WO2020030506A1 - Elektrisches heizgerät - Google Patents

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WO2020030506A1
WO2020030506A1 PCT/EP2019/070681 EP2019070681W WO2020030506A1 WO 2020030506 A1 WO2020030506 A1 WO 2020030506A1 EP 2019070681 W EP2019070681 W EP 2019070681W WO 2020030506 A1 WO2020030506 A1 WO 2020030506A1
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WO
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flow
liquid
volume
heater according
flow channels
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/070681
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Leinsle
Patrick SPIELBERGER
Klaus MÖSL
Florian LARISCH
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Webasto SE
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072Special adaptations
    • F24H1/009Special adaptations for vehicle systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0005Details for water heaters
    • F24H9/001Guiding means
    • F24H9/0015Guiding means in water channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/18Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818Arrangement or mounting of electric heating means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/06Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82Fixedly-mounted immersion heaters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021Heaters specially adapted for heating liquids

Definitions

  • the invention relates to an electric heater for a vehicle, in particular for a motor vehicle, and a method for operating a heater.
  • Electric heaters for motor vehicles such as auxiliary heaters
  • Such heaters can have a water-carrying area (volume) with a main flow direction. Furthermore, water connections are assigned to the water-carrying area, which allow water to be led into and out of the water-carrying area.
  • Such water heaters are an alternative to
  • Air heaters can be integrated, for example, in the "cooling water circuit" of a vehicle, with a water-glycol mixture possibly being able to circulate.
  • the heat released in the water heater is transferred from a heat source to the cooling water. This can be done in a heat exchanger and / or within a housing.
  • An electric heating device for a motor vehicle is known from DE 20 2017 103 969 U1, which has a volume for receiving and passing through a liquid, at least one meandering heating resistor being provided in the volume, with a partition it is provided that liquid flowing from a liquid inlet to a liquid outlet is deflected, so that a
  • the partition divides the volume into two sub-volumes through which the flow liquid particles flow in succession.
  • an electrical heating device for a vehicle preferably for a motor vehicle, comprising a volume for holding and passing through a liquid, in particular water
  • Liquid inlet and a liquid outlet such that liquid can flow into the volume via the liquid inlet and via the
  • Liquid outlet can be flowed out, with at least one electrical heating element, in particular an electrical heating resistor, being arranged in the volume, the volume having at least two flow channels (through which fluid can flow) in parallel.
  • at least one electrical heating element in particular an electrical heating resistor
  • a key concept of the invention is to flow the volume to be flowed through into at least two flow channels connected in parallel in terms of fluid technology
  • Dead water areas can be reduced or eliminated.
  • a flow guide (for the fluid to be heated, in particular cooling water) and a heat input (through the heating element) can be efficiently coordinated with one another.
  • cooling water inlet and outlet can be selected variably (any), which improves the flexibility for the customer.
  • a configuration can be carried out in a flat construction, which has advantages in “packaging”
  • the at least two (parallel-flowable) flow channels are preferably delimited from one another (possibly fluid-tight) over at least a predominant part (over more than 50%) of their length.
  • (respective) flow channel is preferably at least 3 times, more preferably at least 5 times, even more preferably at least 7 times as long as a diameter of the flow channel (if the diameter fluctuates over the length, in particular the maximum diameter should be used here) ,
  • a cross section of the (respective) flow channel can be constant, but may also vary over the length of the
  • flow channels In total, more than two (for example at least 3 or 4 or at least 5) flow channels can be provided (which can be designed in particular as described above and below for the “at least two” flow channels, possibly also in their relationship to one another).
  • At least one deflection element in particular at least one partition, is preferably provided in the volume in such a way that liquid flowing from the liquid inlet to the liquid outlet is deflected (preferably by at least approximately 180 °), so that a flow path is enlarged.
  • a deflection element can further improve heat transfer to the fluid to be heated (cooling water).
  • Liquid inlet and liquid outlet can be arranged adjacent to one another. Alternatively or additionally, the liquid inlet and liquid outlet can be arranged on the same side of the electric heater. In principle, exactly one liquid inlet (or alternatively several liquid inlets) can be provided. It can (exactly) one or more
  • Liquid outlets can be provided. Fluid inlet and
  • Liquid outlet can be fixed (such that the liquid inlet cannot be used as a liquid outlet). In general, however, the liquid inlet and the liquid outlet are interchangeable, so that the fluid can flow from a first liquid passage (e.g. liquid inlet) to a second liquid passage (e.g. liquid outlet) or vice versa.
  • a first liquid passage e.g. liquid inlet
  • a second liquid passage e.g. liquid outlet
  • An assembly is particularly closed under an electric heater
  • the at least two flow channels can (each) over
  • Flow channel (or at least a predominant section of the flow channel) is specified.
  • the (respective) flow channel can have at least 10%, preferably at least 20%, of a (minimal)
  • (Minimum) flow path of a single fluid particle is to be understood as an imaginary flow path, which is defined by the fact that it represents the smallest distance that a single fluid particle has to travel to travel from the liquid inlet to the liquid outlet (through the respective
  • a flow separation (that is to say an area or section in which the volume is branched in the form of the throughflow channels) can extend over at least 50% of the total (minimum) flow path.
  • the (minimum) flow path is preferably to be understood as the imaginary path of a fluid particle, in which the fluid particle has to cover the smallest distance from a liquid inlet to a liquid outlet (via one of the two flow channels to be compared or that of the two flow channels, in which the distance is smaller compared to the other flow channel if there is a difference here; if necessary, an arithmetic mean of the minimum can also be used here
  • the at least two flow channels are separated from one another by at least one (common) wall.
  • the wall can preferably (at least on one or both sides) be at least essentially planar and / or be per se (at least essentially) leak-proof (in particular without cavities). This enables the at least two to be implemented in a particularly simple manner
  • the wall can have a thickness which is less than 150%, preferably less than 135% of a diameter of an adjacent (or both adjacent) flow channels.
  • the at least two flow channels can (at least in part) be limited by at least one, in particular rib-like, projection formed on a housing part and / or an inner part.
  • the protrusion is preferably a common protrusion which is assigned to both flow channels (or at least also defines both flow channels).
  • the housing part is preferably a shell-shaped part and / or a cover element. Specifically, he can
  • projection can be arranged on an inner surface of the housing.
  • An inner part is to be understood in particular as a part that lies within a surrounding housing, such as a plate or (other) wall lying within the housing.
  • the rib-like projections can only be on one of two opposing ones
  • Housing parts can be arranged or on both, if necessary (each) touching.
  • the at least two flow channels run at least in sections (at least essentially) geometrically parallel to one another. This enables effective fluid management and, at the same time, effective heat transfer.
  • the at least one heating element is preferably meandering (meandering). Alternatively or additionally, this is at least one
  • Heating element formed within a (preferably parallel to a flow direction through the flow channels) plane is to be understood in particular to mean that the (respective) center lines (which run centrally or centrally through the respective flow channel in the respective flow direction) lie in one plane. This can cause a
  • the at least one heating element is at least partially arranged in both flow channels.
  • both flow channels are at least partially through the at least one
  • heating element is in the respective
  • Flow channel is arranged that it can flow around the full extent of the fluid to be heated or that it has no contact with the walls defining the respective flow channel. Alternatively, however, contact of the at least one heating element with one
  • the at least one heating element (at least in sections, in particular over a predominant section) can be flowed along.
  • a longitudinally flowable configuration is preferably to be understood to mean that the fluid to be heated is parallel to one during operation of the heater
  • Preferred direction of the respective heating element or in the axial direction flows.
  • the at least one heating element can at least essentially
  • heating element can be one-dimensional.
  • a one-dimensional design is to be understood in particular to mean that the heating element has no branches.
  • the heating element can be tubular, hose, wire and / or thread-like.
  • the heating element is preferably designed without a cavity, but can have one.
  • the at least one heating element can have a multilayer and / or shell-shaped design and / or can comprise a filling.
  • the volume can be formed by two (half) shells formed at least essentially in mirror image (at least insofar as it relates to an internal geometry that comes into contact with the fluid to be heated).
  • the (half) shells can be geometrically similar or identical.
  • a separating or closing plane is then preferably in the middle.
  • the volume can have a bowl which is closed by a lid.
  • the heating element is then preferably (completely) in the shell, which optionally also (completely) forms the flow channels.
  • the cover (in particular in the form of an at least substantially flat cover plate) can close off the shell. A separation or closure level is off-center here
  • the at least two flow channels can be of the same length or have a different length. If the wall defining the respective flow channel does not have a constant length, the length of the wall section with the shortest extension applies here in particular. This is relevant, for example, if a flow channel is (among other things) defined by two, for example parallel, walls, which
  • Deflecting element can (at least) be a more external one
  • Flow channel be longer than a more internal one
  • the at least two flow channels can have the same or a different cross section.
  • the at least two flow channels can be round or
  • a hexagonal (e.g. rectangular or square or trapezoidal or honeycomb) cross section In the case of a polygonal (e.g. quadrangular) cross section, the longest side is preferably a maximum of 4 times wider
  • a maximum diameter of the (respective) cross section can be less than four times, preferably three times a diameter of the cross section perpendicular to the maximum diameter.
  • the optional specifications made here apply to a cross-section that varies (over the length) at least for one, possibly for several or all, cross-section (s).
  • Flow channel can be at least 50% of the length of the
  • Flow channel (at least essentially) be closed (so that in the area of this cross section no fluid from the flow channel
  • Substantially closed should preferably mean that this applies to at least 90% of the cross-sectional edge of the (considered) cross-section, in particular 99%.
  • motor vehicle comprising an electric heater of the above type.
  • the object is achieved by a method for operating a heater of the type described above or a motor vehicle of the type described above, the liquid flowing into the liquid inlet and flowing out of the liquid outlet at an elevated temperature.
  • the liquid flowing out of the volume is preferably used for heating an interior of a motor vehicle, in particular a passenger compartment and / or for heating (or preheating) a drive element, in particular a motor and / or energy store (e.g. battery or accumulator of the
  • At least one deflection device in particular at least one partition, is preferably provided, so that from the liquid inlet to the
  • Liquid outlet flowing liquid is deflected (so that a
  • Flow path is enlarged compared to an electric heater without such a deflection device).
  • the volume (water-carrying area) is preferably formed by a container in which (at least in sections) the heating element or in particular the heating resistor is arranged.
  • the volume or the container can in particular be cuboid (possibly with rounded edges) or (circular) cylindrical.
  • the container can, if necessary
  • Flow channel walls and / or the partition wall can be formed in one piece (preferably monolithic).
  • the container can be composed of several elements (which in turn have at least parts of the
  • Flow channel walls and / or the partition in one piece are preferably formed monolithically) and / or containers and
  • Flow channel walls or deflection device are formed by separate components.
  • Deflection device can be (at least in sections) made of metal and / or plastic.
  • the liquid inlet and / or outlet preferably have a round cross section.
  • a heating element is to be understood in particular as an element which enables heating of a liquid in the volume, so that the temperature of the liquid when it emerges from the liquid outlet compared to the
  • Such a heating element is preferably leak-proof (that is to say in particular without fluid channels integrated therein).
  • the heating element is preferably an (electrical) heating resistor, that is to say a structure which heats up when an electrical current is applied, the heat then being able to be given off to the liquid in the volume.
  • An arrangement of the heating element in the volume is to be understood in particular as an arrangement in which the Heating element protrudes into an interior of the volume. However, this can also be an arrangement in which the heating element is arranged on an inner surface of a wall of the volume or is defined by the wall itself.
  • exactly one liquid inlet and one liquid outlet are provided. It is also conceivable that more than one liquid inlet and / or more than one liquid outlet is provided.
  • Liquid outlet to arrive. This should not (but can) preclude the fact that at least a small proportion of the liquid flowing through the volume can also flow directly from the liquid inlet to the liquid outlet (for example through a narrow opening in the
  • At least the majority of the liquid is said to pass through
  • Deflection device are forced to take a detour.
  • This detour should preferably be at least twice as large, more preferably at least three times as large as a (potential) direct path between the liquid inlet and the liquid outlet.
  • the partition wall can extend over at least 25%, still more preferably at least 50%, of a distance between two opposite (eg parallel) wall sections.
  • the deflection device can preferably extend over at least 25%, in particular at least 50%, of a length of the cylinder.
  • a preferred aspect of the invention is to force the liquid flowing through the volume through the deflection device (dividing wall) in a way so that a "shortening" of the liquid from the Liquid inlet to the liquid outlet (at least largely)
  • the heating element can be improved and flow can be defined.
  • the manner in which the heating element flows around is (at least
  • Heater can be used. Overall, the electric heater can be used variably.
  • the electric heater can be configured such that it can be vented in at least two, preferably at least three, different installation positions. According to a preferred concept of the invention, an electrical heating device is therefore proposed which is configured in such a way that it can be used in different ways
  • Installation positions (permanent) works, in particular can be vented.
  • the electric heater should be configured so that it can also be operated (efficiently) in the multiple installation positions, that is, a corresponding heat transfer can take place.
  • the electric heater is also configured so that it can be installed in the various installation positions (installation orientations). This presupposes appropriate assembly facilities, which also includes assembly in the case of multiple installation positions (installation orientations)
  • a first installation position can therefore initially be made possible.
  • a second installation position can therefore initially be made possible.
  • Installation position can be achieved if necessary by rotating the electric heater from the first installation position by 90 degrees.
  • a possibly third installation position can be achieved by rotating through 90 degrees from the second installation position about a second (different) axis.
  • the second axis is preferably perpendicular to the first axis.
  • the first axis can be parallel to a longitudinal extension of the electrical heater and the second axis perpendicular to it (that is, extend transversely).
  • electrical heaters in particular electrical parking heaters of the prior art
  • the type of configuration of the throughflow and the arrangement of the water connections in particular prevent the heater from being able to be installed in different positions. This limitation can now be overcome if necessary. in the In general, different installation positions mean different orientations of the electric heater with respect to the gravity vector.
  • liquid inlet and liquid outlet are preferably adjacent to one another.
  • liquid inlet and liquid outlet are preferably adjacent to one another.
  • Liquid outlet on the same side (for example in the same wall, in particular side wall) of the electric heater (or a container forming the volume) can be arranged. “Adjacent” is to be understood in particular as meaning a distance between the liquid inlet and the liquid outlet of less than 20 cm.
  • the liquid inlet and the liquid outlet can be arranged on a wall of the
  • Electric heater (or the volume) may be arranged, in particular at one end of such a longitudinal wall, which end can be defined by a range of 20% of the longitudinal extent (viewed from an end edge).
  • ventilation can be carried out effectively in various installation positions, and yet the electric heater can work efficiently, in particular if through
  • Deflection device in the various installation positions ensures sufficient flow around the heating element. Overall, efficient operation is in different installation positions, i.e. under more efficient
  • the liquid inlet and the liquid outlet can have a distance from one another which is (significantly) smaller than a maximum possible distance between two points within the volume, for example less than half, preferably less than a quarter, of this maximum possible distance from one another. With a (perfect) cuboid, for example, the maximum possible spacing of the room diagonals would correspond.
  • the liquid outlet is preferably arranged / can be arranged in at least three different installation positions either at the same height or above the liquid inlet.
  • the liquid outlet is preferably arranged / can be arranged in at least three different installation positions either at the same height or above the liquid inlet.
  • Liquid outlet in two installation positions at the level of the liquid inlet, and in a third installation position above the liquid inlet
  • liquid outlet and liquid inlet are preferably arranged at the same height of this wall or arranged such that a connecting line between liquid inlet and liquid outlet parallel to one
  • the flow path enlarged by the deflection device (dividing wall) can be at least 1.5 times, preferably at least twice, more preferably at least three times, as long as a distance between the liquid inlet and the liquid outlet.
  • the deflection device (partition) preferably extends within the volume over at least 50%, preferably at least 60%, still further preferably at least 70% of a (longitudinal) extension of the volume.
  • the deflection device divides the volume into two partial volumes, which are preferably connected to one another by at least one or exactly one connection opening.
  • connection opening can be further away from the liquid inlet than the liquid outlet (from the liquid inlet).
  • a heating element or a section of such can be arranged in both partial volumes.
  • a separation area defined by the partition preferably has an opening or openings of at most 20%, more preferably at most 10% (of the area). In other words, the interface is mostly tight. In a specific embodiment, the can only be at a distal end (pointing away from the liquid inlet)
  • Deflection device there is a breakthrough between the partial volumes. Possibly.
  • (at least smaller) openings can also be arranged further in the direction of the liquid inlet, for example to improve the ventilation and / or the inflow of individual areas of the heating element.
  • at least one tubular heater and / or at least one band / hose heater and / or at least one layer heater is provided as a heating element or part of the same.
  • a stratified heating system is, in particular, a heating element in which an electrical conductor is spread over a surface (for example at least 5 cm 2 or 10 cm 2 ) on a substrate (for example
  • Housing inner wall is applied and electrical current is applied for heating.
  • electrical current is applied for heating.
  • heaters that have an electrical heating layer that is present when an electrical
  • tubular heater allows in particular the implementation of a geometry that is easy to manufacture.
  • the heating element (the electrical heating resistor) can have a
  • Power supply of the motor vehicle can be supplied with electricity (for example a vehicle battery) and / or via an (external) power network.
  • the (total) volume (of the cooling water in the heater) can be at least
  • the partial volumes preferably each comprise at least 10%, more preferably at least 20%, even more preferably at least 40% of the (total) volume.
  • Heater half is fanned out and (in another heater half) merged again. All flow channels can run parallel to each other. Cross section and length of the flow channels (and thus the resulting pressure drop) can be suitable for a uniform or
  • the first heater half and the second heater half can be arranged side by side (in one plane) or one behind the other (in two planes lying parallel to one another).
  • Heater half can be realized.
  • a fanning out and re-merging of a plurality of through-flow channels according to the invention can be repeated at least once, that is to say that after merging, a plurality of (parallel-through-flow) through-flow channels is again arranged, ie the
  • Cooling water flow (again) fanned out and (again)
  • the first plurality is preferably before a deflection of the flow path and / or the second plurality after
  • the flow guidance can (at least essentially)
  • the (at least one) heating element can be meandering (meandering) in one plane.
  • the heating element can be designed so that it is in the respective
  • Flow channel is added in sections. If the heating element is, for example, meandering, then in particular straight sections can be accommodated at least predominantly (possibly completely) in an assigned flow channel. According to the embodiment, exactly such a straight section is accommodated in exactly one flow channel. The number of such straight sections can thus correspond to the number of flow channels.
  • Several heating elements can be provided, for example one each
  • the heating element can be guided in at least 40% of its total length (in the cooling water) in the (assigned) flow channels.
  • the cooling element can flow against the heating element, in particular, along the flow channels.
  • the heating element can be tubular / tubular / wire or thread-like (at least in principle one-dimensional).
  • the heating element can be supplied with electrical voltage for heating purposes and thus can be traversed by electrical current.
  • the cooling water inlet or outlet can be implemented in different ways (for example above and below; rear and front; or on the same side).
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a heating element configuration, on the one hand, and a fluid guide configuration, on the other hand;
  • Fig. 2 shows another representation of the heating element configuration
  • Fig. 3 shows a variant of Fig. 2
  • Fig. 4 shows an embodiment of a heater according to the invention in one
  • Fig. 5 shows another embodiment of a heater according to the invention in an exploded view.
  • the same reference numbers are used for the same and equivalent parts.
  • FIG. 1 shows (left) a schematic illustration of two meandering heating elements 10a, 10b.
  • the heating elements 10a, 10b have straight sections 11 which are connected to one another via deflections 12.
  • a fluid guide 15 is shown schematically on the right side in FIG. 1.
  • the fluid guide 15 has a first connection 13 and a second connection 14.
  • the first connection 13 can be a liquid inlet.
  • the fluid guide 15 (after the first connection) has one
  • FIG. 2 shows the structures according to FIG. 1, but at least in schematic terms in a specific position with respect to one another.
  • FIG. 3 shows a representation according to FIG. 2, however (which can be seen from the arrows symbolizing the liquid flow) liquid inlet or liquid outlet are interchanged.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a heater according to the invention in an exploded view.
  • a housing 28 of the heater is formed here by two half-shells 19, 20 which define a water-carrying volume 32.
  • the half-shells 19, 20 are configured as mirror images of one another.
  • Half-shells 19, 20 have (first) rib-like projections 21 on one
  • the (first) projections 21 of the two half-shells 19, 20 complement each other so that they can be flowed through in parallel
  • Flow channels 23 are formed. Further (second) projections 24 (one each formed on both half-shells 19, 20) define one (here two-part) deflection element 25, so that a main flow direction is rotated by 180 °.
  • the (first) projections 21 or the flow channel walls defined by the (first) projections 21 can be integrally formed on the half-shells 19, 20.
  • the flow channel walls are at least partially formed by structures which are an integral (monolithic) component of a housing part and can preferably be produced by deep drawing.
  • the (first) projections 21 are of equal length in the embodiment according to FIG. 4 (namely both in a first partial volume 26 with one another and in a second partial volume 27 with one another).
  • the (respective second) protrusion 24 is longer than the (respective first) protrusions 21 (can be formed, for example, by at least 10% or at least 20% longer).
  • liquid can touch both ends of the projections 21, but only one end of the projection 24 (which adjoins an inner wall of the housing at its other end).
  • the embodiment according to FIG. 5 differs from the embodiment according to FIG. 4, inter alia in that rib-like projections 21 or (only) one rib-like projection 24 (deflection element 25) is formed only on one housing part (namely a housing shell 29) , These projections are closed off by a cover 30, so that there is a total of
  • inward-facing pins 31 (separately, arranged to the projections 21, in particular upstream and / or downstream, or integrated therein; in FIG. 4 on both half-shells in FIG. 5) of the housing shell and on the cover) for a further improved liquid flow and optional swirling to improve the heat transfer.
  • the respective opposite projections 21 in the embodiment according to FIG. 4 can be in contact (sealing) with one another or in connection or can be spaced apart from one another.
  • the projections 21 in the embodiment according to FIG. 5 can be (tightly) connected to or from the cover

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Volumen zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen Flüssigkeitseingang (13) und einen Flüssigkeitsausgang (14) derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (13) in das Volumen einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang (14) ausströmbar ist, wobei in dem Volumen mindestens ein Heizelement (10a, 10b), insbesondere ein elektrischer Heizwiderstand, angeordnet ist, wobei das Volumen mindestens zwei parallel-durchströmbare Durchströmungskanäle (23) aufweist.

Description

Elektrisches Heizgerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes.
Elektrische Heizgeräte für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Standheizungen, sind allgemein bekannt. Derartige Heizgeräte können einen wasserführenden Bereich (Volumen) mit einer Hauptströmungsrichtung aufweisen. Weiterhin sind dem wasserführenden Bereich Wasseranschlüsse zugeordnet, die es erlauben, Wasser in den wasserführenden Bereich hinein- und aus diesem hinauszuleiten. Bei derartigen Wasserheizgeräten handelt es sich um eine Alternative zu
Luftheizgeräten. Bekannte Wasserheizgeräte können beispielsweise in den „Kühlwasserkreislauf' eines Fahrzeugs integriert sein, wobei ggf. ein Wasser- Glykol-Gemisch zirkulieren kann. Die im Wasserheizgerät freigesetzte Wärme wird dabei von einer Wärmequelle an das Kühlwasser übergeben. Dies kann in einem Wärmeübertrager und/oder innerhalb eines Gehäuses erfolgen.
Aus DE 10 2009 038 978 Al sind beispielsweise mäanderförmige
Kühlwasserführungen bekannt. Aus DE 20 2017 103 969 Ul ist ein elektrisches Heizgerät für ein Kraftfahrzeug bekannt, das ein Volumen zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit aufweist, wobei in dem Volumen mindestens ein mäandrierender Heizwiderstand vorgesehen ist, wobei eine Trennwand vorgesehen ist derart, dass von einem Flüssigkeitseingang zu einem Flüssigkeitsausgang strömende Flüssigkeit umgelenkt wird, so dass ein
Strömungsweg vergrößert wird. Durch die Trennwand wird das Volumen in zwei Teilvolumina unterteilt, die von den Strömungsflüssigkeitsteilchen nacheinander durchströmt werden.
Im Stand der Technik wird grundsätzlich die Effizienz des Wärmeeintrags (von der Heizeinheit auf das zu wärmende Fluid) als verbesserungswürdig angesehen.
Auch werden Material-, Bearbeitungs- und Fertigungsaufwand (insbesondere aufgrund von teilweise aufwändigen Dichtkonzepten) als verbesserungswürdig angesehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein elektrisches Heizgerät vorzuschlagen, das mit möglichst geringem Aufwand einen effizienten Übertrag von (elektrisch) erzeugter Wärme auf das zu wärmende Fluid ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein elektrisches Heizgerät für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, gelöst, umfassend ein Volumen zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen
Flüssigkeitseingang und einen Flüssigkeitsausgang derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang in das Volumen einströmbar ist und über den
Flüssigkeitsausgang ausströmbar ist, wobei in dem Volumen mindestens ein elektrisches Heizelement, insbesondere ein elektrischer Heizwiderstand, angeordnet ist, wobei das Volumen mindestens zwei (fluidtechnisch) parallel- durchströmbare Durchströmungskanäle aufweist.
Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, das zu durchströmende Volumen in mindestens zwei fluidtechnisch parallel-geschaltete Durchströmungskanäle
(zumindest teilweise) aufzuteilen. Dadurch kann der Wärmeeintrag, insbesondere lokal, verbessert werden. Probleme mit lokalen Überhitzungen oder
Totwassergebieten können reduziert bzw. behoben werden. Insbesondere kann eine Strömungsführung (für das zu wärmende Fluid, insbesondere Kühlwasser) und ein Wärmeeintrag (durch das Heizelement) effizient aufeinander abgestimmt werden. Insgesamt ist ein verbesserter Wärmeeintrag in das zu erwärmende Fluid (Kühlwasser) möglich und zwar insbesondere aufgrund einer Abstimmung von Strömungsführung und Heizelementkonfiguration (Heizelementform bzw. - Verlegung). Insbesondere bei einem (optional) symmetrischen Aufbau sind Kühlwassereintritt und -austritt variabel (beliebig) wählbar, was die Flexibilität beim Kunden verbessert. In vorteilhafter Art und Weise kann eine Konfiguration in Flachbauweise durchgeführt werden, was Vorteile beim„packaging"
(insbesondere kundenseitig) bietet. Die Skalierbarkeit ist vergleichsweise gut. Zuletzt kann eine ggf. benötigte bzw. vorhandene Sensorik vergleichsweise einfach angebunden werden.
Die mindestens zwei (parallel-durchströmbaren) Durchströmungskanäle sind vorzugsweise zumindest über einen überwiegenden Teil (über mehr als 50 %) ihrer Länge gegeneinander (ggf. fluiddicht) abgegrenzt. Eine Länge des
(jeweiligen) Durchströmungskanals ist vorzugsweise mindestens 3-mal, weiter vorzugsweise mindestens 5-mal, noch weiter vorzugsweise mindestens 7-mal so lang wie ein Durchmesser des Durchströmungskanals (wenn der Durchmesser über die Länge schwankt, soll hier insbesondere der maximale Durchmesser herangezogen werden). Ein Querschnitt des (jeweiligen) Durchströmungskanals kann konstant sein, sich jedoch auch ggf. über die Länge des
Durchströmungskanals ändern. Insgesamt können mehr als zwei (beispielsweise mindestens 3 oder 4 oder mindestens 5) Durchströmungskanäle vorgesehen sein (die insbesondere wie weiter oben und nachfolgend für die„mindestens zwei" Durchströmungskanäle beschrieben, ggf. auch in ihrem Verhältnis zueinander, ausgebildet sein können).
Vorzugsweise ist in dem Volumen mindestens ein Umlenkelement, insbesondere mindestens eine Trennwand, vorgesehen derart, dass vom Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang strömende Flüssigkeit (vorzugsweise um zumindest annähernd 180°) umgelenkt wird, so dass ein Strömungsweg vergrößert ist. Durch ein derartiges Umlenkelement kann eine Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Fluid (Kühlwasser) weiter verbessert werden.
Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang können zueinander benachbart angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang auf derselben Seite des elektrischen Heizgerätes angeordnet sein. Grundsätzlich kann genau ein Flüssigkeitseingang (oder alternativ mehrere Flüssigkeitseingänge) vorgesehen sein. Es kann (genau) ein oder mehrere
Flüssigkeitsausgänge vorgesehen sein. Flüssigkeitseingang und
Flüssigkeitsausgang können festgelegt sein (derart, dass der Flüssigkeitseingang nicht als Flüssigkeitsausgang verwendbar ist). Im Allgemeinen sind jedoch Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang vertauschbar, so dass das Fluid von einem ersten Flüssigkeitsdurchtritt (z. B. Flüssigkeitseingang) zu einem zweiten Flüssigkeitsdurchtritt (z. B. Flüssigkeitsausgang) oder auch umgekehrt strömen kann.
Unter einem elektrischen Heizgerät ist insbesondere eine Baugruppe zu
verstehen, die vorzugsweise durch ein (gemeinsames) Gehäuse definiert wird.
Die mindestens zwei Durchströmungskanäle können sich (jeweils) über
mindestens ein Viertel, vorzugsweise mindestens eine Hälfte des Volumens erstrecken. An dieser Stelle soll insbesondere eine Erstreckung des jeweiligen Durchströmungskanals (in Strömungsrichtung) in Bezug zu einem Durchmesser des Volumens in eine Richtung, die durch die Erstreckung des
Durchströmungskanals (oder zumindest einen überwiegenden Abschnitt des Durchströmungskanals) vorgegeben ist, gesetzt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann sich der (jeweilige) Durchströmungskanal über mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 20 % eines (minimalen)
Strömungsweges eines einzelnen Fluidteilchens erstrecken. Unter einem
(minimalen) Strömungsweg eines einzelnen Fluidteilchens ist ein gedachter Strömungsweg zu verstehen, der dadurch definiert ist, dass er die geringste Strecke darstellt, die ein einzelnes Fluidteilchen zurücklegen muss, um vom Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang (durch den jeweiligen
Durchströmungskanal hindurch) zu gelangen. Alternativ oder zusätzlich kann sich eine Strömungstrennung (also ein Bereich bzw. Abschnitt, in dem das Volumen in Form der Durchströmungskanäle aufgezweigt ist) über mindestens 50 % des gesamten (minimalen) Strömungsweges erstrecken. In diesem Zusammenhang ist unter dem (minimalen) Strömungsweg vorzugsweise der gedachte Weg eines Fluidteilchens zu verstehen, bei dem das Fluidteilchen die geringste Strecke von einem Flüssigkeitseingang zu einem Flüssigkeitsausgang zurücklegen muss (und zwar über einen der beiden zu vergleichenden Durchströmungskanäle bzw. denjenigen der beiden Durchströmungskanäle, bei dem die Strecke im Vergleich zum anderen Durchströmungskanal geringer ist, wenn hier ein Unterschied vorliegt; ggf. kann hier auch ein arithmetisches Mittel der minimalen
Strömungswege durch beide zu vergleichenden Durchströmungskanäle
herangezogen werden).
In Ausführungsformen sind die mindestens zwei Durchströmungskanäle durch mindestens eine (gemeinsame) Wandung voneinander getrennt. Die Wandung kann vorzugsweise (an einer oder beiden Seiten) zumindest im Wesentlichen plan ausgebildet sein und/oder per se (zumindest im Wesentlichen) dicht (also insbesondere ohne Hohlräume) ausgebildet sein. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine Realisierung der mindestens zwei
Durchströmungskanälen erfolgen. Die Wandung kann eine Dicke aufweisen, die weniger als 150 %, vorzugsweise weniger als 135 % eines Durchmessers eines benachbarten (oder beider benachbarter) Durchströmungskanäle beträgt.
Die mindestens zwei Durchströmungskanäle können (jeweils) zumindest teilweise durch mindestens einen an einem Gehäuseteil und/oder einem Innenteil gebildeten, insbesondere rippenartigen, Vorsprung begrenzt sein. Bei dem
Vorsprung handelt es sich vorzugsweise um einen gemeinsamen Vorsprung, der beiden Durchströmungskanälen zugeordnet ist (bzw. beide Durchströmungskanäle zumindest mit-definiert). Bei dem Gehäuseteil handelt es sich vorzugsweise um ein schalenförmiges Teil und/oder ein Deckelelement. Konkret kann der
(jeweilige) Vorsprung an einer Innenfläche des Gehäuses angeordnet sein. Unter einem Innenteil ist insbesondere ein Teil zu verstehen, das innerhalb eines umgebenden Gehäuses liegt, wie beispielsweise eine innerhalb des Gehäuses liegende Platte oder (sonstige) Wand. In Ausführungsformen können die rippenartigen Vorsprünge nur an einem von zwei gegenüberliegenden
Gehäuseteilen angeordnet sein oder an beiden, sich ggf. (jeweils) berührend.
Die mindestens zwei Durchströmungskanäle verlaufen zumindest abschnittsweise (zumindest im Wesentlichen) geometrisch parallel zueinander. Dadurch kann eine effektive Fluidführung und gleichzeitig ein effektiver Wärmeübertrag ermöglicht werden. Das mindestens eine Heizelement ist vorzugsweise mäandrierend (mäander- förmig) ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das mindestens eine
Heizelement innerhalb einer (vorzugsweise zu einer Strömungsrichtung durch die Strömungskanäle parallel liegenden) Ebene ausgebildet. Unter einer Ausbildung in einer Ebene ist insbesondere zu verstehen, dass die (jeweiligen) Mittenlinien (die zentral bzw. mittig durch den jeweiligen Durchströmungskanal in jeweiliger Strömungsrichtung verlaufen) in einer Ebene liegen. Dadurch kann eine
vergleichsweise effektive Konfiguration des Heizgerätes realisiert werden.
Das mindestens eine Heizelement ist ausführungsgemäß zumindest teilweise in beiden Durchströmungskanälen angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind beide Durchströmungskanäle zumindest teilweise durch das mindestens eine
Heizelement begrenzt. Insoweit hier (bzw. weiter oben und im Nachfolgenden) von mindestens einem Heizelement die Rede ist, ist dies insbesondere als abkürzende Schreibweise für genau ein Heizelement oder mindestens eines von mehreren Heizelementen oder sämtliche von mehreren Heizelementen zu verstehen. Unter einer Anordnung in dem (jeweiligen) Durchströmungskanal ist vorzugsweise zu verstehen, dass das Heizelement so in dem jeweiligen
Durchströmungskanal angeordnet ist, dass es in vollem Umfang von dem zu erwärmenden Fluid umströmbar ist bzw. dass es keinen Kontakt mit den jeweiligen Durchströmungskanal definierenden Wänden aufweist. Alternativ kann jedoch auch ein Kontakt des mindestens einen Heizelementes zu einer
Durchströmungskanal-Wand vorliegen bzw. das Heizelement dann die
Durchströmungskanal-Wand zumindest teilweise ausbilden (begrenzen).
Vorzugsweise ist das mindestens eine Heizelement (zumindest abschnittsweise, insbesondere über einen überwiegenden Abschnitt) längs anströmbar ausgebildet. Unter einer längs anströmbaren Ausbildung ist vorzugsweise zu verstehen, dass das zu wärmende Fluid im Betrieb des Heizgerätes parallel zu einer
Vorzugsrichtung des jeweiligen Heizelementes bzw. in axialer Richtung (parallel zu einer Mittenachse des betrachteten Abschnittes) strömt.
Das mindestens eine Heizelement kann zumindest im Wesentlichen
eindimensional ausgebildet sein. Unter einer eindimensionalen Ausbildung ist insbesondere zu verstehen, dass das Heizelement keine Verzweigungen aufweist. Konkret kann das Heizelement rohr-, schlauch-, draht- und/oder fadenförmig ausgebildet sein.
Das Heizelement ist vorzugsweise ohne Hohlraum ausgebildet, kann jedoch einen solchen aufweisen.
In Ausführungsformen kann das mindestens eine Heizelement mehrschichtig und/oder schalenförmig ausgebildet sein und/oder eine Füllung umfassen.
Das Volumen kann in Ausführungsformen durch zwei zumindest im Wesentlichen spiegelbildlich (zumindest insoweit es eine innere Geometrie betrifft, die mit dem zu erwärmenden Fluid in Kontakt kommt) geformte (Halb-) Schalen ausgebildet sein. Die (Halb-) Schalen können insofern geometrisch ähnlich oder identisch sein. Eine Trenn- bzw. Verschlussebene ist dann vorzugsweise mittig.
Das Volumen kann eine Schale aufweisen, die durch einen Deckel abgeschlossen ist. Das Heizelement liegt dann vorzugsweise (vollständig) in der Schale, die ggf. auch die Durchströmungskanäle (vollständig) ausformt. Der Deckel (insbesondere als eine zumindest im Wesentlichen ebene Abdeckplatte ausgebildet) kann die Schale abschließen. Eine Trenn- bzw. Verschlussebene ist hier außermittig
(dezentral).
Die mindestens zwei Durchströmungskanäle können gleichlang sein oder eine unterschiedliche Länge aufweisen. Wenn die den jeweiligen Durchströmungskanal definierende Wandung keine konstante Länge aufweist, gilt hier insbesondere die Länge desjenigen Wandungsabschnittes mit der kürzesten Erstreckung. Dies ist beispielsweise dann relevant, wenn ein Durchströmungskanal (unter anderem) durch zwei, beispielsweise parallele, Wandungen definiert wird, die
unterschiedlich lang sind. Insbesondere bei Ausführungsformen mit
Umlenkelement kann (mindestens) ein weiter außenliegender
Durchströmungskanal länger sein als ein weiter innenliegender
Durchströmungskanal.
Die mindestens zwei Durchströmungskanäle können den gleichen oder einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. Die mindestens zwei Durchströmungskanäle können einen runden oder
vieleckigen, insbesondere zumindest im Wesentlichen viereckigen oder
sechseckigen (z. B. rechteckigen oder quadratischen oder trapezförmigen oder wabenförmigen) Querschnitt aufweisen. Bei einem vieleckigen (z. B. viereckigen) Querschnitt ist die längste Seite vorzugsweise maximal 4-mal, weiter
vorzugsweise maximal 3-mal so lang, wie die kürzeste Seite. Im Allgemeinen kann ein maximaler Durchmesser des (jeweiligen) Querschnitts weniger groß als ein 4- faches, vorzugsweise 3-faches eines Durchmessers des Querschnitts senkrecht auf den maximalen Durchmesser. Die hier gemachten optionalen Vorgaben gelten bei einem (über die Länge) variierendem Querschnitt zumindest für einen, ggf. für mehrere oder alle, Querschnitt(e).
Ein Querschnittsrand eines (jeweiligen) Querschnittes des jeweiligen
Durchströmungskanals kann über zumindest 50 % der Länge des
Durchströmungskanals (zumindest im Wesentlichen) geschlossen sein (so dass im Bereich dieses Querschnitts kein Fluid aus dem Durchströmungskanal
beispielsweise in einen anderen Durchströmungskanal gelangen kann) oder offen (z. B. über mindestens 5 % seiner Länge und/oder höchstens 50 % seiner Länge). Im Wesentlichen geschlossen soll vorzugsweise bedeuten, dass dies für zumindest 90 % des Querschnittsrandes des (jeweils betrachteten) Querschnittes, insbesondere 99 % gilt.
Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fahrzeug,
insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend ein elektrisches Heizgerät der obigen Art.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes der oben beschriebenen Art oder eines Kraftfahrzeuges der oben beschriebenen Art, wobei die Flüssigkeit in den Flüssigkeitseingang einströmt und aus dem Flüssigkeitsausgang mit erhöhter Temperatur ausströmt. Die aus dem Volumen ausströmende Flüssigkeit, wird vorzugsweise zur Aufwärmung eines Innenraumes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Fahrgastzelle und/oder zur Erwärmung (oder Vorerwärmen) eines Antriebselementes, insbesondere Motors und/oder Energiespeichers (z. B. Batterie oder Akkumulator des
Kraftfahrzeugs) verwendet. Vorzugsweise ist mindestens eine Umlenkeinrichtung, insbesondere mindestens eine Trennwand, vorgesehen, so dass vom Flüssigkeitseingang zum
Flüssigkeitsausgang strömende Flüssigkeit umgelenkt wird (so dass ein
Strömungsweg vergrößert ist im Vergleich zu einem elektrischen Heizgerät ohne derartige Umlenkeinrichtung).
Das Volumen (wasserführender Bereich) wird vorzugsweise durch einen Behälter gebildet, in dem (zumindest abschnittsweise) das Heizelement bzw. insbesondere der Heizwiderstand angeordnet ist. Das Volumen bzw. der Behälter kann insbesondere quaderförmig (ggf. mit abgerundeten Kanten) oder (kreis-) zylindrisch ausgebildet sein. Der Behälter kann ggf. mit
Durchströmungskanalwänden und/oder der Trennwand einstückig (vorzugsweise monolithisch) ausgebildet sein. Alternativ kann sich der Behälter aus mehreren Elementen zusammensetzen (die wiederum zumindest mit Teilen der
Durchströmungskanalwände und/oder der Trennwand einstückig, vorzugswiese monolithisch ausgebildet sind) und/oder es können Behälter und
Durchströmungskanalwände bzw. Umlenkeinrichtung (Trennwand) durch separate Bauteile gebildet werden.
Der Behälter und/oder die Durchströmungskanalwände und/oder die
Umlenkeinrichtung (Trennwand) kann/können (zumindest abschnittsweise) aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt sein.
Flüssigkeitseingang und/oder -ausgang weisen vorzugsweise einen runden Querschnitt auf.
Unter einem Heizelement ist insbesondere ein Element zu verstehen, das ein Aufheizen einer Flüssigkeit in dem Volumen ermöglicht, so dass die Temperatur der Flüssigkeit bei Austritt aus dem Flüssigkeitsausgang gegenüber der
Temperatur beim Eintritt durch den Flüssigkeitseingang erhöht ist. Ein derartiges Heizelement ist vorzugsweise dicht (also insbesondere ohne darin integrierte Fluidkanäle ausgebildet). Bevorzugt handelt es sich bei dem Heizelement um einen (elektrischen) Heizwiderstand, also eine Struktur, die sich bei Anlegen eines elektrischen Stroms erwärmt, wobei die Wärme dann an die Flüssigkeit in dem Volumen abgegeben werden kann. Unter einer Anordnung des Heizelementes in dem Volumen ist insbesondere eine Anordnung zu verstehen, bei der das Heizelement in ein Inneres des Volumens hineinragt. Es kann sich dabei jedoch auch um eine Anordnung handeln, bei der das Heizelement an einer Innenfläche einer Wandung des Volumens angeordnet ist oder durch die Wandung selbst definiert wird.
In einer konkreten Ausführungsform ist genau ein Flüssigkeitseingang und ein Flüssigkeitsausgang vorgesehen. Es ist auch vorstellbar, dass mehr als ein Flüssigkeitseingang und/oder mehr als ein Flüssigkeitsausgang vorgesehen ist.
Unter einer Umlenkung durch die Umlenkeinrichtung (Trennwand) ist
insbesondere zu verstehen, dass ein direkter Weg zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang durch die Trennwand zumindest teilweise versperrt wird, so dass die Flüssigkeit zumindest teilweise auf einen Umweg gezwungen wird, um beim Durchströmen des Volumens vom Flüssigkeitseingang zum
Flüssigkeitsausgang zu gelangen. Dadurch soll nicht (kann aber) ausgeschlossen sein, dass zumindest ein kleiner Anteil der durch das Volumen strömenden Flüssigkeit auch auf direktem Weg von Flüssigkeitseingang zu Flüssigkeitsausgang strömen kann (beispielsweise durch eine schmale Öffnung in der
Umlenkeinrichtung, die es einem zumindest kleinen Teil der Flüssigkeit erlaubt, ohne Umweg vom Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang zu strömen).
Zumindest der überwiegende Teil der Flüssigkeit soll jedoch durch die
Umlenkeinrichtung (Trennwand) auf einen Umweg gezwungen werden. Dieser Umweg soll vorzugsweise mindestens doppelt so groß, weiter vorzugsweise mindestens dreimal so groß sein, wie ein (potentieller) direkter Weg zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang. In konkreten Ausgestaltungen kann sich die Trennwand über mindestens 25 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 50 % eines Abstandes zwischen zwei sich gegenüberliegenden (z. B. parallel verlaufenden) Wandabschnitten erstrecken. Bei einer beispielsweise (kreis- zylindrischen Ausgestaltung kann sich die Umlenkeinrichtung (Trennwand) vorzugsweise über mindestens 25 %, insbesondere mindestens 50 % einer Länge des Zylinders erstrecken.
Ein bevorzugter Aspekt der Erfindung liegt darin, die durch das Volumen strömende Flüssigkeit durch die Umlenkeinrichtung (Trennwand) auf einen Weg zu zwingen, so dass eine„Abkürzung" der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang (zumindest weitgehend)
ausgeschlossen ist. Dadurch kann (insbesondere unabhängig von einer
Einbaulage) das Heizelement verbessert und definiert umströmt werden. Die Art und Weise der Umströmung des Heizelements wird damit (zumindest
weitestgehend) unabhängig von der Einbaulage. Dennoch kann auch in
verschiedenen (z. B. zwei oder drei verschiedenen) Einbaulagen eine ausreichende Entlüftung ermöglicht werden. Insgesamt kann damit zur Verfügung stehender Bauraum effizienter (durch entsprechende Orientierung des elektrischen
Heizgerätes) ausgenutzt werden. Insgesamt kann das elektrische Heizgerät variabel eingesetzt werden.
Das elektrische Heizgerät kann derart konfiguriert sein, dass es in mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei verschiedenen Einbaulagen entlüftbar ist. Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung wird also ein elektrisches Heizgerät vorgeschlagen, das so konfiguriert ist, dass es in verschiedenen
Einbaulagen (dauerhaft) funktioniert, insbesondere entlüftet werden kann.
Weiterhin soll das elektrische Heizgerät so konfiguriert sein, dass es auch in den mehreren Einbaulagen (effizient) betrieben werden kann, also ein entsprechender Wärmeübertrag stattfinden kann. Zuletzt ist das elektrische Heizgerät auch so konfiguriert, dass es in den verschiedenen Einbaulagen (Einbauorientierungen) montierbar ist. Dies setzt entsprechende Montageeinrichtungen voraus, die bei den mehreren Einbaulagen (Einbauorientierungen) auch eine Montage
ermöglichen. Dabei ist zu beachten, dass in verschiedenen Einbaulagen
verschiedene Kräfte wirken, da die Schwerkraft immer nach unten gerichtet ist.
Es kann also zunächst eine erste Einbaulage ermöglicht sein. Eine zweite
Einbaulage kann ggf. durch Rotation des elektrischen Heizgerätes aus der ersten Einbaulage um 90 Grad erreicht werden. Eine gegebenenfalls dritte Einbaulage kann durch Rotation um 90 Grad aus der zweiten Einbaulage um eine zweite (abweichende) Achse erreicht werden. Die zweite Achse ist vorzugsweise senkrecht auf der ersten Achse. Beispielsweise kann die erste Achse parallel zu einer Längserstreckung des elektrischen Heizgerätes sein und die zweite Achse senkrecht dazu (sich also quer erstrecken). Bei elektrischen Heizgeräten, insbesondere elektrischen Standheizungen des Standes der Technik verhindert insbesondere die Art der Konfiguration der Durchströmung sowie die Anordnung der Wasseranschlüsse, dass verschiedene Einbaulagen des Heizgerätes realisiert werden können. Diese Einschränkung kann nun ggf. überwunden werden. Im Allgemeinen sind unter verschiedenen Einbaulagen verschiedene Orientierungen des elektrischen Heizgerätes in Bezug auf den Schwerkraftvektor gemeint.
Vorzugsweise sind Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang einander benachbart. Alternativ oder zusätzlich können Flüssigkeitseingang und
Flüssigkeitsausgang auf derselben Seite (beispielsweise in derselben Wand, insbesondere Seitenwand) des elektrischen Heizgerätes (bzw. eines das Volumen ausbildenden Behälters) angeordnet sein. Unter„einander benachbart" ist insbesondere ein Abstand zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang von weniger als 20 cm zu verstehen. Beispielsweise können Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang auf einer sich längs erstreckenden Wand des
elektrischen Heizgeräts (bzw. des Volumens) angeordnet sein, insbesondere an einem Ende einer solchen Längswand, wobei dieses Ende durch einen Bereich von 20 % der Längserstreckung (von einer Endkante aus gesehen) definiert sein kann. Durch eine derartige Anordnung kann einerseits effektiv eine Entlüftung in verschiedenen Einbaulagen durchgeführt werden und dennoch kann das elektrische Heizgerät effizient arbeiten, insbesondere wenn durch die
Umlenkeinrichtung (Trennwand) in den verschiedenen Einbaulagen eine ausreichende Umströmung des Heizelementes gewährleistet ist. Insgesamt ist ein effizienter Betrieb in verschiedenen Einbaulagen, also unter effizienter
Ausnutzung eines zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht.
Der Flüssigkeitseingang und der Flüssigkeitsausgang können einen Abstand zueinander aufweisen, der (deutlich) kleiner ist als ein maximal möglicher Abstand zweier Punkte innerhalb des Volumens, beispielsweise weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel, dieses maximal möglichen Abstandes zueinander aufweisen. Bei einem (perfekten) Quader entspräche beispielsweise der maximal mögliche Abstand der Raumdiagonalen.
Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsausgang in mindestens drei verschiedenen Einbaulagen entweder auf gleicher Höhe oder oberhalb des Flüssigkeitseingangs angeordnet/anordenbar. In einer konkreten Ausführungsform ist der
Flüssigkeitsausgang in zwei Einbaulagen auf Höhe des Flüssigkeitseinganges, und in einer dritten Einbaulage oberhalb des Flüssigkeitseinganges
angeordnet/anordenbar. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein effektiver Betrieb und auch eine Entlüftung in drei verschiedenen Einbaulagen ermöglicht sein.
Wenn Flüssigkeitsausgang und Flüssigkeitseingang auf derselben Wand
(beispielsweise im Falle eines Quaders auf derselben Seitenwand oder im Falle eines Zylinders auf der Mantelfläche) des Volumens angeordnet sind, sind Flüssigkeitsausgang und Flüssigkeitseingang vorzugsweise auf derselben Höhe dieser Wand angeordnet bzw. so angeordnet, dass eine Verbindungslinie zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang parallel zu einer
Wandgrenze verläuft.
Der durch die Umlenkeinrichtung (Trennwand) vergrößerte Strömungsweg kann mindestens 1,5-fach, vorzugsweise mindestens doppelt, weiter vorzugsweise mindestens dreimal, so lang sein, wie ein Abstand zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang.
Vorzugsweise erstreckt sich die Umlenkeinrichtung (Trennwand) innerhalb des Volumens über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 60 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 70 % einer (Längs-)Erstreckung des Volumens.
In einer konkreten Ausführungsform trennt die Umlenkeinrichtung (Trennwand) das Volumen in zwei Teilvolumina, die vorzugsweise durch mindestens eine oder genau eine Verbindungsöffnung miteinander verbunden sind. Die
Verbindungsöffnung kann weiter von dem Flüssigkeitseingang entfernt sein als der Flüssigkeitsausgang (von dem Flüssigkeitseingang). Alternativ oder zusätzlich kann in beiden Teilvolumina ein Heizelement oder ein Abschnitt eines solchen angeordnet sein. Eine durch die Trennwand definierte Trennungsfläche weist vorzugsweise über höchstens 20 %, weiter vorzugsweise höchstens 10 % (der Fläche) eine Öffnung bzw. Öffnungen auf. Mit anderen Worten ist die Trennfläche überwiegend dicht. In einer konkreten Ausführungsform kann ausschließlich an einem distalen (von dem Flüssigkeitseingang wegweisenden) Ende der
Umlenkeinrichtung (Trennwand) ein Durchbruch zwischen den Teilvolumina vorliegen. Ggf. können jedoch (zumindest kleinere) Durchbrüche auch weiter in Richtung Flüssigkeitseingang angeordnet sein, beispielsweise zur Verbesserung der Entlüftung und/oder der Anströmung einzelner Bereiche des Heizelementes. Vorzugsweise ist mindestens ein Rohrheizkörper und/oder mindestens eine Band- /Schlauchheizung und/oder mindestens eine Schichtheizung als Heizelement oder Bestandteil desselben vorgesehen. Unter einem Rohrheizkörper kann
insbesondere ein mäandrierender und/oder schrauben- und/oder spiralförmiger Verlauf eines (ggf. dichten, also ohne innere Fluidkanäle ausgebildeten) elektrischen Leiters verstanden werden. Eine Schichtheizung ist insbesondere ein Heizelement, bei dem ein elektrischer Leiter flächig (über beispielsweise mindestens 5 cm2 oder 10 cm2) auf einen Untergrund (beispielsweise
Gehäuseinnenwand) aufgetragen ist und zur Aufheizung elektrischer Strom angelegt wird. Beispielhaft sei diesbezüglich auf WO 2013/186106 Al und WO 2013/030048 Al verwiesen. Dort werden Heizungen beschrieben, die eine elektrische Heizschicht aufweisen, die sich bei Anliegen einer elektrischen
Spannung (bzw. dem Fließen eines elektrischen Stroms) erwärmt. Die
Verwendung eines Rohrheizkörpers erlaubt insbesondere die Umsetzung einer einfach zu fertigenden Geometrie.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines
Heizgerätes der oben beschriebenen Art für ein Elektromobil oder Hybridfahrzeug und/oder als Vorwärmeinrichtung und/oder Zuheizeinrichtung, insbesondere als Standheizung, vorgeschlagen.
Das Heizelement (der elektrische Heizwiderstand) kann über eine
Stromversorgung des Kraftfahrzeuges mit Strom versorgt werden (beispielsweise eine Fahrzeugbatterie) und/oder über ein (externes) Stromnetz.
Das (Gesamt-) Volumen (des Kühlwassers im Heizgerät) kann mindestens
120 cm3, vorzugsweise mindestens 240 cm3 umfassen. Die Teilvolumina umfassen vorzugsweise jeweils mindestens 10 %, weiter vorzugsweise mindestens 20 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 40 % des (Gesamt-) Volumens. Insgesamt wird vorgeschlagen, eine Kühlwasserströmung zu ermöglichen, die auf einer Mehrzahl von Durchströmungskanälen (insbesondere in einer ersten
Heizgeräthälfte) aufgefächert und (in einer weiteren Heizgeräthälfte) wieder zusammengeführt wird. Sämtliche Durchströmungskanäle können zueinander parallel verlaufen. Querschnitt und Länge der Durchströmungskanäle (und somit der resultierende Druckverlust) kann passend für eine gleichmäßige oder
(ggf. gezielt) ungleichmäßige Aufteilung des Kühlwasservolumenstroms ausgelegt werden. Die erste Heizgeräthälfte und die zweite Heizgeräthälfte können nebeneinander (in einer Ebene) oder hintereinander (in zwei parallel zueinander liegenden Ebenen) angeordnet sein.
Es kann eine (zumindest im Wesentlichen) 180°-Änderung einer Haupt- Strömungsrichtung (Strömungsrichtungsvektor) von Durchströmungskanälen der ersten Heizgeräthälfte zu den Durchströmungskanälen der zweiten
Heizgeräthälfte realisiert sein.
Generell kann eine erfindungsgemäße Auffächerung und Wiederzusammenführung einer Mehrzahl von Durchströmungskanälen zumindest einmal wiederholt werden, das heißt, dass nach Zusammenführung wiederum eine Mehrzahl von (parallel- durchströmten) Durchströmungskanälen angeordnet ist, also die
Kühlwasserströmung (nochmals) aufgefächert und (nochmals)
wiederzusammengeführt wird. Die erste Mehrzahl ist vorzugsweise vor einer Umlenkung des Strömungsweges und/oder die zweite Mehrzahl nach der
Umlenkung angeordnet.
Insoweit sich eine 180°-Änderung (oder sonstige Änderung) des Haupt- Strömungsrichtungsvektors an einem Umlenkpunkt bzw. in einem Umlenkbereich vollzieht, kann dieser auch geometrisch als Staupunkt ausgeführt sein.
Die Strömungsführung kann (insgesamt) zumindest im Wesentlichen
spiegelsymmetrisch sein. Das (mindestens eine) Heizelement kann mäandrierend (mäanderförmig) in einer Ebene ausgeführt werden.
Das Heizelement kann so ausgeführt sein, dass es im jeweiligen
Durchströmungskanal abschnittsweise aufgenommen ist. Ist das Heizelement beispielsweise mäandrierend ausgeführt, so können insbesondere gerade verlaufende Abschnitte zumindest überwiegend (ggf. vollständig) in einem zugeordneten Durchströmungskanal aufgenommen sein. Ausführungsgemäß ist genau ein derartiger gerader Abschnitt in genau einem Durchströmungskanal aufgenommen. Die Zahl derartiger gerader Abschnitte kann also der Zahl der Durchströmungskanäle entsprechen. Es können mehrere Heizelemente vorgesehen sein, beispielsweise je ein
Heizelement in der ersten sowie zweiten (oben beschriebenen) Hälfte des
Volumens.
Das Heizelement kann auf mindestens 40 % seiner Gesamtlänge (im Kühlwasser) in den (zugeordneten) Durchströmungskanälen geführt sein.
Das Heizelement kann innerhalb der Durchströmungskanäle insbesondere längs vom Kühlwasser angeströmt werden.
Das Heizelement kann rohr-/schlauch-/draht- oder fadenförmig ausgeführt sein (also zumindest im Prinzip ein-dimensional).
Das Heizelement kann zu Heizzwecken mit elektrischer Spannung beaufschlagt und somit von elektrischem Strom durchflossen sein.
Der Kühlwassereinlass bzw. -auslass kann auf verschiedene Art und Weise realisiert sein (beispielsweise oben und unten; hinten und vorn; oder auf derselben Seite).
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizelement-Konfiguration, einerseits, und einer Fluidführungskonfiguration, andererseits;
Fig. 2 eine weitere Darstellung von Heizelement-Konfiguration und
Fluidführungskonfiguration;
Fig. 3 eine Variante von Fig. 2;
Fig. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer
Explosionsdarstellung; und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Explosionsdarstellung. In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt (links) eine schematische Darstellung von zwei mäandrierenden Heizelementen 10a, 10b. Die Heizelemente 10a, 10b weisen gerade Abschnitte 11 auf, die miteinander über Umlenkungen 12 verbunden sind. Eine Fluidführung 15 ist schematisch auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellt. Die Fluidführung 15 weist einen ersten Anschluss 13 sowie einen zweiten Anschluss 14 auf. Beim ersten Anschluss 13 kann es sich um einen Flüssigkeitseingang handeln. Beim zweiten Anschluss 14 um einen Flüssigkeitsausgang (oder umgekehrt).
Weiterhin weist die Fluidführung 15 (nach dem ersten Anschluss) eine
Aufzweigung 16 auf, so dass das strömende Fluid aufgeteilt wird. In der schematischen Darstellung erfolgt ein (endgültiges) Zusammenführen bei einer Zusammenführung 17. Wenn die Funktionen des Flüssigkeitseingangs und
Flüssigkeitsausgangs vertauscht sind, sind auch die Strukturen 16, 17 funktional vertauscht.
Weiterhin ist in Fig. 1 erkennbar, dass die (partiell aufgeteilte) Fluidführung 15 in einem Umlenkbereich 18 umgelenkt wird.
Fig. 2 zeigt die Strukturen gemäß Fig. 1, jedoch zumindest in schematischer Hinsicht in konkreter Lage zueinander. Fig. 3 zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 2, wobei jedoch (was durch die den Flüssigkeitsstrom symbolisierenden Pfeile erkennbar ist) Flüssigkeitseingang bzw. Flüssigkeitsausgang vertauscht sind.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Explosions-Darstellung. Ein Gehäuse 28 des Heizgerätes wird hier durch zwei Halbschalen 19, 20 gebildet, die ein wasserführendes Volumen 32 definieren. Die Halbschalen 19, 20 sind spiegelbildlich zueinander konfiguriert. Jede der
Halbschalen 19, 20 weist (erste) rippenartige Vorsprünge 21 an einer
Innenwandung 22 auf. Die (ersten) Vorsprünge 21 der beiden Halbschalen 19, 20 ergänzen sich zueinander, so dass entsprechende parallel-durchströmbare
Durchströmungskanäle 23 ausgebildet werden. Weitere (zweite) Vorsprünge 24 (je einer an beiden Halbschalen 19, 20 ausgebildet) definieren ein (hier zweiteiliges) Umlenkelement 25, so dass eine Hauptströmungsrichtung um 180° gedreht wird.
Die (ersten) Vorsprünge 21 bzw. die durch die (ersten) Vorsprünge 21 definierten Durchströmungskanal-Wandungen können integral an die Halbschalen 19, 20 angeformt sein. Gemäß einem allgemeinen (weiterbildenden) Gedanken werden also die Durchströmungskanal-Wandungen zumindest teilweise durch Strukturen ausgebildet, die integraler (monolithischer) Bestandteil eines Gehäuseteils sind und vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt werden können.
Die (ersten) Vorsprünge 21 sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 gleichlang (und zwar sowohl in einem ersten Teilvolumen 26 untereinander als auch in einem zweiten Teilvolumen 27 untereinander). Der (jeweilige zweite) Vorsprung 24 ist länger als die (jeweiligen ersten) Vorsprünge 21 ausgebildet (kann beispielsweise um mindestens 10 % oder mindestens 20 % länger ausgebildet sein). Wie in Figuren 4 und 5 erkennbar, kann Flüssigkeit beide Enden der Vorsprünge 21 berühren, jedoch nur ein Ende des Vorsprungs 24 (der an seinem anderen Ende an eine Gehäuseinnenwand angrenzt).
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 4, unter anderem dadurch, dass dort nur an einem Gehäuseteil (nämlich einer Gehäuseschale 29) rippenartige Vorsprünge 21 bzw. (nur) ein rippenartiger Vorsprung 24 (Umlenkelement 25) ausgebildet ist. Diese Vorsprünge werden durch einen Deckel 30 abgeschlossen, so dass sich insgesamt
(gegeneinander fluiddichte) Durchströmungskanäle ausbilden. Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 4 liegt darin, dass die rippenartigen Vorsprünge 21 von außen nach innen kürzer werden. Auch hier gilt jedoch, dass keiner der Vorsprünge 21 so lang ist wie der Vorsprung 24 (das Umlenkelement 25).
In den Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 und 5 sorgen nach innen gerichtete Pins 31 (separat, zu den Vorsprüngen 21, insbesondere stromauf- und/oder stromabwärts angeordnet, oder in diese integriert; in Fig. 4 an beiden Halbschalen, in Fig. 5 an der Gehäuseschale und am Deckel) für eine weiter verbesserter Flüssigkeitsführung und optionale Verwirbelung zur Verbesserung des Wärmeübertrages. Die jeweils gegenüberliegenden Vorsprünge 21 in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 können miteinander (dichtend) in Berührung bzw. in Verbindung sein oder voneinander beabstandet sein. Die Vorsprünge 21 in der Ausführungsform gemäß Fig. 5 können mit dem Deckel (dicht) verbunden sein oder von diesem
beabstandet sein.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden.
Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezugszeichen
10a Heizelement
10b Heizelement
11 Gerader Abschnitt
12 Umlenkung
13 Erster Anschluss (Flüssigkeitseingang)
14 Zweiter Anschluss (Flüssigkeitsausgang)
15 Fluidführung
16 Aufzweigung
17 Zusammenführung
18 Umlenkbereich
19 Erste Halbschale
20 Zweite Halbschale
21 (erster) Vorsprung
22 Innenwand
23 Durchströmungskanal
24 (zweiter) Vorsprung
25 Umlenkelement
26 erstes Teilvolumen
27 zweites Teilvolumen
28 Gehäuse
29 Gehäuseschale
30 Deckel
31 Pin 32 Volumen

Claims

Ansprüche
1. Elektrisches Heizgerät für ein Fahrzeug, insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, umfassend ein Volumen (32) zur Aufnahme und
Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen
Flüssigkeitseingang (13) und einen Flüssigkeitsausgang (14) derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (13) in das Volumen (32) einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang (14) ausströmbar ist, wobei in dem Volumen (32) mindestens ein Heizelement (10a, 10b), insbesondere ein elektrischer Heizwiderstand, angeordnet ist,
wobei das Volumen mindestens zwei parallel-durchströmbare
Durchströmungskanäle (23) aufweist.
2. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
in dem Volumen (32) mindestens eine Umlenkeinrichtung (25), insbesondere mindestens eine Trennwand, vorgesehen ist vorzugsweise derart, dass vom Flüssigkeitseingang (13) zum Flüssigkeitsausgang (14) strömende Flüssigkeit umlenkbar ist, so dass ein Strömungsweg vergrößert ist.
3. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
der Flüssigkeitseingang (13) und der Flüssigkeitsausgang (14) einander benachbart sind und/oder auf derselben Seite des elektrischen
Heizgerätes angeordnet sind.
4. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
sich die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) jeweils über mindestens ein Viertel, vorzugsweise mindestens eine Hälfte des
Volumens (32) erstrecken und/oder über mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 20 % eines Strömungsweges eines einzelnen Fluidteilchens erstrecken und/oder sich eine Strömungstrennung für ein einzelnes/das einzelne Fluidteilchen über mindestens 50 % des gesamten
Strömungsweges erstreckt.
5. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) durch mindestens eine gemeinsame Wandung voneinander getrennt sind.
6. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) jeweils zumindest teilweise durch mindestens einen an einem Gehäuseteil und/oder einem Innenteil gebildeten, insbesondere rippenartigen, Vorsprung (21) begrenzt sind.
7. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) zumindest
abschnittsweise zumindest im Wesentlichen geometrisch parallel zueinander verlaufen.
8. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das mindestens eine Heizelement (10a, 10b) mäanderförmig und/oder innerhalb einer, vorzugsweise zu einer Strömungsrichtung durch die Durchströmungskanäle (23) parallel liegenden, Ebene ausgebildet ist.
9. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das mindestens eine Heizelement (10a, 10b) zumindest teilweise in beiden Durchströmungskanälen (23) angeordnet ist und/oder beide Durchströmungskanäle (23) zumindest teilweise begrenzt.
10. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das mindestens eine Heizelement (10a, 10b) zumindest abschnittsweise, insbesondere über einen überwiegenden Abschnitt, längs anströmbar ausgebildet ist und/oder
das mindestens eine Heizelement (10a, 10b) zumindest im Wesentlichen eindimensional strukturiert, vorzugsweise rohr-, schlauch-, draht- und/oder fadenförmig ausgebildet ist.
11. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das mindestens eine Heizelement (10a, 10b) mehrschichtig und/oder schalenförmig ausgebildet ist und/oder eine Füllung umfasst.
12. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Volumen (32) durch zwei zumindest im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander geformte Halbschalen (19, 20) ausgebildet ist oder
eine Schale (29) aufweist, die durch einen Deckel (30) abgeschlossen ist.
13. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) gleich lang sind oder eine verschiedene Länge aufweisen und/oder die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) einen gleichen oder unterschiedlichen Querschnitt aufweisen und/oder die mindestens zwei Durchströmungskanäle (23) einen runden oder vieleckigen, insbesondere zumindest im Wesentlichen viereckigen oder sechseckigen, Querschnitt aufweisen und/oder ein Querschnittsrand eines Querschnittes des jeweiligen
Durchströmungskanals (23) über zumindest 50 % der Länge des
Durchströmungskanals zumindest im Wesentlichen geschlossen ist.
14. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend ein elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes nach einem der
vorangehenden Ansprüche 1 bis 13 oder eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 14, wobei die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitseingang (13) einströmt und aus dem Flüssigkeitsausgang (14) mit erhöhter Temperatur ausströmt.
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