ES2313061T5 - Dispositivo de calentamiento eléctrico, en particular para un vehículo automóvil - Google Patents

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ES2313061T5 ES04767225.8T ES04767225T ES2313061T5 ES 2313061 T5 ES2313061 T5 ES 2313061T5 ES 04767225 T ES04767225 T ES 04767225T ES 2313061 T5 ES2313061 T5 ES 2313061T5
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Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de calentamiento electrico, en particular para un vehnculo automovil
La invencion se refiere a un dispositivo de calentamiento de aire, en particular para vehnculos automoviles.
En las realizaciones existentes, el recalentamiento del aire del habitaculo de un vetnculo automovil o incluso el desempanado o el desescarchado se realiza por un intercambio de calor entre un flujo de aire y un lfquido refrigerante del motor, situado en el conducto de circulacion del aire que se va a recalentar. Sin embargo, en la puesta en marcha del vetnculo, durante un intervalo de tiempo, las calonas transportadas por el lfquido refrigerante del motor pueden resultar insuficientes para garantizar un calentamiento rapido y eficaz del habitaculo.
En otras realizaciones, se utiliza de forma complementaria un dispositivo de calentamiento electrico en el trayecto del flujo de aire que se dirige hacia el habitaculo, inmediatamente aguas abajo del intercambiador de calor.
El dispositivo de calentamiento se pone en funcionamiento temporalmente hasta que el intercambiador de calor pueda garantizar solo el calentamiento del aire.
Un dispositivo de calentamiento de este tipo consta en general de elementos resistivos de tipo de coeficiente de temperatura positivo (CTP). Estos elementos resistivos son capaces de autorregularse en temperatura, lo cual permite evitar un calentamiento excesivo.
Las resistencias CTP se presentan en forma de pequenos bloques o de "piedras" dispuestos dentro de electrodos. Un conjunto de piedras CTP separadas entre sf se pueden disponer entre los electrodos y ser alimentadas por estos ultimos, formando de este modo un bloque de calentamiento.
Unos elementos radiantes estan asociados a los electrodos para favorecer el intercambio termico con el flujo de aire que atraviesa el dispositivo de calentamiento. Estos elementos radiantes pueden estar formados por cintas metalicas plegadas u onduladas dispuestas en paralelo y mantenidas mecanicamente sobre los electrodos, entre los que estan dispuestas unas piedras CTP. El bloque de calentamiento constituido de esta manera esta dispuesto en un bastidor de soporte.
Ademas, un circuito de control puede estar alojado en el bastidor de soporte para alimentar selectivamente los electrodos y ajustar la potencia entregada por el dispositivo de calentamiento.
Este dispositivo de calentamiento esta acompanado de un conmutador de alimentacion electrica, del tipo transistor, destinado a seleccionar los electrodos.
En las realizaciones existentes, el bloque de calentamiento, el circuito de control y el bastidor de soporte forman un conjunto unitario. Alternativamente, puede que sea deseable hacer variar la superficie del bloque de calentamiento en funcion de la potencia de calentamiento requerida.
Por otro lado, un conjunto unitario de este tipo no permite intervenir localmente sobre una zona del bloque de calentamiento en caso de funcionamiento defectuoso de la misma. En efecto, los elementos constitutivos del bloque de calentamiento se mantienen juntos o bien por un sistema de laminas de resorte que ejercen una presion mecanica o bien por el bastidor de soporte tal como se describe en la solicitud de patente FR 2 794 605. De este modo, no es posible sustituir ciertos elementos constitutivos del bloque de calentamiento de forma independiente con respecto al conjunto unitario. Es el mismo dispositivo de calentamiento descrito en el documento DE 199 02 050. En caso de un funcionamiento defectuoso localizado, el conjunto unitario se debe sustituir por lo tanto en su totalidad y consecuentemente los costes generados por un funcionamiento defectuoso son importantes.
Ademas, los dispositivos de calentamiento electricos de la tecnica anterior tienen una estructura compleja y costosa debido al numero de piezas constitutivas, al tiempo de ensamblaje necesario y a la sensibilidad a la corrosion de los electrodos de alimentacion de las resistencias cTp.
La invencion pretende mejorar la situacion.
La misma propone, a este efecto, un dispositivo de calentamiento electrico, que comprende una caja (15) que puede ser atravesada por el aire que se va a calentar delimitando un espacio de calentamiento gobernado por un circuito de control de alimentacion electrica conectado a una fuente de alimentacion, el espacio de calentamiento comprende modulos calentadores electricos (14), cada modulo calentador puede separarse del espacio de calentamiento y esta constituido por una primera y una segunda cintas metalicas (10, 10') y por elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo (12) fijados entre las dos cintas metalicas, la caja (15) tiene compartimentos de calentamiento (16) conformados para alojar un numero de modulos calentadores (14) seleccionado en funcion de la potencia calonfica total requerida, caracterizado por que la caja (15) comprende ademas compartimientos de alimentacion (20) conformados para alojar los respectivos modulos de alimentacion (200) apropiados para estar conectados al circuito de control de alimentacion electrica y a un grupo de por lo menos un modulo calentador (14), comprendiendo cada modulo de alimentacion un elemento de conmutacion electronico (203).
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En particular, los elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo pueden estar fijados entre las dos cintas metalicas, por encolado.
Los elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo tambien pueden estar fijados entre las dos cintas metalicas, por soldadura.
El circuito de control de alimentacion esta dispuesto en un lado de la caja, en un compartimiento de control de alimentacion mientras que los compartimientos de alimentacion estan dispuestos en paralelo en las proximidades del circuito de control segun la direccion transversal a la misma distancia entre ellos.
Cada modulo de alimentacion comprende ademas un soporte metalico conectado a la fuente de alimentacion, en el que esta fijado el elemento de conmutacion electronico.
En particular, el soporte metalico consta de un sobremoldeo alrededor del elemento de conmutacion electronico apropiado para mantener las conexiones electricas con el elemento de conmutacion electronico.
La zona delimitada por el sobremoldeo del soporte metalico puede comprender un revestimiento estanco entre el gel de silicona, la cola y los compuestos que permiten garantizar una proteccion del elemento de conmutacion electronico.
De forma complementaria, el soporte metalico puede comprender aberturas de tipo persiana dispuestas sobre su superficie, siendo atravesadas estas aberturas por el aire que se va a recalentar con el fin de facilitar la disipacion de calor del elemento de conmutacion electronico.
Segun otro aspecto de la invencion, cada cinta metalica de un modulo calentador se mantiene sobre por lo menos una barra longitudinal de longitud adaptada a la de las cintas.
Las barras de cada modulo calentador estan dotadas de una clavija de conexion respectiva en un extremo, estando dispuestas las clavijas de conexion de las barras en el mismo lado durante el ensamblaje del modulo calentador.
En particular, para cada modulo calentador, la primera cinta metalica puede tener una longitud superior a la de la segunda cinta metalica, lo cual crea una cavidad de forma general rectangular en el modulo calentador.
Los compartimientos de alimentacion tienen una forma general rectangular mientras que la anchura de un compartimiento de alimentacion es sensiblemente igual a la anchura de un compartimiento de calentamiento.
Segun un modo de realizacion particular, cada modulo de alimentacion es apropiado para estar conectado a un grupo de dos modulos calentadores, mientras que los dos modulos calentadores estan dispuestos lado con lado.
Segun este modo de realizacion de la invencion, los compartimientos de calentamiento sucesivos estan en contacto y alineados segun la direccion transversal, formando de este modo las cavidades de dos modulos calentadores sucesivos un rectangulo en el que esta dispuesto un compartimiento de alimentacion.
En otro modo de realizacion, cada modulo de alimentacion es apropiado para estar conectado a un modulo calentador, mientras que el modulo de alimentacion y el modulo calentador asociado se conectan para formar un elemento modular, formando cada compartimiento de alimentacion, con un compartimiento de calentamiento asociado, un compartimiento modular.
Segun otro aspecto de la invencion el dispositivo de calentamiento comprende una cubierta fijada sobre la caja por un sistema de conexion.
Las cintas metalicas de cada modulo calentador pueden estar dotadas de un revestimiento aislante electrico y/o de proteccion contra la corrosion.
El compartimiento de control de alimentacion esta separado de los compartimientos de alimentacion.
La invencion propone tambien un procedimiento de montaje de un dispositivo de calentamiento tal como se describe anteriormente que comprende una caja que puede ser atravesada por el aire que se va a calentar, a partir de modulos calentadores electricos y de modulos de alimentacion apropiados para estar conectados a un circuito de control de alimentacion electrica y a un grupo de por lo menos un modulo calentador, caracterizado por que comprende las etapas consistentes en:
1) colocar los modulos de alimentacion en la caja,
2) colocar los modulos calentadores en la caja,
3) posicionar y fijar una cubierta sobre la caja,
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4) efectuar una operacion de soldadura para un empalme electrico entre cada modulo de alimentacion y el grupo de modulos calentadores asociado,
5) posicionar el circuito de control de alimentacion electrica sobre un compartimiento de control de alimentacion en un lado de la caja,
6) efectuar una operacion de soldadura suplementaria para un empalme electrico entre las conexiones electricas y el circuito de control de alimentacion,
7) posicionar y fijar una tapa sobre el compartimiento de control.
Se pondran de manifiesto otras caractensticas y ventajas de la invencion al revisar la siguiente descripcion detallada, y los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1A es una vista general de un conducto de circulacion de un vehnculo automovil;
- la figura 1B es un esquema que representa una vista lateral de una cinta metalica segun la invencion;
- la figura 1C es un esquema que representa una vista superior de un modulo calentador, segun la invencion;
- la figura 1D es una vista en perspectiva de un modulo calentador segun la invencion;
- la figura 1E es un esquema que representa una vista superior de un modulo calentador;
- la figura 2 es una vista frontal del dispositivo de calentamiento segun la invencion,
- la figura 3 es una vista en perspectiva de un modulo de alimentacion segun la invencion;
- la figura 4 es una vista frontal del dispositivo de calentamiento segun la invencion, que resalta el espacio ocupado por los modulos de alimentacion;
- la figura 5 es una vista superior parcial de un dispositivo de calentamiento segun la invencion; y
- la figura 6 representa los puntos de conexion del dispositivo de calentamiento con el circuito de control de alimentacion.
La figura 1A representa un conducto de circulacion de aire de un vetnculo automovil. Este conducto comprende una caja 2 que delimita un canal 3 destinado a ser atravesado por el aire que se va a recalentar. El aire que atraviesa el canal se encamina hacia unas bocas de aire de calentamiento y de desempanado/desescarchado 4 y 5 antes de ser distribuido en el habitaculo a traves de las aletas de mezcla y de distribucion 6.
El caudal de aire en el canal 3 es producido por un ventilador 7 o un soplador, a partir de un flujo de aire exterior o de un flujo de aire en recirculacion proveniente del habitaculo. El recalentamiento del aire, cuando es requerido, se puede realizar mediante un intercambiador de calor 8 que funciona con el lfquido refrigerante del motor y mediante un dispositivo de calentamiento electrico 8'. El intercambiador de calor 8 esta dispuesto aguas arriba del dispositivo de calentamiento 8', en el canal 3. En una de las variantes, el recalentamiento del aire lo puede realizar solo el dispositivo de calentamiento electrico 8'.
El dispositivo de calentamiento electrico puede ocupar toda la seccion del canal 3. En una de las variantes, puede ocupar una parte de la seccion del canal 3, en cuyo caso solamente una parte del flujo de aire atraviesa el dispositivo de calentamiento electrico 8' mientras que la otra parte lo rodea.
En la continuacion de la descripcion detallada, el dispositivo de calentamiento electrico 8' se describira haciendo referencia a las figuras 1B a 6.
La figura 2 es un esquema del dispositivo de calentamiento electrico segun la invencion. El dispositivo de calentamiento electrico comprende una caja 15, por ejemplo, de plastico, que puede ser atravesada por el aire que se va a calentar y que delimita un espacio de calentamiento gobernado por un circuito de control de alimentacion electrica conectado a una fuente de alimentacion. El espacio de calentamiento consta de modulos calentadores electricos 14. En la caja 15, se preven compartimientos de calentamiento 16 conformados para alojar un numero de modulos calentadores 14 seleccionado en funcion de la potencia calonfica requerida.
Los compartimientos de calentamiento 16 estan dispuestos en paralelo los unos con respecto a los otros siguiendo una direccion transversal D. Cada compartimiento de calentamiento se extiende en particular durante toda la longitud de la caja, de modo que quedan directamente expuestos a un flujo de aire que los atraviesa.
El gobierno del dispositivo de calentamiento electrico 8' se realiza mediante el circuito de control de alimentacion. El circuito de control de alimentacion esta montado sobre una placa de circuito impreso y alojado sobre uno de los
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lados de la caja 15, en un compartimiento de control de alimentacion 50. El circuito de control esta protegido ademas por una tapa 9.
El circuito de control de alimentacion se puede montar o bien perpendicularmente al eje transversal D, o bien en paralelo al eje transversal D.
Haciendo referencia a la figura 6, el circuito de control recibe informaciones a traves de un conector 204 y esta conectado a una fuente de alimentacion mediante barras colectoras 55 y 56 o a traves del conector 204. Por ejemplo, la barra colectora 55 se encuentra al potencial + 12 V mientras que la barra colectora 56 se encuentra a tierra GND.
La caja comprende ademas compartimientos de alimentacion 20 conformados para alojar modulos de alimentacion 200. Estos modulos de alimentacion estan conectados al circuito de control de alimentacion y a un grupo de modulos calentadores que comprenden por lo menos un modulo calentador. Cada modulo de alimentacion 200 consta de un elemento de conmutacion electronica o interruptor de alimentacion apropiado para conmutar la alimentacion de un modulo calentador asociado.
El termino "modulo" se utiliza en este caso para designar un elemento independiente, distinto de los elementos analogos y que puede ser facilmente separable del espacio de calentamiento delimitado por el bastidor.
Las figuras 1C y 1D representan la estructura de un modulo calentador segun la invencion. Un modulo calentador individual 14 comprende una primera cinta metalica 10 de una primera longitud lg1 y una segunda cinta metalica 10' de una segunda longitud lg'1.
Las cintas metalicas 10 y 10' tienen forma plegada u ondulada y pueden tener la misma altura H1.
En las figuras de los dibujos, en aras de una mayor claridad solamente se representan los extremos de las cintas metalicas. Evidentemente, las cintas metalicas se extienden tambien entre estos dos extremos.
Haciendo referencia a la figura 1C, unos elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo (CTP) estan fijados entre las dos cintas metalicas de un mismo modulo calentador 14. Estos elementos resistivos se presentan en forma de una cantidad predeterminada de piedras CTP 12. Las resistencias CTP estan protegidas intrrnsecamente contra los calentamientos y la sobreintensidad.
Las piedras CTP 12 pueden estar fijadas entre las dos cintas metalicas 10 y 10' mediante encolado.
En una de las variantes, las piedras CTP 12 pueden estar fijadas entre las dos cintas metalicas 10 y 10' mediante soldadura.
Haciendo referencia a la figura 1C, cada cinta metalica 10 y 10' de un modulo calentador 14 se puede mantener mediante encolado sobre por lo menos una barra longitudinal 11a y 11'a respectivamente, de longitud adaptada a la de las cintas.
En particular, durante el ensamblaje de un modulo calentador 14, las cintas metalicas 10 y 10' estan conectadas de modo que sus barras respectivas queden posicionadas en el exterior del modulo calentador 14.
Cada barra 11a y 11'a de un modulo calentador 14 esta dotada, en uno de los extremos, de una clavija de conexion, 13 y 13' respectivamente, para la alimentacion electrica. Cada barra puede tener una forma general de placa alargada de longitud adaptada a la de la cinta metalica, con una prolongacion perpendicular dotada de la clavija de conexion.
Las clavijas de conexion 13 y 13', representadas en las figuras 1B a 1D, estan fijadas a un extremo de las cintas metalicas 10 y 10'. Cada modulo calentador 14 esta ensamblado de modo que las clavijas de conexion 13 y 13' queden dispuestas en el mismo lado.
La figura 1B es una vista frontal del modulo calentador 14 segun la invencion, del lado de la primera cinta metalica 10. La primera cinta metalica 10 tiene una altura H1 que puede ser igual a la altura de la segunda cinta metalica 10'. La clavija de conexion 13 esta fijada a una altura H2 sobre la primera cinta metalica 10. En particular, la clavija de conexion 13' de la segunda cinta metalica puede estar fijada a la misma altura H2 sobre la segunda cinta metalica.
Las cintas metalicas 10 y 10' pueden tener la misma anchura L1 y barras asociadas 11a y 11'a del mismo grosor e1.
En un modo de realizacion particular, la primera cinta metalica 10 puede tener una longitud lg1 superior a la longitud lg'1 de la segunda cinta metalica, lo cual crea una cavidad R1 rectangular en el modulo calentador asociado. El resto de la descripcion se realizara haciendo referencia a este modo de realizacion a tttulo de ejemplo no limitativo.
Por lo tanto, el ensamblaje de las cintas metalicas 10 y 10' es tal que:
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- el extremo libre (es dedr, el extremo que no consta de la clavija de conexion) de la primera cinta metalica 10 esta alineado con el extremo libre de la segunda cinta metalica 10';
- el otro extremo dotado de la clavija de conexion 13 de la primera cinta metalica 10 esta desplazado con respecto al otro extremo de la segunda cinta metalica 10'.
Cada modulo de alimentacion 200 puede estar conectado particularmente a dos modulos calentadores 14.1 y 14.2, como se representa en la figura 2, estando dispuestos estos dos modulos calentadores lado con lado. De este modo, la segunda cinta metalica 10'.1 del modulo calentador 14.1 y la segunda cinta metalica 10'.2 del modulo calentador 14.2 son adyacentes.
Las cintas metalicas 10 y 10' pueden tener formas sinusoidales, triangulares, rectangulares o trapezoidales.
El material constitutivo de las cintas es aluminio o cobre.
El grosor de una cinta metalica debe ser suficiente para permitir el funcionamiento de un fleje metalico, aunque quedando limitado para evitar una resistencia aerolica demasiado importante.
La estructura del modulo calentador y la fijacion de las piedras CTP por encolado presenta la ventaja de no requerir un tubo de metal conductor para mantener las piedras CTP, ni un elemento mecanico suplementario, tal como un resorte. Ademas, el montaje de esta estructura del modulo calentador por encolado es sencillo y poco costoso.
Haciendo referencia a la figura 2, la caja 15 del dispositivo de calentamiento de la invencion comprende paredes longitudinales 17 que delimitan los compartimientos de calentamiento 16. Cada compartimiento de calentamiento 16 esta conformado para recibir los diferentes modulos calentadores 14. Cada modulo calentador 14 integrado en el dispositivo de calentamiento esta asentado en un compartimiento de calentamiento 16 contra las paredes longitudinales 17. De este modo, cada modulo calentador se puede anadir o retirar del dispositivo de calentamiento, de forma independiente con respecto a los otros modulos calentadores y en funcion de la potencia calonfica total deseada.
Los compartimientos de alimentacion 20, tienen forma general rectangular y son apropiados para alojar un modulo de alimentacion 200 para alimentar los modulos calentadores 14. En el modo de realizacion representado en la figura 2, un modulo de alimentacion 200 esta a cargo de la alimentacion de dos modulos calentadores. La primera cinta 10 tiene una longitud superior a la de la segunda cinta 10', lo cual permite optimizar la ocupacion del espacio de calentamiento.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un modulo de alimentacion 200. Cada modulo de alimentacion 200 comprende un interruptor de alimentacion tfpico 203, por ejemplo, un transistor MOSFET, integrado mediante soldadura en un soporte metalico 202.
El soporte metalico 202 es conductor de electricidad y esta realizado por ejemplo con cobre, aleacion de cobre o preferentemente estanado. El soporte metalico 202 esta integrado en el compartimiento de alimentacion 20 mediante un sobremoldeo 201.
El sobremoldeo 201 esta dispuesto alrededor del interruptor de alimentacion 203 y permite mantener las conexiones electricas con el interruptor de alimentacion 203. Ademas, el sobremoldeo contribuye a la proteccion de este ultimo.
El sobremoldeo puede recubrir el interruptor de alimentacion 203 de forma parcial o completa.
Los modulos de alimentacion 200 del dispositivo de calentamiento segun la invencion estan posicionados en el flujo de aire que se va a recalentar.
La zona delimitada por el sobremoldeo 201 del soporte metalico comprende un revestimiento estanco 206 para proteger al interruptor de alimentacion 203 contra la corrosion, las salpicaduras de agua, o el polvo. Este revestimiento puede ser de gel de silicona, de cola, o un compuesto apropiado para proteger el interruptor de alimentacion.
El modulo de alimentacion 200 comprende tambien unas aberturas o persianas 205 formadas en el soporte metalico 202. Estas aberturas 205 son atravesadas por el aire que se va a recalentar para disipar el calor del interruptor electronico 203 y contribuyen de este modo a su refrigeracion.
Las dimensiones del soporte metalico 202 se seleccionan en funcion de la refrigeracion requerida para el interruptor de alimentacion 203 y de su impacto sobre el equilibrio termico entre los flujos de aire a la izquierda y a la derecha, cuando el dispositivo de calentamiento 8' esta montado en un aparato de climatizacion.
De forma complementaria, el circuito de control esta dispuesto en un lado de la caja 15, en el compartimiento de control de alimentacion 50, y los compartimientos de alimentacion 20 estan dispuestos en paralelo en las proximidades del circuito de control, segun la direccion transversal D, y a la misma distancia entre ellos.
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El interruptor de alimentacion 203 y el circuito de control que lo gobierna garantizan la alimentacion del dispositivo de calentamiento electrico.
El circuito de control consta tambien de medios de variacion de potencia apropiados para hacer variar la potencia calonfica total suministrada por el dispositivo de calentamiento. Estos medios de variacion de potencia funcionan por modulacion de la anchura de los impulsos de la tension entregada a cada modulo calentador.
En el modo de realizacion particular en el que un modulo de alimentacion esta asociado a un grupo de dos modulos calentadores, tal como se representa en la figura 2, el espacio ocupado por los compartimientos de alimentacion 200 se puede optimizar con respecto al espacio de calentamiento seleccionando las dimensiones de los compartimientos de alimentacion 20 en funcion de las correspondientes a los compartimientos de calentamiento 16.
En particular, los compartimientos de alimentacion 200 pueden tener una forma general rectangular y una anchura Lalim igual a la anchura L de los compartimientos de calentamiento 16.
Ademas, los compartimientos de calentamiento sucesivos 16 estan dispuestos lado con lado y alineados segun la direccion transversal D. Debido a unas cavidades R1 en cada compartimiento de calentamiento 16 y a la posicion mutua de los compartimientos de calentamiento 16 unos con respecto a otros, las cavidades de dos compartimientos de calentamiento sucesivos delimitan un rectangulo R en el que esta dispuesto un modulo de alimentacion asociado 200, tal como se representa en la figura 1E.
Los modulos de alimentacion 200 participan solo muy poco en el recalentamiento del aire teniendo en cuenta su posicion con respecto al flujo de aire que atraviesa el dispositivo de calentamiento. Los compartimientos de alimentacion 20 constituyen por lo tanto una zona poco "activa" en el espacio de calentamiento delimitado por la caja 15.
Ahora bien, la disposicion y la estructura de los modulos de alimentacion 200 en el dispositivo de calentamiento permite limitar el espacio ocupado por esta zona poco activa, representada de negro en la figura 4. Aunque en realizaciones de la tecnica anterior esta zona ocupa aproximadamente el 25% del espacio de calentamiento, en el dispositivo de calentamiento segun la invencion, esta zona ocupa aproximadamente el 12% del espacio de calentamiento, lo cual permite mejorar los rendimientos del dispositivo de calentamiento.
Cada modulo calentador 14 esta conectado al modulo de alimentacion 200 asociado por sus clavijas de conexion 13 y 13'.
Las barras colectoras 55 y 56, representadas en la figura 6, pueden fijarse en la caja 15 mediante remachado o mediante sobremoldeo. Las conexiones de alimentacion entre:
- la barra colectora 56, que es por ejemplo una barra colectora de tierra GND, y el modulo de alimentacion 202,
- la barra colectora 55, que es por ejemplo una barra colectora de potencial +12V y el modulo calentador 14 a traves de la clavija de conexion 13, y
- el modulo calentador 14 y el modulo de alimentacion 200, a traves de la clavija de conexion 13', se realizan por soldadura electrica.
Los terminales de los colectores 55 y 56, el modulo de alimentacion 200, y las clavijas de conexion 13 y 13' de un modulo calentador 14 estan conformados para dejar suficiente espacio al electrodo de soldadura durante el montaje.
En la figura 6, se representan los elementos de conexion del dispositivo de calentamiento al circuito de control de alimentacion montado en la placa de circuito impreso. La pared lateral de la caja 15 que esta conectada al circuito de control de alimentacion, comprende unos bornes de conector 204 para cada modulo de alimentacion, una clavija de conexion 550 de alimentacion, que proviene de la barra colectora +12V y una clavija de conexion 560 de tierra, que proviene de la barra colectora GND.
En otro modo de realizacion de la invencion, cada modulo de alimentacion 200 se puede conectar a un solo modulo calentador 14. Segun este modo de realizacion, cada modulo de alimentacion se puede conectar al modulo calentador asociado para formar un elemento modular. Cada compartimiento de alimentacion 20 forma entonces con el compartimiento de calentamiento 16 asociado un compartimiento modular.
Segun otro aspecto de la invencion, una cubierta 19 que consta de aberturas con la misma forma y dimensiones que los compartimientos 16 esta fijada sobre la caja 15 gracias a un sistema de conexion. Una cubierta de este tipo se puede encajar, por ejemplo, en la caja 15 gracias a un sistema de conexion que comprenda un conjunto de muescas dispuestas en las paredes externas de la caja 15 para recibir unas presillas o grapas formadas en la cubierta. En una de las variantes, la cubierta se puede fijar mediante encolado por ultrasonidos.
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Esta cubierta puede constar de un sistema de asentamiento y de posicionamiento de modulos calentadores analogo al correspondiente a la caja 15.
La caja 15 y la cubierta 19 delimitan de este modo, por los compartimientos de calentamiento 16, la seccion de paso del aire a traves de los modulos calentadores 14, lo cual permite recalentar el flujo de aire.
La caja 15, la cubierta 19 y la tapa 9 se realizan con materiales aislantes electricos tales como un material plastico capaz de soportar la temperatura maxima alcanzada en servicio, que es del orden de 150°C. La caja 15 y la cubierta 19 pueden estar moldeadas en una sola pieza.
Segun otro aspecto de la invencion, el compartimiento de control de alimentacion 50 en el que esta alojado el circuito de control de alimentacion esta separado de los compartimientos de alimentacion 20, lo cual permite reducir las dimensiones de la placa de circuito impreso con respecto a la tecnica anterior y, por consiguiente, los costes del dispositivo de calentamiento.
El dispositivo de calentamiento 8' puede constar, de forma complementaria, de medios de fijacion y de guiado para facilitar su montaje y su integracion en una instalacion de calentamiento y de climatizacion.
Las cintas metalicas 10 y 10' se disponen en un modulo calentador de modo que cada una de las caras elementales definidas por el plegado o la ondulacion sea sensiblemente paralela a la circulacion del flujo de aire a traves de la caja, lo cual permite limitar las perdidas de carga debidas al paso del aire en el dispositivo de calentamiento.
Las cintas pueden estar recubiertas por una capa que tenga una funcion de aislamiento electrico, formada, por ejemplo, por un barniz aislante.
Cada modulo calentador 14 consta de los elementos que le permiten ser independiente y separable de los otros elementos constitutivos del espacio de calentamiento, a saber, una conexion a un interruptor electronico 203 el mismo independiente, unas cintas metalicas 10 y 10' y un elemento resistivo CTP 12.
De este modo, en caso de un funcionamiento defectuoso detectado sobre un modulo calentador determinado, es posible sustituir este modulo calentador sin que sea necesario sustituir los otros modulos calentadores contenidos en el espacio de calentamiento.
Del mismo modo, cada modulo de alimentacion es independiente de los otros elementos constitutivos del espacio de calentamiento y se puede retirar o anadir a este ultimo sin modificar su funcionamiento general.
Esta arquitectura permite ademas hacer variar los rendimientos del dispositivo de calentamiento y por lo tanto su potencia calonfica total. De este modo, en el ejemplo de la figura 2, si la potencia calonfica de un modulo de calentador es de 330W, es posible obtener una potencia calonfica total de 1KW utilizando 3 modulos calentadores y de 2 kW utilizando 6 modulos calentadores.
Estos rendimientos tambien se pueden modificar mediante la cantidad de piedras CTP utilizada en los modulos de calentadores 14.
Asf, la misma arquitectura basica de un dispositivo de calentamiento segun la invencion permite obtener rendimiento calonficos variables, y sin utilizar herramientas suplementarias.
El dispositivo de calentamiento 8' de la invencion puede estar integrado en el aparato de calentamiento o de climatizacion de la figura 1A, pero no se limita a este ejemplo. Asf, el dispositivo de calentamiento de la invencion puede estar integrado en un dispositivo de climatizacion de un vehuculo que comprenda en el canal 3, un evaporador de circuito de refrigeracion, aguas arriba del intercambiador de calor 8 ocupando una parte de la seccion del canal.
La invencion propone tambien un procedimiento para montar el dispositivo de calentamiento que comprende la caja 15, a partir de modulos calentadores electricos 14 y de modulos de alimentacion 200. El procedimiento comprende las etapas consistentes en:
1) colocar los modulos de alimentacion 200 en la caja 15,
2) colocar los modulos calentadores 14 en la caja 15,
3) posicionar y fijar la cubierta 19 sobre la caja 15,
4) efectuar una operacion de soldadura para un empalme electrico entre cada modulo de alimentacion y el grupo de modulos calentadores asociado,
5) posicionar el circuito de control de alimentacion electrica sobre un compartimiento de control de alimentacion en un lado de la caja 15,
6) efectuar una operacion de soldadura suplementaria para un empalme electrico entre las conexiones electricas y el circuito de control de alimentacion,
7) posicionar y fijar la tapa 9 sobre el compartimiento de control de alimentacion.
Evidentemente, la invencion no se limita a los modos de realizacion antes descritos en la presente memoria. La 5 misma engloba todas las variantes de realizacion que podran ser ideadas por los tecnicos en la materia en el ambito de las reivindicaciones que se ofrecen a continuacion.

Claims (20)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de calentamiento electrico, que comprende una caja (15) que puede ser atravesada por el aire que se va a calentar delimitando un espacio de calentamiento gobernado por un circuito de control de alimentacion electrica conectado a una fuente de alimentacion, el espacio de calentamiento comprende modulos calentadores electricos (14), siendo separable del espacio de calentamiento cada modulo calentador y estando constituido por una primera y una segunda cintas metalicas (10, 10') y por elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo (12) fijados entre las dos cintas metalicas, la caja (15) comprende compartimientos de calentamiento (16) conformados para alojar un numero de modulos calentadores (14) seleccionado en funcion de la potencia calonfica total requerida, caracterizado por que la caja (15) comprende ademas compartimientos de alimentacion (20) conformados para alojar modulos de alimentacion (200) respectivos apropiados para estar conectados al circuito de control de alimentacion electrica y a un grupo de por lo menos un modulo calentador (14), comprendiendo cada modulo de alimentacion un elemento de conmutacion electronico (203).
  2. 2. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo estan fijados entre las dos cintas metalicas, por encolado.
  3. 3. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los elementos resistivos de coeficiente de temperatura positivo estan fijados entre las dos cintas metalicas, por soldadura.
  4. 4. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el circuito de control de alimentacion esta dispuesto en un lado de la caja, en un compartimiento de control de alimentacion (50) y por que los compartimientos de alimentacion (20) estan dispuestos en paralelo en las proximidades del circuito de control segun una direccion transversal (D) y a la misma distancia entre ellos.
  5. 5. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada modulo de alimentacion (200) comprende ademas un soporte metalico (202) conectado a la fuente de alimentacion, en el que esta fijado el elemento de conmutacion electronico (203).
  6. 6. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el soporte metalico (202) consta de un sobremoldeo (201) alrededor del elemento de conmutacion electronico (203) apropiado para mantener las conexiones electricas (204) con el elemento de conmutacion electronico.
  7. 7. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 6, caracterizado por que la zona delimitada por el sobremoldeo del soporte metalico (202) comprende un revestimiento estanco (206) entre el gel de silicona, la cola y los compuestos que permiten garantizar una proteccion del elemento de conmutacion electronico.
  8. 8. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado por que el soporte metalico (202) comprende aberturas de tipo persiana (205) dispuestas sobre su superficie, siendo atravesadas estas aberturas por el aire que se va a recalentar con el fin de facilitar la disipacion de calor del elemento de conmutacion electronico (203).
  9. 9. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que cada cinta metalica (10, 10') de un modulo calentador (14) se mantiene sobre por lo menos una barra longitudinal (11a, 11'a) de longitud adaptada a la de las cintas.
  10. 10. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 9, caracterizado por que las barras (11a, 11'a) de cada modulo calentador (14) estan dotadas de una clavija de conexion respectiva (13, 13') en un extremo, estando dispuestas las clavijas de conexion de las barras en el mismo lado durante el ensamblaje del modulo calentador (14).
  11. 11. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, para cada modulo calentador (14), la primera cinta metalica (10) tiene una longitud superior a la de la segunda cinta metalica (10'), lo cual crea una cavidad de forma general rectangular (R1) en el modulo calentador.
  12. 12. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los compartimientos de alimentacion (20) tienen una forma general rectangular y por que la anchura de un compartimiento de alimentacion es sensiblemente igual a la anchura de un compartimiento de calentamiento (L).
  13. 13. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada modulo de alimentacion (200) es apropiado para estar conectado a un grupo de dos modulos calentadores (14.1, 14.2), y por que los dos modulos calentadores estan dispuestos lado con lado.
  14. 14. Dispositivo de calentamiento electrico segun la reivindicacion 13 considerada en combinacion con la reivindicacion 11, caracterizado por que los compartimientos de calentamiento (16) sucesivos estan lado con lado y alineados segun una direccion transversal (D), formando de este modo las cavidades de dos modulos calentadores sucesivos un rectangulo (R) en el que esta dispuesto un compartimiento de alimentacion (20).
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  15. 15. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones 1a 12, caracterizado por que cada modulo de alimentacion (200) es apropiado para estar conectado a un modulo calentador (14), y por que el modulo de alimentacion y el modulo calentador asociado se conectan para formar un elemento modular, formando cada compartimiento de alimentacion, con un compartimiento de calentamiento asociado, un compartimiento modular.
  16. 16. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una cubierta (19) fijada sobre la caja.
  17. 17. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las cintas metalicas (10, 10') de cada modulo calentador (14) estan dotadas de un revestimiento aislante electrico y/o de proteccion contra la corrosion.
  18. 18. Dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el compartimiento de control de alimentacion (50) esta separado de los compartimientos de alimentacion (20).
  19. 19. Aparato de calentamiento o climatizacion para un vetuculo automovil, caracterizado por que consta de un dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones 1 a 17.
  20. 20. Procedimiento de montaje de un dispositivo de calentamiento electrico segun una de las reivindicaciones 1 a 17 que comprende una caja (15) que puede ser atravesada por el aire que se va a calentar, a partir de modulos calentadores electricos y de modulos de alimentacion (200) apropiados para estar conectados a un circuito de control de alimentacion electrica y a un grupo de por lo menos un modulo calentador, caracterizado por que comprende las etapas consistentes en:
    1) colocar los modulos de alimentacion (200) en la caja (15),
    2) colocar los modulos calentadores (14) en la caja (15),
    3) posicionar y fijar una cubierta (19) sobre la caja (15),
    4) efectuar una operacion de soldadura para un empalme electrico entre cada modulo de alimentacion y el grupo de modulos calentadores asociado,
    5) posicionar el circuito de control de alimentacion electrica sobre un compartimiento de control de alimentacion en un lado de la caja (15),
    6) efectuar una operacion de soldadura suplementaria para un empalme electrico entre las conexiones electricas y el circuito de control de alimentacion (50),
    7) posicionar y fijar una tapa (9) sobre el compartimiento de control de alimentacion.
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