CN115768638A - 电流体加热器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的电流体加热器，包括：加热块(1)，该加热块包括用于流体的入口(2)和出口(3)；第一通道(100)，用于意图在在入口(2)和出口(3)之间流动的流体；第一管(20a)和第二管(20b)，其相对端安装在集管器(5、6)中，管(20a、20b)包括加热元件(50)，其特征在于，第一通道(100)由密封地连接至第一管(20a)、第二管(20b)和集管器(5、6)的顶板(4)和底板(8)界定。

Description

电流体加热器
技术领域
本发明的领域是用于加热和流通车辆用流体的装置的领域。本发明更具体地应用于包括这种装置的用于机动车辆的电加热和/或空调装置。
背景技术
众所周知，用于加热机动车辆乘客车厢、或者用于除雾或除霜的空气的加热是由空气流流动通过热交换器而提供的，更准确地说是由该空气流和在交换器内流通的流体之间的热交换提供的。在热机的情况下，该流体尤其可以是冷却流体。
在电动车辆的情况下，还已知的是使用以热泵模式运行的空调回路来加热空气。然而，这种空气加热模式也可能是不合适或不充分的。
这是因为热泵模式下空调回路的性能取决于室外气候条件。例如，当外部空气太冷时，空气无法被加热到足以温暖乘客车厢的温度。在这种情况下，已知的是向流体流通回路增加用于该流体的热调节的附加电装置，例如附加电加热装置。这种附加电加热装置可以适于加热热交换器上游的合适流体。以已知的方式，这种附加电加热装置包括一个或多个与待加热流体接触的热模块。更准确地说，如在文献WO15082434中特别公开的，热模块可以包括模芯和围绕模芯的加热元件，二者被间隔开，以便在模芯和加热元件的内表面之间限定流体流通空间。加热元件是热能的来源。加热元件具有电加热器件，例如一个或多个加热电阻器，其通过丝网印刷方式形成为加热元件外表面上的丝网印刷电阻迹线。模芯和加热元件之间的流通空间中的流体流通确保了加热元件和流体之间的热传递。为了获得所需操作的足够加热功率，可能需要在相同的附加电加热装置中增加多个热模块。
通过泵来促进流体流通，该泵布置在流体流通管道上的热交换器的上游或下游。
本发明涉及一种电加热块，例如用于机动车辆的加热块。包括用于接收加热元件的管的电加热块被称为电加热块。这种加热元件包括例如PTC(正温度系数)电阻器。这种加热块还包括与加热元件热接触的热沉，例如翅片。该管用于将加热元件与外部电绝缘，并且同时允许加热元件和热沉之间的热传导。
希望提供一种成本有效和/或制造简单的电加热器设计。
发明内容
本发明的目的是一种用于车辆的电流体加热器，包括：加热块，该加热块包括用于流体的入口和出口；第一通道，用于意图在入口和出口之间流动的流体；以及第一管和第二管，具有安装在集管器中的相对端，这些管包括加热元件，其特征在于，第一通道由密封地连接至第一管、第二管和集管器的顶板和底板界定。
优选地，第一管和第二管包括连接大壁的两个侧壁，其中顶板和底板连接至第一管和第二管的侧壁。
优选地，第一管和第二管的大壁相对于顶板和底板垂直布置。
优选地，侧板在加热块的外部平行于第一管和/或第二管与该第一管和/或第二管连接。
优选地，侧板与集管器以及顶板和底板间隔开。
优选地，顶板在至少一个端部部分处包括凸起部分。
优选地，底板在至少一个端部部分处包括凸起部分。
优选地，入口和出口分别连接至所述凸起部分中的一个。
在一种选择中，入口和出口均连接至顶板。
在另一种选择中，其中入口连接至顶板，而出口连接至底板。
优选地，集管器包括垂直于第一管和/或第二管的轴线延伸的成对的突起。
优选地，在第一管和第二管之间有一个或多个另外的管。
附图说明
本发明的示例将通过参考附图变得显而易见并被详细描述，其中:
图1示出了根据本发明的电加热器；
图2示出了加热器管的示例；
图3示出了图1中加热器的局部横截面；
图4示出了加热器的另一配置；并且
图5示出了加热器的又一配置。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及电加热块1。所述加热块1用于被供给电流以加热通过所述块1的流体。
电加热块1有利地呈大致平行六面体的配置。其用于与在入口2和出口3之间的管20之间和/或管20周围通过的流体进行热交换。管20至少包括第一管20a和第二管20b。
电流体加热器包括加热块1，加热块1包括用于流体的入口2和出口3。其中，形成了第一通道100，用于意图在入口2和出口3之间流动的流体。加热器还包括第一管20a和第二管20b，其相对端安装在集管器5、6中，其中，管20a、20b包括加热元件50。第一通道100由密封地连接至第一管20a、第二管20b和集管器5、6的顶板4和底板8界定。管20安装在集管器5和6中，集管器5和6又通过顶板4连接。流体的入口2和出口3也可以连接至顶板4。特别地，顶板4可以包括凸起部分4a和4b，它们通过连接部分4c相互连接。由于凸起部分4a和4b的位置距管20的距离不同于连接部分4c的，即：它们距管20的距离更大，使得流体能够在入口2和出口3附近更自由地流动，从而有利于流体在管20之间和/或管20周围的分布。用于流体的通道从底部被底板8封闭，使得流体路径受到限制，并且可以与管20进行高效的热交换。集管器5、6可以包括突起11，突起在组装过程中用作定位辅助。如果用于管20的槽在集管器5、6的两侧之间具有不同的特征，这可以是有用的，例如，一侧上的槽可以加宽，以便于在组装过程中***管。可选地，侧板7在加热块1的外部平行于第一管20a和/或第二管20b与该第一管20a和/或第二管20b连接，用于隔热和/或用于提高组件的刚性。在一种选择中，侧板7可以与集管器5、6以及顶板4和底板8间隔开。
图2示出了加热器管20的一个示例。在此，加热块1包括多个管20，优选地还包括多个个翅片30或湍流器，如图所示，其在垂直堆叠方向上交替地堆叠。管20彼此平行定位。这些管20用于使加热元件(一个或多个)50与外部电绝缘并且保护其免受外部影响。翅片形成热沉，这增大了与流体的热交换表面。
加热元件50例如是PTC电阻器(正温度系数)。每个管20可以具有多个加热元件，这些加热元件可以在管20的方向上一个接一个地布置。加热元件50优选地沿着管20均匀分布。
管20与加热元件50一起形成加热单元。优选地，加热单元选择性地被供电。这意味着每个加热单元的加热元件50独立于其它加热单元的加热元件50被供给电流，并且因此可以被供给与流过其它加热单元的电流不同的电流，特别是强度不同的电流。
加热单元还在加热元件50的两侧具有电极52以用于其供电。所述加热单元还包括电绝缘且导热的材料层，所述层位于其中一个电极52与管20的大壁21之间。由此，管20与电极52和加热元件50电绝缘，但与它们热接触。
优选地，在每个加热单元中，所述加热元件50并联地电连接，特别是通过电极52电连接。
翅片30与管20热接触。所述翅片30位于所述管20之间，特别是位于所述管20的大壁21之间。
管20具有连接大壁21的两个侧壁24。每个大壁21具有固定有翅片10的外表面22和用于与加热元件50热接触的内表面。热接触涉及元件之间的热交换，即使元件彼此没有直接的物理接触。大壁21的功能是将电加热元件50产生的热量传递给翅片。管20可以由适用于电加热块1的任何材料制成。特别地，管20由铝和/或铝合金制成。
顶板4和底板8密封地连接至第一管20a和第二管20b的侧壁24。
有利地，管20的侧壁24的内表面具有基本上垂直的轮廓，如果需要的话可以稍微倒圆。
大壁21和侧壁24均由管20的材料制成。即使限定了多个部分，管也是一体式部件。
翅片30有利地通过钎焊附接至管20的一个或两个大壁21。这种翅片固定技术有几个优点。首先，将翅片钎焊到管20上改善了加热元件50和翅片之间的热交换。此外，一旦管20已经被钎焊，管20的材料，例如铝，将比钎焊步骤之前更具延展性(malleable)并且更容易变形，即使在其已经冷却到室温之后也是如此。这降低了材料在变形后可能具有的弹性弛豫。此外，材料的这种状态保证了管20和加热元件50之间的紧密接触，因此保证了更好的热交换。钎焊还确保了管20的更长使用寿命，因为在加热块1的寿命期间，管20对温度变化和弛豫不太敏感。
图3示出了图1中加热器的局部横截面。可以看出，第一管20a和第二管20b的大壁21相对于顶板4和底板8垂直布置。在第一管20a和第二管20b之间可以有一个或多个另外的管20c。
图4呈现了加热器的另一种配置。底板8在至少一个端部部分处包括凸起部分8a、8b。在这种情况下，凸起部分8a、8b位于两端。这可以促进流体分布。
图5示出了加热器的又一种配置。在该示例中，入口2连接至顶板4，而出口3连接至底板8。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的这一纯粹的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (12)

1.一种用于车辆的电流体加热器，包括：
具有用于流体的入口2和出口3的加热块1；第一通道100，用于意图在所述入口2和所述出口3之间流动的流体；以及第一管20a和第二管20b，具有安装在集管器5、6中的相对端，所述管20a、20b包括加热元件50；其特征在于，所述第一通道100由密封地连接至所述第一管20a、所述第二管20b和所述集管器5、6的顶板4和底板8界定。
2.根据权利要求1所述的电流体加热器，其中，所述第一管20a和所述第二管20b包括连接大壁21的两个侧壁24，其中，所述顶板4和所述底板8连接至所述第一管20a和所述第二管20b的所述侧壁24。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，所述第一管20a和所述第二管20b的所述大壁21相对于所述顶板4和所述底板8垂直布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，侧板7在所述加热块1的外部平行于所述第一管20a和/或所述第二管20b与所述第一管20a和/或所述第二管20b连接。
5.根据权利要求4所述的电流体加热器，其中，所述侧板7与所述集管器5、6以及所述顶板4和所述底板8间隔开。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，所述顶板4在至少一个端部部分处包括凸起部分4a、4b。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，所述底板8在至少一个端部部分处包括凸起部分8a、8b。
8.根据权利要求5或6所述的电流体加热器，其中，所述入口2和所述出口3分别连接至所述凸起部分4a、4b、8a、8b中的一个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，所述入口2和所述出口3均连接至所述顶板4。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的电流体加热器，其中，所述入口2连接至所述顶板4，而所述出口3连接至所述底板8。
11.根据权利要求7所述的电流体加热器，其中，所述集管器5、6包括垂直于所述第一管20a和/或所述第二管20b的轴线延伸的成对的突起11。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电流体加热器，其中，在所述第一管20a和所述第二管20b之间有一个或多个另外的管20c。
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