EP3631316A1 - Elektrisches flüssigkeitsheizgerät und verwendung eines solchen sowie eines heizleiters - Google Patents

Elektrisches flüssigkeitsheizgerät und verwendung eines solchen sowie eines heizleiters

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Publication number
EP3631316A1
EP3631316A1 EP18728813.9A EP18728813A EP3631316A1 EP 3631316 A1 EP3631316 A1 EP 3631316A1 EP 18728813 A EP18728813 A EP 18728813A EP 3631316 A1 EP3631316 A1 EP 3631316A1
Authority
EP
European Patent Office
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liquid
heating
heater
particular water
polymer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18728813.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph JÖRG
Volodymyr Ilchenko
Vitali Dell
Nikolaus Gerhardt
Bengt Meier
Michael Schwanecke
Martin Zoske
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Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an electric liquid heater, in particular water heater, preferably for a motor vehicle.
  • Electric water heaters are usually based on ceramic heating elements with a comparatively strong temperature-dependent electrical resistance, through which a self-regulation of the heat release is possible.
  • These resistors are typically PTC elements (PTC for Positive Temperature Coefficient).
  • a PTC element comprises a PTC resistor, ie a temperature-dependent resistor with a positive temperature coefficient, which conducts the electric current better at low temperatures than at high temperatures.
  • electrical water heaters are known, which are based on so-called wire heaters, which are usually connected to heat exchanger surfaces.
  • Heating power is limited due to the thickness of the PTC material.
  • a high power density should be made possible with a comparatively small installation space.
  • an electrical fluid device preferably water heater, according to claim 1.
  • an electric liquid heating device in particular a water heater, preferably for a vehicle
  • motor vehicle such as passenger cars or trucks
  • at least one liquid receiving container and at least one heating conductor having a conductive polymer structure for heating liquid received in the liquid receiving container, in particular water.
  • a central idea of the invention is to propose an electric liquid heating device (in particular water heater), in which a
  • Liquid receptacle water tank
  • the liquid received there (or the water absorbed there) is heated by a conductive polymer structure.
  • the heat absorbed in the liquid container can then in particular via a
  • Coolant circuit of other components (especially in one
  • the fluid receptacle preferably has a housing and (at least) a fluid inlet and (at least) one
  • the liquid container may have a (maximum) extent of 8 cm or more - or 12 cm or more - in at least two mutually perpendicular directions.
  • the liquid receptacle may be (at least substantially) a polyhedron or a cylinder
  • An area of an entrance and / or exit opening is preferably significantly smaller (for example by a factor of at least 2 or a factor of at least 3) than one Wall surface of the liquid receiving container, on which the opening is provided.
  • the heating conductor is a heating cable (in particular polymer PTC cable).
  • the heating cable can have at least one electrical connection (for example one, in particular internal, pair of electrical, preferably metallic, connection conductors). Adjacent to connection elements (in particular surrounding connection wires), the polymer structure may be provided. This can be formed per se cable-like (flexible). A cross-section of the polymer structure may, for example, correspond to a (rounded) rectangle or be elliptical, possibly round (circular).
  • a sheath may be provided around the polymer structure.
  • the jacket may include a first (insulating) polymer component (around the conductive polymer structure).
  • the first insulating polymer component may preferably comprise (modified) fluoropolymer.
  • an (conductive, in particular metallic) sheath (for example made of a copper alloy or preferably stainless steel) can optionally be provided around the first insulating polymer component and / or a second insulating polymer component (optionally as the outermost one
  • Sheath comprising a (modified) polymer, in particular (modified) polyolefin and / or a fluoropolymer.
  • Terminals can be made of copper or a copper alloy (nickel-plated if necessary).
  • the heating conductor is preferably malleable (not dimensionally stable with respect to external forces, such as, for example, bending forces), in particular bendable.
  • the heating element is arranged in a meandering manner (thus has at least one bend, preferably at least three or at least five bends). More preferably, the meandering heating conductor can be positioned by guides in the liquid receiving container (or a corresponding heat exchanger). Overall, this can be an effective heat transfer possible.
  • the liquid heater is designed especially for operation in the high-voltage range, but can also be used for the low-voltage range.
  • High-voltage range is preferably to be understood as a range of more than 100 volts, more preferably more than 400 volts.
  • a low-voltage range is preferably understood to be a range of ⁇ 100 volts, preferably ⁇ 60 volts.
  • the heating conductor is (directly) in contact with the in the
  • Liquid receiving container recorded liquid or (at least partially) disposed within the liquid container. This allows a good heat transfer to the liquid (in particular due to the direct contact) are made possible. There is a direct heat removal (or no
  • the conductive polymer structure comprises a (possibly insulating) polymer component and a conductive carbon component.
  • the carbon component may be in particulate form and / or as a carbon skeleton.
  • the carbon component may be in the form of carbon black and / or graphite and / or graphene and / or carbon fibers and / or carbon nanotubes.
  • the polymer component may be in the form of an electrically insulating
  • Polymer component may be formed and / or a first polymer subcomponent based on ethylene acetate or ethylene acetate copolymer and / or ethylene acrylate or ethylene acrylate copolymer and / or a second polymer component based on polyolefin, in particular polyethylene and / or polypropylene, and / or Polyester and / or polyamide and / or
  • the polymer structure is preferably a PTC resistor.
  • a liquid heating device in particular water heater, of the above type for heating liquid, in particular water, preferably for a vehicle, more preferably for a motor vehicle, more preferably for one
  • Motor vehicle interior in particular a passenger or heavy goods vehicle.
  • a heat conductor which has a conductive polymer structure for heating liquid received in a liquid receiving container, in particular water, preferably in a vehicle, more preferably one
  • Motor vehicle more preferably for a motor vehicle interior
  • the conductive polymer structure can be crosslinked by (ionizing or high-energy) radiation, such as ⁇ , ⁇ or, preferably, electron radiation.
  • the heating conductor or at least the conductive polymer structure is preferably non-dimensionally stable (but may also be dimensionally stable). As a result, a corresponding arrangement of the heat conductor is simplified accordingly.
  • the carbon component may be formed or arranged to allow flow of current, e.g. B. in particle form (where the particles
  • the polymer structure may comprise an electrically insulating polymer component.
  • a vehicle comprising a liquid heating device, in particular water heater, of the type described above or prepared by the method described above.
  • Polymer component and carbon component are preferably mixed together or intertwined.
  • the first component and carbon component are preferably mixed together or intertwined.
  • Polymer component form a (skeletal) framework in which the
  • Carbon component is added or vice versa.
  • the polymer structure comprises at least 5 wt%, preferably at least 10 wt%, even more preferably at least 15 wt% more preferably at least 20 wt .-% and / or less than 50% of carbon (optionally without consideration of a carbon content of the polymer as such) or from the carbon component, such as. B. the carbon particles.
  • the carbon component comprises at least 70% by weight.
  • the polymer component may be a first polymer subcomponent based on ethylene acetate (copolymer) and / or
  • polyolefin in particular polyethylene and / or polypropylene
  • polyester and / or polyamide and / or fluoropolymer are examples of polyolefin
  • subcomponent is intended here in particular for
  • first and second polymer subcomponent Distinction between first and second polymer subcomponent can be used.
  • the respective subcomponent can form either partially or completely the polymer component.
  • the ethylene acrylate may be ethyl methyl acrylate or ethylene ethyl acrylate.
  • Ethylene acetate may be ethylene vinyl acetate.
  • the polyethylene may be high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene.
  • the fluoropolymer may be PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl vinyl ester) MFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ester), FEP (copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene), ETFE (copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene) or PVDF (polyvinylidene fluoride) act.
  • PFA copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl vinyl ester
  • MFA copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ester
  • FEP copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene
  • the first polymer subcomponent as in FIG. 1
  • WO 2014/188190 AI (described as a first-electrically insulating material) may be formed.
  • the second polymer subcomponent can likewise be formed as described in WO 2014/188190 A1 (as a second-electrically insulating material).
  • the polymer structure and / or a corresponding substance to be shaped out (eg paste) for the production thereof may (in particular crystalline
  • Binder comprise at least one polymer, preferably based on at least one olefin; and / or at least one copolymer of at least one olefin and at least one monomer copolymerized therewith can, for.
  • polyacetylene or polyalkenylene such as.
  • polyoctenamer polyoctenamer
  • fluoropolymer such as.
  • polyvinylidene fluoride and / or copolymers thereof As polyvinylidene fluoride and / or copolymers thereof.
  • the polymer structure or a substance used for producing the polymer structure (paste), as described in DE 689 23 455 T2 may be formed. This applies in particular also to their production and / or specific composition. For example, this also applies to possible
  • Binders (especially according to p. 4, 2nd paragraph and p. 5, 1st paragraph of
  • the polymer structure is preferably a PTC resistor.
  • the heating conductor (in particular the heating cable) may preferably be as in
  • WO 2014/188190 AI described be trained.
  • conductive in particular with regard to the polymer structure is to be understood as an abbreviation for “electrically conductive”.
  • An electrically insulating material is to be understood as meaning, in particular, a material which has an electrical conductivity of less than 10 -1 S 1 irr 1 (possibly less than 10 -8 S 1 m -1 ) (at room temperature, in particular 25 ° C.) 1 )
  • an electrical conductor or a material (or coating) with electrical conductivity is to be understood as meaning a material which has an electrical conductivity of preferably at least 10 s 1 irr 1 , more preferably at least 10 3 s -1 m -1 (at room temperature of in particular 25 ° C).
  • Fig. 1 is a schematic oblique view of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic view of an electrical according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic oblique view (with partially released view of internal components) of a heating conductor 10 according to the invention.
  • the heating conductor 10 comprises two electrically conductive (metallic) lines I Ia, I Ib. These are of a conductive polymer structure 12 and a
  • the polymer structure 12 in turn becomes (optional) by an inner shell 13 of an insulating material
  • the inner jacket 13 is in turn surrounded by a conductive (metallic) sheath 14.
  • the casing 14 is in turn (optionally) surrounded by an outer jacket 15, which is preferably made of an insulating material, in particular
  • Polymer (preferably comprising polyolefin and / or fluoropolymer) is formed.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an electric liquid heating device according to the invention (water heater).
  • Heating conductor 10 is arranged in a liquid receiving container 16 meandering.
  • corresponding guides can be positioned on a heat exchanger surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter (16) und mindestens einen Heizleiter (10), der eine leitfähige Polymerstruktur (12) aufweist, zur Aufheizung von in dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter (16) aufgenommener Flüssigkeit, insbesondere Wasser.

Description

ELEKTRISCHES FLÜSSIGKEITSHEIZGERÄT UND VERWENDUNG EINES SOLCHEN SOWIE EINES HEIZLEITERS
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug.
Elektrische Wasserheizgeräte (insbesondere solche, die in mobilen Anwendungen eingesetzt werden) basieren zumeist auf keramischen Heiz-Elementen mit einem vergleichsweise stark temperaturabhängigen elektrischen Widerstand, durch den eine Selbstregelung der Wärmeabgabe ermöglicht wird. Bei diesen Widerständen handelt es sich üblicherweise um PTC-Elemente (PTC für Positive Temperature Coefficient). Ein PTC-Element umfasst einen PTC-Widerstand, also einen temperaturabhängigen Widerstand mit einen positiven Temperaturkoeffizienten, der bei tiefen Temperaturen den elektrischen Strom besser leitet als bei hohen Temperaturen. Weiterhin sind elektrische Wasserheizgeräte bekannt, die auf sogenannten Drahtheizern basieren, die in der Regel mit Wärmeübertrager- Flächen verbunden sind.
Bei herkömmlichen Wasserheizgeräten mit Keramik-PTC-Elementen ist die Herstellung aufgrund einer komplizierten Wärmeübertrager-Fertigung und dem Einbau der Keramik-Elemente vergleichsweise aufwändig. Zumeist ist eine Sortierung der Keramik-Elemente aufgrund von Fertigungstoleranzen notwendig. Die Leistungsdichte im Heizelement-Wärmeübertrager-Verbund ist aufgrund von lokaler Wärmeerzeugung vergleichsweise unbefriedigend. Eine maximale
Heizleistung ist aufgrund der Dicke des PTC-Materials eingeschränkt (bzw.
aufgrund einer begrenzten Wärmeabfuhr aus der Keramik). Ein geringer geometrischer Abstand von Bauteilen mit hohem Spannungspotential führt eine Kurzschlussgefahr mit sich. Bei den oben erwähnten Drahtheizern liegt wiederum kein PTC-Effekt vor und somit ist keine Selbstregelung möglich, was mit einer entsprechenden Sicherheitsproblematik einhergeht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, vorzuschlagen, das eine effektive Aufheizung der Flüssigkeit (des Wassers) ermöglicht. Insbesondere soll bei einem vergleichsweise geringen Bauraum eine hohe Leistungsdichte ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch ein elektrisches Flüssigkeitsgerät, vorzugsweise Wasserheizgerät, nach Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein elektrisches Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, vorzugsweise für ein Fahrzeug, weiter
vorzugsweise Kraftfahrzeug (wie Personen- oder Lastkraftwagen), gelöst, umfassend mindestens einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter und mindestens einen Heizleiter, der eine leitfähige Polymerstruktur aufweist, zur Aufheizung von in dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufgenommenen Flüssigkeit, insbesondere Wasser.
Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, ein elektrisches Flüssigkeitsheizgerät (insbesondere Wasserheizgerät) vorzuschlagen, bei dem ein
Flüssigkeitsaufnahmebehälter (Wasserbehälter) vorgesehen ist und die dort aufgenommene Flüssigkeit (bzw. das dort aufgenommene Wasser) durch eine leitfähige Polymerstruktur aufgeheizt wird. Die in dem Flüssigkeitsbehälter aufgenommene Wärme kann dann insbesondere über einen
Kühlflüssigkeitskreislauf weiteren Komponenten (insbesondere in einem
Kraftfahrzeug) zur Verfügung gestellt werden. Insgesamt kann eine effiziente Wärmeerzeugung und ein effizienter (direkter) Wärmeabtransport ermöglicht werden. Insgesamt wird eine sichere und effiziente Aufheizung ermöglicht. Ein beanspruchter Bauraum kann vergleichsweise kompakt sein.
Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter weist vorzugsweise ein Gehäuse auf und (mindestens) einen Flüssigkeitseingang und (mindestens) einen
Flüssigkeitsausgang. Der Flüssigkeitsbehälter kann in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen eine (maximale) Ausdehnung von 8 cm oder mehr - oder 12 cm oder mehr - aufweisen. Bei dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter kann es sich (zumindest im Wesentlichen) um einen Polyeder oder um einen Zylinder
(insbesondere kreisrunder Zylinder) handeln. Eine Fläche einer Eintritts- und/oder Austrittsöffnung ist vorzugsweise deutlich geringer (beispielsweise um einen Faktor von mindestens 2 oder einen Faktor von mindestens 3) als eine Wandfläche des Flüssigkeitsaufnahmebehälters, auf der die Öffnung vorgesehen ist.
In einer konkreten Ausführungsform ist der Heizleiter ein Heizkabel (insbesondere Polymer-PTC-Kabel). Das Heizkabel kann mindestens einen elektrischen Anschluss (beispielsweise ein, insbesondere innenliegendes, Paar von elektrischen, vorzugsweise metallischen, Anschlussleitern) aufweisen. An Anschlusselemente angrenzend (insbesondere Anschlussdrähte umgebend) kann die Polymerstruktur vorgesehen sein. Diese kann per se kabelartig (biegsam) ausgebildet werden. Ein Querschnitt der Polymerstruktur kann beispielsweise einem (abgerundeten) Rechteck entsprechen oder elliptisch, ggf. (kreis-)rund ausgebildet sein. Um die Polymerstruktur kann insbesondere eine Ummantelung vorgesehen sein. Die Ummantelung kann beispielsweise eine erste (isolierende) Polymerkomponente (um die leitfähige Polymerstruktur herum) aufweisen. Die erste isolierende Polymerkomponente kann vorzugsweise (modifiziertes) Fluorpolymer umfassen. Um die erste isolierende Polymerkomponente kann wiederum optional eine (leitfähige, insbesondere metallische) Ummantelung (beispielsweise aus einer Kupferlegierung oder aus, vorzugsweise rostfreiem, Stahl) vorgesehen sein und/oder eine zweite isolierende Polymerkomponente (ggf. als äußerste
Ummantelung), umfassend aus einem (modifizierten) Polymer, insbesondere (modifiziertem) Polyolefin und/oder einem Fluorpolymer. Die elektrischen
Anschlüsse können aus Kupfer oder einer Kupferlegierung (ggf. nickelbeschichtet) ausgebildet werden.
Im Allgemeinen ist der Heizleiter vorzugsweise formbar (nicht form-stabil gegenüber äußeren Kräften, wie z. B. Biegekräften), insbesondere biegbar.
Vorzugsweise ist der Heizleiter mäandrierend angeordnet (weist also mindestens eine Biegung, vorzugsweise mindestens drei oder mindestens fünf Biegungen auf). Weiter vorzugsweise kann der mäandrierende Heizleiter durch Führungen in dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter (bzw. einem entsprechenden Wärmetauscher) positioniert werden. Insgesamt kann dadurch eine effektive Wärmeübertragung ermöglicht werden.
Das Flüssigkeitsheizgerät ist insbesondere für den Betrieb im Hochvoltbereich ausgelegt, kann aber auch für den Niedervoltbereich eingesetzt werden. Unter Hochvoltbereich ist vorzugsweise ein Bereich von über 100 Volt, weiter vorzugsweise mehr als 400 Volt zu verstehen. Unter einem Niedervoltbereich ist vorzugsweise ein Bereich von < 100 Volt, vorzugsweise < 60 Volt zu verstehen.
Vorzugsweise ist der Heizleiter (direkt) in Kontakt mit der in dem
Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufgenommenen Flüssigkeit bzw. (zumindest teilweise) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordnet. Dadurch kann ein guter Wärmeübergang zur Flüssigkeit (insbesondere aufgrund des direkten Kontaktes) ermöglicht werden. Es erfolgt ein direkter Wärmeabtransport (bzw. kein
Wärmetransport über eine zusätzliche Wärmeleitung).
In Ausführungsformen weist die leitfähige Polymerstruktur eine (ggf. isolierende) Polymerkomponente und eine leitfähige Kohlenstoffkomponente auf.
Die Kohlenstoffkomponente kann in Partikelform und/oder als Kohlenstoffgerüst vorliegen.
Die Kohlenstoffkomponente kann in Form von Ruß und/oder Graphit und/oder Graphen und/oder Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoff-Nanoröhren vorliegen.
Die Polymerkomponente kann in Form einer elektrisch isolierenden
Polymerkomponente ausgebildet sein und/oder eine erste Polymer- Teilkomponente auf Basis von Ethylenacetat oder Ethylenacetat-Copolymer und/oder Ethylenacrylat oder Ethylenacrylat-Copolymer und/oder eine zweite Polymer-Teilkomponente auf Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyester und/oder Polyamid und/oder
Fluorpolymer umfassen.
Bei der Polymerstruktur handelt es sich vorzugsweise um einen PTC-Widerstand. Dadurch kann eine Selbstregelung der Wärmeabgabe ermöglicht werden, was die Steuerung vereinfacht und insbesondere die Sicherheit beim Betrieb erhöht.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines Flüssigkeitsheizgerätes, insbesondere Wasserheizgerätes, der obigen Art zum Aufheizen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, vorzugsweise für ein Fahrzeug, weiter vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, weiter vorzugsweise für einen
Kraftfahrzeuginnenraum (insbesondere eines Personen- oder Lastkraftwagens).
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines Heizleiters, der eine leitfähige Polymerstruktur aufweist, zur Aufheizung von in einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufgenommenen Flüssigkeit, insbesondere Wasser, vorzugsweise in einem Fahrzeug, weiter vorzugsweise einem
Kraftfahrzeug, weiter vorzugsweise für einen Kraftfahrzeuginnenraum
(insbesondere eines Personen- und/oder Lastkraftwagens).
Die leitfähige Polymerstruktur kann durch (ionisierende bzw. hochenergetische) Strahlung, wie a-, ß- oder, vorzugsweise, Elektronenstrahlung vernetzt werden.
Der Heizleiter oder zumindest die leitfähige Polymerstruktur ist vorzugsweise nicht-formstabil (kann jedoch auch formstabil ausgebildet sein). Dadurch wird eine entsprechende Anordnung des Heizleiters entsprechend vereinfacht.
Die Kohlenstoffkomponente kann so ausgebildet bzw. angeordnet sein, dass sie einen Stromfluss erlaubt, z. B. in Partikelform (wobei sich die Partikel
entsprechend berühren oder nahe beieinanderliegen) und/oder als
Kohlenstoffgerüst.
Die Polymerstruktur kann eine elektrisch isolierende Polymerkomponente aufweisen.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fahrzeug umfassend ein Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, der oben beschriebenen Art oder hergestellt nach dem oben beschriebenen Verfahren.
Polymerkomponente und Kohlenstoffkomponente sind vorzugsweise miteinander vermengt bzw. ineinander verflochten. Beispielsweise kann die
Polymerkomponente ein (skelettartiges) Gerüst ausbilden, in dem die
Kohlenstoffkomponente aufgenommen ist oder umgekehrt.
Vorzugsweise umfasst die Polymerstruktur mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, noch weiter vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, noch weiter vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% und/oder weniger als 50 % aus Kohlenstoff (ggf. ohne Berücksichtigung eines Kohlenstoffanteils des Polymers als solchen) bzw. aus der Kohlenstoffkomponente, wie z. B. den Kohlenstoffpartikeln.
Vorzugsweise umfasst die Kohlenstoffkomponente mindestens 70 Gew.-%
Kohlenstoff.
In Ausführungsformen kann die Polymerkomponente eine erste Polymer- Teilkomponente auf Basis von Ethylenacetat (-Copolymer) und/oder
Ethylenacrylat (-Copolymer) aufweisen und/oder eine zweite Polymer- Teilkomponente auf Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyester und/oder Polyamid und/oder Fluorpolymer umfassen. Der Begriff„Teilkomponente" soll hier insbesondere zur
Unterscheidung zwischen erster und zweiter Polymer-Teilkomponente verwendet werden. Die jeweilige Teilkomponente kann entweder teilweise oder auch vollständig die Polymerkomponente ausbilden. Bei dem Ethylenacrylat kann es sich um Ethyl-Methyl-Acrylat oder Ethylen-Ethyl-Acrylat handeln. Bei dem
Ethylenacetat kann es sich um Ethylenvinylacetat handeln. Bei dem Polyethylen kann es sich um HD (High Density)-Polyethylen, MD (Medium Density)- Polyethylen, LD (Low Density)-Polyethylen, handeln. Bei dem Fluorpolymer kann es sich um PFA (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluorpropyl-Vinylester) MFA (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluorvinylester), FEP (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen), ETFE (Copolymer aus Ethylen und Tetrafluorethylen) oder PVDF (Polyvinyliden-Fluorid) handeln.
In Ausführungsformen kann die erste Polymer-Teilkomponente, wie in
WO 2014/188190 AI (als first electrically insulating material) beschrieben, ausgebildet sein. Die zweite Polymer-Teilkomponente kann ebenfalls, wie in WO 2014/188190 AI (als second electrically insulating material) beschreiben, ausgebildet sein.
Die Polymerstruktur und/oder eine entsprechender auszuformender Stoff (z. B. Paste) zu deren Herstellung kann/können (als insbesondere kristallines
Bindemittel) mindestens ein Polymer umfassen, vorzugsweise basierend auf mindestens einem Olefin; und/oder mindestens einem Copolymer von mindestens einem Olefin und mindestens einem Monomer, das damit copolymerisiert werden kann, z. B. Ethylen/Acrylsäure und/oder Ethylen/Ethylacrylat und/oder
Ethylen/Vinylacetat; und/oder mindestens einem Polyalkenamer (Polyacetylen bzw. Polyalkenylen), wie z. B. Polyoctenamer; und/oder mindestens einem, insbesondere schmelzverformbaren, Fluorpolymer, wie z. B. Polyvinylidenfluorid und/oder Copolymere davon.
Im Allgemeinen kann/können die Polymerstruktur bzw. eine zur Herstellung der Polymerstruktur verwendeter Stoff (Paste), wie in DE 689 23 455 T2 beschrieben, ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere auch für deren Herstellung und/oder konkrete Zusammensetzung. Beispielsweise gilt dies auch für mögliche
Bindemittel (insbesondere gemäß S. 4, 2. Absatz und S. 5, 1. Absatz der
DE 689 23 455 T2) und/oder Lösungsmittel (insbesondere gemäß S. 5, 2. Absatz und S. 6 2. Absatz der DE 689 23 455 T2).
Bei der Polymerstruktur handelt es sich vorzugsweise um einen PTC-Widerstand. Dadurch kann eine Selbstregelung der Wärmeabgabe ermöglicht werden, was die Steuerung vereinfacht und insbesondere die Sicherheit beim Betrieb erhöht.
Der Heizleiter (insbesondere das Heizkabel) kann vorzugsweise wie in
WO 2014/188190 AI beschrieben, ausgebildet sein.
Der Begriff„leitfähig", insbesondere hinsichtlich der Polymerstruktur soll als Abkürzung für„elektrisch leitfähig" verstanden werden.
Unter einem elektrisch isolierenden Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, das bei (bei Raumtemperatur von insbesondere 25 °C) eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 10"1 S 1 irr1 (ggf. weniger als 10"8 S 1 m"1) aufweist. Entsprechend ist unter einem elektrischen Leiter bzw. einem Material (oder Beschichtung) mit elektrischer Leitfähigkeit ein Material zu verstehen, das eine elektrische Leitfähigkeit von vorzugsweise mindestens 10 S 1 irr1, weiter vorzugsweise mindestens 103 S 1 m"1 (bei Raumtemperatur von insbesondere 25 °C) beträgt.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der beigefügten Figuren näher erläutert wird. Hierbei zeigen :
Fig. 1 eine schematische Schrägansicht eines erfindungsgemäßen
Heizleiters; und
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen
Wasserheizgerätes.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht (mit teilweise freigegebener Ansicht von inneren Komponenten), eines erfindungsgemäßen Heizleiters 10.
Der Heizleiter 10 umfasst zwei elektrisch leitfähige (metallische) Leitungen I Ia, I Ib. Diese werden von einer leitfähigen Polymerstruktur 12 bzw. einem
entsprechenden Polymerkern umgeben. Die Polymerstruktur 12 wiederum wird (optional) durch einen inneren Mantel 13 aus einem isolierenden Material
(beispielsweise Polymer, insbesondere Fluorpolymer) umgeben. Der innere Mantel 13 wird wiederum von einer leitfähigen (metallischen) Ummantelung 14 umgeben. Die Ummantelung 14 wird wiederum (optional) durch einen äußeren Mantel 15 umgeben, der vorzugsweise aus einem isolierenden Material, insbesondere
Polymer (vorzugsweise umfassend Polyolefin und/oder Fluorpolymer) gebildet wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Flüssigkeitsheizgerätes (Wasserheizgerätes). Dort ist erkennbar, dass der
Heizleiter 10 in einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter 16 mäandrierend angeordnet ist. Dazu können entsprechende Führungen an einer Wärmetauscherfläche positioniert werden.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den
Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig. Bezugszeichenliste
10 Heizleiter
I Ia Leitung
I Ib Leitung
12 Polymerstruktur
13 innerer Mantel
14 Ummantelung
15 äußerer Mantel
16 Gehäuse

Claims

Ansprüche
1. Elektrisches Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät,
vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen
Flüssigkeitsaufnahmebehälter (16) und mindestens einen Heizleiter (10), der eine leitfähige Polymerstruktur (12) aufweist, zur Aufheizung von in dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter (16) aufgenommener Flüssigkeit,
insbesondere Wasser.
2. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass
der Heizleiter (10) ein Heizkabel ist.
3. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass
der Heizleiter (10) mäandrierend angeordnet ist.
4. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass
der Heizleiter innerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters (16) angeordnet ist.
5. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et, dass
die Polymerstruktur (11) eine Polymerkomponente und eine
Kohlenstoffkomponente aufweist,
wobei die Kohlenstoffkomponente vorzugsweise in Partikelform und/oder als Kohlenstoffgerüst vorliegt und/oder
wobei die Kohlenstoffkomponente vorzugsweise in Form von Ruß und/oder Graphit und/oder Graphen und/oder Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoff- Nanoröhren vorliegt.
6. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass
die Polymerkomponente in Form einer elektrisch isolierenden
Polymerkomponente ausgebildet ist und/oder eine erste Polymer- Teilkomponente auf Basis von Ethylenacetat oder Ethylenacetat-Copolymer und/oder Ethylenacrylat oder Ethylenacrylat-Copolymer und/oder eine zweite Polymer-Teilkomponente auf Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyester und/oder Polyamid und/oder Fluorpolymer umfasst.
7. Flüssigkeitsheizgerät, insbesondere Wasserheizgerät, nach einem nach
einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, dass
die Polymerstruktur (11) ein PTC-Widerstand ist.
8. Verwendung eines Flüssigkeitsheizgerätes, insbesondere Wasserheizgerätes, nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Aufheizen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, weiter vorzugsweise für einen Kraftfahrzeuginnenraum.
9. Verwendung einen Heizleiters, der eine leitfähige Polymerstruktur aufweist, zur Aufheizung von in einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufgenommener Flüssigkeit, insbesondere Wasser, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, weiter vorzugsweise für einen Kraftfahrzeuginnenraum.
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