relative to the second receiving elements 10 on the rear side 4.
- the center line M indicates the center between the front 3 and the back 4 of the frame 2.
- Fig. 3 1 shows a perspective view of an arrangement of first heating networks 11 and second heating networks 12.
- the first heating networks 11 each comprise first heating registers 13 and first rib elements 14, wherein the first heating registers 13 are arranged between in each case two first rib elements 14.
- two first heating networks 11 are provided.
- the first rib members 14 are formed as corrugated ribs.
- Each heating network 11 is constructed from four first heating registers 13 and five first rib elements 14 in each case.
- the first heating networks 11 are constructed to be arranged in a frame (not shown) of the type which e.g. B. already in connection with Fig. 1 or Fig. 2 has been described.
- the second heating networks 12 comprise respective second heating registers 15, which are arranged between in each case two second rib elements 16.
- the second rib members 16 are also formed as corrugated ribs.
- two second heating networks 12 are provided.
- the first and second heating networks 11, 12 are essentially the same here, but are offset from each other in succession.
- the PTC ceramic elements of the first heating register 13 are arranged offset from the PTC ceramic elements of the second heating register 15.
- the second rib members 16 of the second heating network 12 which at the back of the frame (not shown) is mountable, opposite.
- the contact plates 17 of the first and second heating registers 13, 15 protrude from the illustrated arrangement upwards.
- Fig. 4 shows a perspective view of the front side 3 of the frame 2 with mounted therein first heating networks 11, each of which in turn consist of an alternating sequence of first fin elements 14 and first heating registers
- first heating networks 11 are provided, which are integrated by a grid element 5 in the form of honeycomb grids, which is integrated in the frame 2. are provided.
- grid elements 5 are provided.
- Fig. 5 shows a perspective view of the back 4 of the frame 2 with two mounted therein second heating networks 12, each consisting of a second heating register 15 with both sides adjacent thereto second rib members 16.
- second heating networks 12 each consisting of a second heating register 15 with both sides adjacent thereto second rib members 16.
- grid elements 5 are provided in the form of honeycomb gratings, each second heating network 12 adjacent to one of the three grid elements 5 on each longitudinal side.
- Fig. 6 shows a perspective view of a cover plate 18 which is composable with the frame (not shown).
- the cover plate 18 also has engaging elements 19, here four, two of which are provided on opposite longitudinal sides of the cover plate 18, on.
- the engagement elements 19 of the cover plate 18 are also arranged asymmetrically corresponding to the latching elements 8 on the first edge portion 7 and the second edge portion 9 of the frame 2 on the front side 3 thereof.
- a housing 20 of the heat exchanger 1 forms.
- the respective cover plates 18 are also provided with a honeycomb-like structure 19, so that a plurality of air passage openings 21 is respectively provided on the front 3 and the back 4.
- the first heating networks 11 are arranged in the manner already described offset to the second heating networks 12, wherein the first heating coil 13 of the first heating network 11 on the front side 3 of the frame 2 in each case the second rib members 16 of the second heating network 12 the back 4 of the frame 2 are opposite.
- the grid elements 5 in the form of honeycomb gratings are arranged in the configuration in each case at positions where there are no PTC heating elements, ie where no first or second heating registers 13, 15 are arranged, so that a pressure drop across the first and second heating registers 13, 15 he follows.
- the entering into the heat exchanger 1 at the front 3 fresh air is passed through the heat exchanger 1 and exits at the back 4 again, without thereby entering upon entering the heat exchanger 1 on the front 3 with already heated by the first heating coil 13 air ,
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein solcher Wärmeübertrager ist aus der Patentschrift
DE 4404345 A1 bekannt. - Verbrauchsoptimierte Fahrzeuge erzeugen immer weniger Abwärme, die für die Aufwärmung des Innenraums zur Verfügung steht. Vor allem in der Startphase und bei geringen Außentemperaturen ist es notwendig, zuzuheizen.
- Hierzu stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die Zuheizung kann beispielsweise über Brennstoffzuheizer, elektrische Zuheizer, Abgas-Wärmeüberträger etc. erfolgen. Von den genannten Möglichkeiten hat sich jedoch die elektrische Zuheizung als besonders sinnvoll erwiesen, da sie kostengünstig und spontan spürbar ist. Insbesondere sind elektrische Zuheizer auch leicht in ein Klimagerät und Luftkanäle integrierbar bzw. einbaubar.
- Vorzugsweise werden hierzu so genannte PTC-Heizeinrichtungen verwendet. Bei elektrischen Zuheizern, die diese Art von Heizeinrichtungen verwenden, erfolgt die Umwandlung von elektrischer Energie aus dem Bordnetz des Fahrzeugs in Wärme in einem PTC-Element (Positive Temperature Coefficient). Dieser Kaltleiter aus Keramik ist ein sehr stark temperaturabhängiger Halbleiterwiderstand. Das heißt, dass mit zunehmender Temperatur der Widerstand des Keramik-Elements sehr stark zunimmt. Dadurch stellt sich unabhängig von den Randbedingungen - wie z. B. angelegte Spannung, Nominalwiderstand, Luftmenge über dem PTC-Element - eine sehr gleichmäßige Oberflächentemperatur am PTC-Element ein. Dadurch wird eine Überhitzung verhindert, wie sie z. B. mit einem normalen Wärme abgebenden Heizdraht auftreten könnte, da hier unabhängig von den Randbedingungen immer der gleiche Widerstand und dadurch elektrische Heizleistung eingebracht wird. Das heißt, mit zunehmender Temperatur steigt der elektrische Widerstand proportional stark an.
- Um eine Leistungssteigerung bezüglich der Heizleistung zu erzielen, ist es im Stand der Technik bekannt, zwei oder mehrere PTC-Heizeinrichtungen gleichzeitig einzusetzen. Die jeweiligen Heizregister werden dabei in zwei unabhängigen Rahmen angeordnet und werden in der Klimaanlage hintereinander aufgestellt.
- Der Einsatz von PTC-Heizeinrichtungen bzw. PTC-Heizregistern in zwei unabhängigen Rahmen benötigt jedoch einen größeren Bauraum, was aufgrund des in der Klimaanlage vorhandenen geringen Bauraums, der auf den Luftkanalquerschnitt beschränkt ist, problematisch ist. Auch vergrößert sich beim Verwenden von zwei Rahmen der Abstand zwischen den PTC-Keramiken der jeweiligen Heizregister. Zum Beispiel wird bei Anordnung von zwei Heizregistern hintereinander mit zwei separaten Rahmen das hintere Heizregister, welches entfernt von einem Gebläse angeordnet ist, mehr erwärmt als das vordere Heizregister, welches dichter an dem Gebläse angeordnet ist.
- Hierzu ist es z. B. aus
JP 62080122 A - Bei dieser Konfiguration ist es jedoch auch problematisch, dass keine zuverlässige physikalische Trennung zwischen den hintereinander angeordneten PTC-Heizregistern existiert. Dies kann insbesondere bei Hochspannungs-Anwendungen problematisch sein.
- Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager für Kraftfahrzeuge vorzusehen, der eine Heizleistungssteigerung auf Bauraum sparende Art und Weise erzielt.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
- Erfindungsgemäß wird ein Wärmeübertrager, insbesondere elektrischer Zuheizer für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem zumindest ein Heizelement aufweisendes ersten Heizregister, und zumindest einem zumindest ein Heizelement aufweisendes zweiten Heizregister, welche in einem Rahmen, der eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, angeordnet sind, wobei das zumindest eine erste Heizregister an der Vorderseite und das zumindest eine zweite Heizregister an der Rückseite des Rahmens versetzt zueinander angeordnet sind, wobei in dem Rahmen zumindest ein erstes und ein zweites durchströmbares Gitterelement vorgesehen sind, wobei zumindest ein erstes Gitterelement an der Vorderseite des Rahmens und zumindest ein zweites Gitterelement an der Rückseite des Rahmens vorgesehen sind, wobei die ersten und die zweiten Gitterelemente jeweilig zwischen ersten und zweiten Heizelement-/Rippenelement-Anordnungen positioniert sind, wobei der Wärmeübertrager erste Rippenelemente aufweist, welche jeweils zwischen zwei der ersten Heizregistern angeordnet sind und der Wärmeübertrager zweite Rippenelemente aufweist, welche jeweils zwischen zwei der zweiten Heizregistern angeordnet sind, vorgesehen. Durch Vorsehen von einem ersten und einem zweiten Heizregister in nur einem Rahmen wird auf vorteilhafte Art und Weise Bauraum eingespart. Besonders im Vergleich zu Heizeinrichtungen, die unabhängige Heizelemente in separaten Rahmen einsetzten, weist die erfindungsgemäße Konfiguration einen geringeren Bauraum (Luftkanalquerschnitt) auf. Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Konfiguration eine deutliche Effizienzsteigerung erzielt werden, da eine Vielzahl von Heizregistem nebeneinander sowie hintereinander angeordnet werden kann. Dadurch, dass durch den Rahmen ebenfalls eine physikalische Trennung der ersten und zweiten Heizregister geschaffen wird, ist auch besonders im Hochspannungsbereich eine höhere Sicherheit gegeben.
- Vorzugsweise ist der Rahmen ein Kunststoffrahmen. Dies gewährt einerseits eine Isolierung der beidseitig montierten einzelnen Heizelemente und darüber hinaus ist ein derartiger Kunststoffrahmen auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Rahmen eine Vielzahl von ersten Heizregistern und eine Vielzahl von zweiten Heizregistern aufnehmbar. Dies steigert die Effizienz des Wärmeübertragers bzw. dessen Heizleistung noch weiter.
- Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rahmen mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet. Insbesondere im oberen Bereich des Rahmens ist zum Herausführen der Kabel aus dem Wärmeübertrager heraus eine zwei- oder mehrteilige Ausbildung bevorzugt.
- Der Wärmeübertrager weist erste Rippenelemente auf, welche jeweils zwischen zwei der ersten Heizregistem angeordnet sind. Hierdurch entsteht ein erstes Heiznetz mit abwechselnder Folge von ersten Heizregistem und ersten Rippenelementen.
- Der Wärmeübertrager weist zweite Rippenelemente auf, welche jeweils zwischen zwei der zweiten Heizregistern angeordnet sind. Hierdurch entsteht ein zweites Heiznetz mit abwechselnder Folge von zweiten Heizregistem und zweiten Rippenelementen.
- Gemäß der Erfindung liegen in dem Rahmen die ersten Rippenelemente auf der Vorderseite den zweiten Heizregistem auf der Rückseite des Rahmens gegenüber.
- Noch bevorzugter ist es, wenn in dem Rahmen auch die zweiten Rippenelemente auf der Rückseite den ersten Heizregistem auf der Vorderseite gegenüberliegen.
- Vorzugsweise ist das zumindest eine erste und das zumindest eine zweite Heizregister als PTC-Heizregister mit jeweils zumindest einem PTC-Heizelement ausgebildet.
- Auch ist es bevorzugt, wenn der Rahmen zumindest zwei Verrastungselemente aufweist, wobei ein Verrastungselement an einem ersten Randabschnitt vorgesehen ist, welches zu einem weiteren Verrastungselement an einem zweiten Randabschnitt, der dem ersten Randabschnitt gegenüberliegt, asymmetrisch angeordnet ist. Durch Vorsehen der asymmetrisch angeordneten Verrastungselemente an dem Rahmen wird eine Entformung des Rahmens erlaubt.
- Gemäß der Erfindung sind in dem Rahmen Gitterelemente vorgesehen. Die Gitterelemente sind in dem Rahmen an einer Position angeordnet, wo keine PTC-Heizelemente bzw. PTC-Heizregister angeordnet sind. Hierdurch erfolgt ein Druckabfall. Wenn die Luft in den Wärmeübertrager eintritt, wird dabei die Luft von der Vorderseite des Wärmeübertragers zu dessen Hinterseite geleitet, ohne dass sie sich mit durch die PTC-Heizregister an der Vorderseite des Wärmeübertragers bereits erwärmte Luft vermischt.
- Gemäß der Erfindung ist zumindest ein Gitterelement auf der Vorderseite des Rahmens vorgesehen.
- Gemäß der Erfindung sind Gitterelemente an der Rückseite des Rahmens vorgesehen. Die ersten und zweiten Gitterelemente sind jeweilig zwischen ersten und zweiten Heizelement-/Rippenelement-Anordnungen bzw. ersten und zweiten Heiznetzen positioniert.
- Noch bevorzugter ist es, wenn die ersten und zweiten Gitterelemente in den Rahmen integriert sind. Dies erleichtert die Herstellung bzw. die Montage des Wärmeübertragers und reduziert somit die Kosten.
- Ganz besonders bevorzugt sind die ersten und zweiten Gitterelemente als Wabengitter ausgebildet.
- Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet der Rahmen mit einer vorderen Abdeckplatte und einer hinteren Abdeckplatte zusammen ein Gehäuse.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht eines Rahmens eines Wärmeübertragers gemäß einer Ausführungsform;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf einen Rahmen eines Wärmeübertragers gemäß einer Ausführungsform;
- Fig. 3
- eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von ersten und zweiten Heiznetzen;
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht der Vorderseite des Rahmens mit darin montierten ersten Heiznetzen;
- Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Rahmens mit darin montierten zweiten Heiznetzen;
- Fig. 6
- eine perspektivische Ansicht einer Abdeckplatte;
- Fig. 7
- eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Wärmeübertragers gemäß einer Ausführungsform.
-
Fig.1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rahmens 2 gemäß einer Ausführungsform. Der Rahmen 2 weist eine Vorderseite 3 und eine Rückseite 4 auf, die der Vorderseite 3 gegenüberliegt. Integriert in den Rahmen 2 sind hier drei Gitterelemente 5 in Form von Wabengittern vorgesehen. Darüber hinaus weist der Rahmen an der Vorderseite 3 eine Vielzahl von ersten Aufnahmeelementen 6 auf, in welche jeweilige erste Heizregister (nicht dargestellt) in Form von PTC-Heizregistern aufnehmbar sind und darin gehalten und fixiert werden. An der Rückseite 4 weist der Rahmen ebenfalls eine Vielzahl von zweiten Aufnahmeelementen (nicht dargestellt) auf. Ebenfalls ist in der Figur erkennbar, dass an einem ersten Randabschnitt 7, welcher hier einer Längsseite des Wärmeübertragers 1 entspricht, zwei jeweils paarweise angeordnete Verrastungselemente 8 vorgesehen sind. An einem zweiten Randabschnitt 9 sind ebenfalls zwei Verrastungselemente 8 vorgesehenen, die hinsichtlich der Längsachse L des Rahmens 2 asymmetrisch zu den Verrastungselementen 8 an dem ersten Randabschnitt 7 angeordnet sind. -
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Rahmen 2 gemäß einer Ausführungsform. Hier ist erkennbar, dass die Vielzahl von ersten Aufnahmeelementen 6 an der Vorderseite 3 des Rahmens 2, die die Aufstellungsbereiche der ersten PTC-Heizelemente (nicht dargestellt) begrenzen, einer Vielzahl von zweiten Aufnahmeelementen 10 an der Rückseite 4 des Rahmens 2 gegenüberliegt, die die Aufstellungsbereiche der zweiten PTC-Heizelemente (nicht dargestellt) begrenzen. Dabei sind die ersten Aufnahmeelemente 6 an der Vorderseite 3 j eweils hinsichtlich einer Mittellinie M des Rahmens 2 nicht spiegelsymmetrisch sondern versetzt zu den zweiten Aufnahmeelementen 10 an der Rückseite 4 angeordnet. Die Mittellinie M kennzeichnet die Mitte zwischen der Vorderseite 3 und der Rückseite 4 des Rahmens 2. -
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von ersten Heiznetzen 11 und zweiten Heiznetzen 12. Die ersten Heiznetze 11 umfassen jeweils erste Heizregister 13 und erste Rippenelemente 14, wobei die ersten Heizregister 13 zwischen jeweils zwei ersten Rippenelementen 14 angeordnet sind. In der Ausführungsform sind zwei erste Heiznetze 11 vorgesehen. Die ersten Rippenelemente 14 sind als Wellrippen ausgebildet. Jedes Heiznetz 11 ist dabei aus jeweils vier ersten Heizregistern 13 und jeweils fünf ersten Rippenelementen 14 aufgebaut. Die ersten Heiznetze 11 sind aufgebaut, um in einem Rahmen (nicht dargestellt) der Art angeordnet zu werden, welcher z. B. bereits im Zusammenhang mitFig. 1 oderFig. 2 beschrieben wurde. Die zweiten Heiznetze 12 umfassen jeweilige zweite Heizregister 15, welche zwischen jeweils zwei zweiten Rippenelementen 16 angeordnet sind. Die zweiten Rippenelemente 16 sind ebenfalls als Wellrippen ausgebildet. In der Ausführungsform sind zwei zweite Heiznetze 12 vorgesehen. Die ersten und zweiten Heiznetze 11, 12 sind im Wesentlichen hier gleich aufgebaut, sind jedoch versetzt zueinander hintereinander angeordnet. Insbesondere sind dabei die PTC-Keramikelemente der ersten Heizregister 13 versetzt zu den PTC-Keramikelementen der zweiten Heizregister 15 angeordnet. Dabei liegen die ersten Heizregister 13, die an der Vorderseite des Rahmens (nicht dargestellt) montierbar sind, den zweiten Rippenelementen 16 des zweiten Heiznetzes 12, welches an der Rückseite des Rahmens (nicht dargestellt) montierbar ist, gegenüber. Die Kontaktbleche 17 der ersten und zweiten Heizregister 13, 15 ragen von der dargestellten Anordnung nach oben ab. -
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorderseite 3 des Rahmens 2 mit darin montierten ersten Heiznetzen 11, die jeweils wiederum aus einer abwechselnden Folge von ersten Rippenelementen 14 und ersten Heizregistern 13 bestehen. In der Ausführungsform sind zwei erste Heiznetze 11 vorgesehen, die durch ein Gitterelement 5 in Form von Wabengittern, das in den Rahmen 2 integriert ist. vorgesehen sind. In der Ausführungsform sind zwei Gitterelemente 5 vorgesehen. -
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite 4 des Rahmens 2 mit zwei darin montierten zweiten Heiznetzen 12, welche jeweils aus einem zweiten Heizregister 15 mit beidseitig daran angrenzenden zweiten Rippenelementen 16 bestehen. Es sind drei Gitterelemente 5 in Form von Wabengittern vorgesehen, wobei jedes zweite Heiznetz 12 an jeder Längsseite an eines der drei Gitterelemente 5 angrenzt. -
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abdeckplatte 18, welche mit dem Rahmen (nicht dargestellt) zusammensetzbar ist. Die Abdeckplatte 18 weist dabei ebenfalls Eingriffselemente 19, hier vier, wovon jeweils zwei auf gegenüberliegenden Längsseiten der Abdeckplatte 18 vorgesehen sind, auf. Die Eingriffselemente 19 der Abdeckplatte 18 sind ebenfalls asymmetrisch entsprechend der Verrastungselemente 8 an dem ersten Randabschnitt 7 und dem zweiten Randabschnitt 9 des Rahmens 2 an dessen Vorderseite 3 angeordnet. Beim Zusammenbau des Rahmens 2 mit der Abdeckplatte 18 wird diese mit der Vorderseite 3 des Rahmens 2 in Eingriff gebracht, indem die Verrastungselemente 8 mit den Eingriffselementen 19 in Eingriff gebracht werden. Analog ist eine zweite Abdeckplatte 18, welche im Wesentlichen identisch aufgebaut ist, auf der Rückseite 4 des Rahmens 2 anbringbar, so dass der Rahmen 2 mit zwei Abdeckplatten 18 in montiertem Zustand, welcher inFig. 7 dargestellt ist, ein Gehäuse 20 des Wärmeübertragers 1 bildet. Hier ist erkennbar, dass die jeweiligen Abdeckplatten 18 ebenfalls mit einer wabenartigen Struktur 19 versehen sind, so dass eine Vielzahl von Luftdurchtrittsöffnungen 21 jeweils an der Vorderseite 3 und der Rückseite 4 vorgesehen ist. In dem Gehäuse 20 sind die ersten Heiznetze 11 auf die bereits beschriebene Art und Weise versetzt zu den zweiten Heiznetzen 12 angeordnet, wobei die ersten Heizregister 13 des ersten Heiznetzes 11 auf der Vorderseite 3 des Rahmens 2 jeweils den zweiten Rippenelementen 16 des zweiten Heiznetzes 12 auf der Rückseite 4 des Rahmens 2 gegenüberliegen. Die Gitterelemente 5 in Form von Wabengittern sind in der Konfiguration jeweils an Positionen angeordnet, wo sich keine PTC-Heizelemente befinden, d. h. wo keine ersten oder zweiten Heizregister 13, 15 angeordnet sind, so dass ein Druckabfall an den ersten und zweiten Heizregistern 13, 15 erfolgt. Die in den Wärmeübertrager 1 an der Vorderseite 3 eintretende Frischluft wird durch den Wärmeübertrager 1 hindurchgeleitet und tritt an der Rückseite 4 wieder aus, ohne sich dabei beim Eintreten in den Wärmeübertrager 1 an der Vorderseite 3 mit bereits durch die ersten Heizregister 13 erwärmte Luft zu vermischen. - Insgesamt betrachtet kann mit dem so ausgestalteten Wärmeübertrager 1 ein elektrischer Zuheizer insbesondere für Hochspannungsausführungen mit erhöhter Effizienz und geringem Bauraumbedarf bereitgestellt werden.
-
- 1
- Wärmeübertrager
- 2
- Rahmen
- 3
- Vorderseite
- 4
- Rückseite
- 5
- Gitterelement
- 6
- erste Aufnahmeelemente
- 7
- erster Randabschnitt
- 8
- Verrastungselement
- 9
- zweiter Randabschnitt
- 10
- zweite Aufnahmeelemente
- 11
- erstes Heiznetz
- 12
- zweites Heiznetz
- 13
- erstes Heizregister
- 14
- erstes Rippenelement
- 15
- zweites Heizregister
- 16
- zweites Rippenelement
- 17
- Kontaktblech
- 18
- Abdeckplatte
- 19
- wabenartige Struktur
- 20
- Gehäuse
- 21
- Luftdurchtrittsöffnungen
Claims (10)
- Wärmeübertrager (1), insbesondere elektrischer Zuheizer für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem zumindest ein Heizelement aufweisendes ersten Heizregister (13), und zumindest einem zumindest ein Heizelement aufweisendes zweiten Heizregister (15), welche in einem Rahmen (2), der eine Vorderseite (3) und eine Rückseite (4) aufweist, angeordnet sind, wobei das zumindest eine erste Heizregister (13) an der Vorderseite (3) und das zumindest eine zweite Heizregister (15) an der Rückseite (4) des Rahmens (2) versetzt zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (2) zumindest ein erstes und ein zweites durchströmbares Gitterelement (5) vorgesehen sind, wobei zumindest ein erstes Gitterelement an der Vorderseite des Rahmens und zumindest ein zweites Gitterelement an der Rückseite des Rahmens vorgesehen sind, wobei die ersten und die zweiten Gitterelemente jeweilig zwischen ersten und zweiten Heizelement-/Rippenelement-Anordnungen positioniert sind, wobei der Wärmeübertrager (1) erste Rippenelemente (14) aufweist, welche jeweils zwischen zwei der ersten Heizregistern (13) angeordnet sind und der Wärmeübertrager (1) zweite Rippenelemente (16) aufweist, welche jeweils zwischen zwei der zweiten Heizregistern (15) angeordnet sind.
- Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) ein Kunststoffrahmen ist.
- Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (2) eine Vielzahl von ersten Heizregistern (13) und eine Vielzahl von zweiten Heizregistern (15) aufnehmbar ist.
- Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist.
- Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (2) die ersten Rippenelemente (14) auf der Vorderseite (3) den zweiten Heizregistern (15) auf der Rückseite (4) des Rahmens (2) gegenüberliegen.
- Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (2) die zweiten Rippenelemente (16) auf der Rückseite (4) den ersten Heizregistern (13) auf der Vorderseite (3) gegenüberliegen.
- Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine erste und das zumindest eine zweite Heizregister (13, 15) als PTC-Heizregister mit jeweils zumindest einem PTC-Heizelement ausgebildet ist.
- Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) zumindest zwei Verrastungselemente (8) aufweist, wobei ein Verrastungselement (8) an einem ersten Randabschnitt (7) vorgesehen ist, welches zu einem Verrastungselement (8) an einem zweiten Randabschnitt (9), der dem ersten Randabschnitt (7) gegenüberliegt, asymmetrisch angeordnet ist.
- Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Gitterelement (5) in den Rahmen (2) integriert ist.
- Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Gitterelement (5) als Wabengitter ausgebildet ist.
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