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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeträger-Heizvorrichtung zum Erwärmen eines
Wärmeträgers, die
einen Heizer mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC) verwendet,
und eine Fahrzeug-Klimaanlage, die diese verwendet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
bekannte Wärmeträger-Heizvorrichtung zum
Erhitzen eines Wärmeträgers im
Stand der Technik ist eine Vorrichtung, die einen PTC-Heizer verwendet,
in dem eine Kaltleiteranordnung (PTC-Element) als ein Wärme erzeugendes
Element verwendet wird.
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PTC-Heizer
werden auf vielen technischen Gebieten verwendet: Klimaanlagen,
beispielsweise Fahrzeug-Klimaanlagen, sie werden außerdem für die Verwendung
in einer Heizvorrichtung zum Erwärmen
eines Wärmeträgers (in
diesem Fall, ein Motorkühlmittel),
das einem Heizkörper
zum Erwärmen von
Luft zugeführt
wird, vorgeschlagen (vergleiche beispielsweise die japanische ungeprüfte Patentanmeldung
JP 2003 104041 AA ).
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In
der Technologie, die in der
JP 2003104041 AA beschrieben ist, ist eine
Vertiefung zur Anordnung eines PTC-Heizers in einer Abteilwand vorgesehen, die
den Strömungsweg
eines Fluids trennt, und der PTC-Heizer ist in dieser Vertiefung
angeordnet, um das Kühlmittel
zu erhitzen, das durch die Abteilwand strömt.
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Obwohl
es möglich
ist, den Wärme
leitenden Oberflächenbereich
in dem Fluidströmungsweg
zu vergrößern, besteht
eine unvermeidliche Schwierigkeit beim Zusammenfügen der Struktur durch Einbringen
des PTC-Elements, das als Wärme
erzeugendes Element dient, in die Vertiefung und Anordnen desselben
in engem Kontakt mit der Oberfläche der
Abteilwand. Infolgedessen weist dieser Ansatz einige Problem auf,
die überwunden
werden müssen, wie
beispielsweise eine Wärmeleitung
an den Fluidströmungsweg,
Erleichterung des Zusammenfügens, usw.
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Ferner
wird, wenn die vorgenannte Heizvorrichtung, in der Klimaanlage eines
elektrischen Fahrzeugs verwendet wird, eine hohe Spannung, beispielsweise
300 V, an den PTC- Heizer
angelegt. Daher besteht eine entscheidende Problemstellung im Sicherstellen
einer ausreichenden elektrischen Isolation zwischen dem PTC-Heizer
und dem Fluidströmungsweg.
Allerdings ist diese Fragestellung in keiner Weise in der
JP 2003104041 AA angesprochen.
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DE 198 35 229 A1 offenbart
einen Heizzwecken dienenden Wärmetauscher
mit elektrischer Wärmeabgabeeinrichtung.
Die Wärmeabgabeeinrichtung
umfasst einen PTC-Heizer, der Elektrodenplatten, ein Wärmeabgabeelement,
einen Isolator und gewellte Rippen aufweist, um Luft zu erwärmen, die
zwischen den gewellten Rippen hindurchströmt.
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DE 44 33 814 A1 offenbart
eine Zusatzheizung für
die Erwärmung
einer Fahrzeuginnenraumluft und der Kühlflüssigkeit eines Motors. Die
Zusatzheizung umfasst einen Kanal aus einem metallischen Rohr, mit
dessen Mantelfläche
PTC-Elemente in unmittelbarem Kontakt stehen. Der Kanal ist ferner
von einer thermischen Isolation umgeben, so dass die Zusatzheizung
außerhalb
eines herkömmlichen
Heizungsgehäuses
angeordnet werden kann. Das Rohr kann dabei als einer der elektrischen
Anschlüsse
für die
PTC-Elemente benutzt werden.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände erdacht,
und eine Aufgabe derselben ist, eine Wärmeträger-Heizvorrichtung, die einen
PTC-Heizer verwendet, und eine Fahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen,
die eine solche Heizvorrichtung enthält, die ausgezeichnete Wärmeleitungseigenschaften
aufweisen und die Montage, erleichtert was die Wärmekapazität verbessern kann, und die
eine ausreichende elektrische Isolation sicherstellen können.
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Die
Lösung
der Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Wärmeträger-Heizvorrichtung
gemäß den Merkmalen
nach Anspruch 1. Entsprechend des oben beschriebenen ersten Aspekts
ist es möglich,
die Strahlungswärmeeffizienz
des PTC-Heizers zu erhöhen
und die Heizleistung zu verbessern, da es möglich ist, den Wärmeträger, der
in den Wärmeträger-Umlaufkästen umläuft, mit
der Strahlungswärme
von beiden Oberflächen
des PTC-Heizers zu erwärmen.
Aufgrund der geschichteten Struktur, bei dem die Wärmeträger-Umlaufkästen in
engem Kontakt mit den beiden Oberflächen des PTC-Heizers stehen,
ist es möglich,
den PTC-Heizer und die Wärmeträger-Umlaufkästen in
engen Kontakt zusammenzufügen.
Infolgedessen ist es möglich,
die Wärmeleitungseigenschaften
zu verbessern und das Zusammenfügen
(die Montage) zu erleichtern. Da der PTC-Heizer einen geschichteten
Aufbau aufweist, in dem die Elektrodenplatten, die inkompressiblen
Isolationsschichten und. die kompressiblen Wärme leitenden Schichten nacheinander
auf beiden Oberflächen
des PTC-Elements vorgesehen sind, können ferner der Wärmewiderstand
zwischen den PTC-Elementen und dem Wärmeträger-Umlaufkasten verringert
werden. Infolgedessen verbessern sich die Wärmeleitungseigenschaften, und
es ist auch möglich, eine
ausreichende elektrische Isolierung dazwischen sicher zu stellen.
Da der PTC-Heizer und die Wärmeträger-Umlaufkästen durch
die kompressiblen Wärme
leitenden Schichten in engem Kontakt montiert werden können, ist
es möglich,
die Kontakteigenschaften zwischen ihnen zu verbessern. Infolgedessen
ist es möglich,
weiter die Wärmeleitungseigenschaften
zu verbessern und Größentoleranzen
in der Anordnung auszugleichen.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des ersten Aspekts, der oben beschrieben ist, können die
Wärmeträger-Umlaufkanäle in den
Wärmeträger-Umlaufkästen, die
an zwei Oberflächen
des PTC-Heizers vorgesehen sind, miteinander kommunizieren.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die diese Konfiguration aufweist, kommunizieren die Wärmeträger-Umlaufkanäle in den
Wärmeträger-Umlaufkästen, die
an beiden Oberflächen
des PTC-Heizers vorgesehen sind, miteinander.
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Infolgedessen
ist es möglich,
die Kontaktlänge
zwischen den Wärmeträger-Umlaufkanälen und dem
PTC-Heizer zu vergrößern. Folglich
ist es möglich,
die Heizleistung des Wärmeträgers zu
verbessern.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekts, kann ein Tafelaufnahmekasten
an der Oberfläche
eines der Wärmeträger-Umlaufkästen an
der gegenüberliegenden
Seite der Oberfläche,
die mit dem PTC-Heizer in Kontakt steht, vorgesehen sein und eine
Steuertafel, die vorgesehen ist, um den PTC-Heizer zu steuern, kann
im Inneren des Tafelaufnahmekastens aufgenommen sein.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
welche diesen Aufbau aufweist, ist der Tafelaufnahmekasten an der
Oberfläche
eines der Wärmeträger-Umlaufkästen an
gegenüberliegenden
Seiten von der Oberfläche
vorgesehen, die mit dem PTC-Heizer in Kontakt steht, und die Steuertafel
zur Steuerung des PTC-Heizers
ist im Inneren dieses Tafelaufnahmekastens aufgenommen. Folglich
kann die Steuertafel, auf der die Wärme erzeugenden Komponenten,
beispielsweise Feldeffekt-Transistoren (FETs), vorgesehen sind,
durch den Wärmeträger, der
in dem Wärmeträger-Umlaufkasten
umläuft, stark
gekühlt
werden. Folglich kann die Steuertafel thermisch stabilisiert werden,
was den Wärmewiderstand
und die Zuverlässigkeit
derselben verbessert.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekt können Wärme erzeugende Komponenten,
die auf der Steuertafel vorgesehen sind, in der Umgebung eines Einlasses
in dem Wärmeträger-Umlaufkanal
in dem Wärmeträger-Umlaufkasten
vorgesehen sein.
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Entsprechend
des Wärmeträgers, der
diesen Aufbau aufweist, können,
da die Wärme
erzeugenden Komponenten, wie beispielsweise FETs, die auf der Steuertafel
in der Nähe
der Einlassseite des Wärmeträger-Umlaufkanals
in dem Wärmeträger-Umlaufkasten angeordnet
sind, die Wärme
erzeugenden Komponenten, wie beispielsweise FETs, mittels eines
Wärmeträgers einer
verhältnismäßig geringen Temperatur
gekühlt
werden, bevor sie durch den PTC-Heizer erhitzt werden.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekts können die Wärme erzeugenden Komponenten
in Kontakt mit einem Abschnitt angeordnet sein, der durch den Wärmeträger gekühlt wird,
der durch den Wärmeträger-Umlaufkasten
umläuft.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die diesen Aufbau aufweist, kann, da die Wärmeträgerkomponenten in Kontakt mit
dem Abschnitt angeordnet sind, der durch den Wärmeträger gekühlt wird, der in dem Wärmeträger-Umlaufkasten
umläuft, Wärme, die
durch die Wärme
erzeugenden Komponenten wie beispielsweise FETs erzeugt wird, an
den Wärmeträger mittels
des Abschnitts, der mit dem Wärmeträger-Umlaufkasten
in Kontakt steht, abgestrahlt werden. Infolgedessen ist es möglich, die
Wärme erzeugenden
Komponenten, wie beispielsweise FETs, durch Wärmeleitung direkt zu kühlen, was
eine Erhöhung
der Kühleffizienz
der Wärme
erzeugenden Komponenten ermöglicht
und folglich Wärmewiderstand
und Zuverlässigkeit
davon verbessert.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekts, können die kompressiblen Wärme leitenden
Schichten aus einem isolierenden Material ausgebildet sein.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die diesen Aufbau aufweist, ist es möglich, da die kompressiblen
Wärme leitenden
Schichten aus isolierenden Material ausgebildet sind, eine doppel-isolierende
Schichtstruktur in Verbindung mit den inkompressiblen Isolierschichten
auszubilden. Infolgedessen kann die elektrische Isolation zwischen den
Elektrodenplatten, an die eine hohe Spannung angelegt ist, und den
Wärmeträger-Umlaufkästen verbessert
werden, was folglich die Zuverlässigkeit davon
verbessert.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekts kann ein Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten größer als ein Oberflächenbereich
der Elektrodenplatten sein.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die diesen Aufbau aufweist, können,
da der Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten größer als der Oberflächenbereich
der Elektrodenschichten ist, Kurzschlüsse zwischen den PTC-Elementen
und den Elektrodenplatten, an die eine hohe Spannung angelegt ist,
und den Wärmeträger-Umlaufkästen verhindert
werden, und es ist möglich,
die elektrische Isolation weiter zu verbessern.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekt kann, wenn die kompressiblen
Wärme leitenden
Schichten aus isolierendem Material ausgebildet sind, oder wenn
der Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten größer als der Oberflächenbereich der
Elektrodenplatten ist, ein Oberflächenbereich der kompressiblen
Wärme leitenden
Schichten größer sein,
als der Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
welche diesen Aufbau aufweist, können,
da der Oberflächenbereich
der kompressiblen Wärme
leitenden Schichten größer als
der Oberflächenbereich der
inkompressiblen Isolierschichten ist, Kurzschlüsse zwischen den PTC-Elementen
und den Elektrodenplatten, an die eine hohe Spannung angelegt ist, und
den Wärmeträger-Umlaufkästen zuverlässig verhindert
werden, wobei folglich die elektrische Isolation vergrößert wird
und die Zuverlässigkeit
davon verbessert wird.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung
entsprechend des vorgenannten ersten Aspekts kann eine Vielzahl
von PTC-Elementen
vorgesehen sein, die aufgebaut sind, um in Einheiten einzelner PTC-Elemente
an- und aussteuerbar zu sein.
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Entsprechend
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
welche diesen Aufbau aufweist, ist es möglich, da eine Vielzahl von
PTC-Elementen vorgesehen
ist, die so aufgebaut sind, dass sie in Einheiten von einzelnen
PTC-Elementen an- und aussteuerbar sind, die Wärmekapazität durch geeignete An- und Aussteuerung
der Vielzahl der PTC-Elemente anzupassen. Folglich ist es möglich, die
Wärmekapazität des PTC-Heizers
entsprechend einer Last einfach zu steuern.
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Eine
Fahrzeug-Klimaanlage entsprechend eines zweiten Aspekts der vorliegenden
Erfindung enthält
ein Gebläse,
das aufgebaut ist, um äußere Luft
oder Fahrzeugraumluft in Umlauf zu bringen; einen Kühler, der
an einer stromabwärts
gelegenen Seite des Gebläses
vorgesehen ist; und einen Heizkörper,
der an einer stromabwärts
gelegenen Seite des Kühlers
vorgesehen ist, wobei ein Wärmeträger, der
durch eine der oben beschriebenen Wärmeträger-Heizvorrichtungen erhitzt
wird, so aufgebaut ist, dass er im Stande ist, in dem Heizkörper umzulaufen.
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Entsprechend
des zweiten Aspekts, der oben beschrieben ist, kann der Wärmeträger, der durch
eine der Wärmeträger-Heizvorrichtungen,
die oben beschrieben sind, erwärmt
wird, in dem Heizkörper
umlaufen. Folglich kann der Wärmeträger dem
Heizkörper
zugeführt
werden, um als Wärmequelle
zum Erhitzen der Luft zu dienen. Als Folge davon ist es möglich, eine
Fahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen, die für die Verwendung in Klimaanlagensystemen
in Fahrzeugen geeignet ist, die nicht mit Kühlmittel verwendenden Motoren
ausgestattet sind, wie beispielsweise elektrische Fahrzeuge. Ferner
ist es durch Anwenden das eine Klimaanlage eines Fahrzeugs, der
Wärmeträger-Heizvorrichtung mit
einem Motor ausgestattet ist, dessen Kühlmittel als eine Wärmequelle
zum Erwärmen
der Luft dient, möglich,
schnell ein Wärmemittel
geringer Temperatur zu erwärmen
und dieses in dem Heizkörper
zur Zeit der Inbetriebnahme in Umlauf zu bringen, was ermöglicht,
die Effizienz der Inbetriebnahme der Klimaanlage zu verbessern,
wenn die Klimaanlage aktiviert wird. Entsprechend der Wärmeträger-Heizvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wärmeabstrahleffizienz
des PTC-Heizers zu verbessern, folglich die Wärmeleistung zu verbessern. Ferner
ist es möglich,
den PTC-Heizer und die Wärmeträger-Umlaufkästen in
engem Kontakt zusammenzufügen,
was die Wärmeleiteigenschaften
und die Vereinfachung der Montage verbessern kann. Es ist ferner
möglich,
den Wärmewiderstand
zwischen den PTC-Elementen und den Wärmeträger-Umlaufkästen zu reduzieren, was die
Wärmeleitungseigenschaften
verbessert und eine elektrische Isolation dazwischen ausreichend
sicherstellen kann. Durch Zusammenfügen des PTC-Heizers und der
Wärmeträger-Umlaufkästen durch
gegenseitiges Zusammendrücken
ist es im Besonderen möglich,
die Kontakteigenschaften unter Verwendung der Kompressibilität der kompressiblen
Wärme leitenden
Schichten zwischen ihnen zu verbessern. Folglich können die
Wärmeleitungseigenschaften
weiter verbessert werden, und eine Größentoleranz in der Vorrichtung
kann ausgeglichen werden.
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Entsprechend
der Fahrzeug-Klimaanlage der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den
Wärmeträger, der
durch die Wärmeträger-Heizvorrichtung
erhitzt wird, als eine Wärmequelle
zur Erwärmung
der Luft zu verwenden. Folglich ist es möglich, eine Fahrzeug-Klimaanlage
bereitzustellen, die zur Verwendung in einem Klimaanlagensystem
von Fahrzeugen, die nicht mit Kühlmittel
verwendenden Motoren ausgestattet sind, wie beispielsweise elektrischen
Fahrzeugen, geeignet ist. Ferner ist es möglich, durch Anwenden auf eine
Klimaanlage in einem Fahrzeug, das mit einem Motor ausgestattet
ist und das Kühlmittel
zur Erwärmung
von Luft verwendet, schnell ein Kühlmittel geringer Temperatur
zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme zu erwärmen, und es ist folglich möglich, die
Inbetriebnahmeeffizienz der Klimaanlage zu verbessern, wenn die
Klimaanlage aktiviert wird.
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Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der
Zeichnungen
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1 ist
eine Darstellung, die in Umrissen eine Fahrzeug-Klimaanlage entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Einzelansicht einer Wärmeträger-Heizvorrichtung entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Wärmeträger-Strömungsweg in Wärmeträger-Umlaufkästen in
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die in 2 gezeigt ist, zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Einzelansicht, die den Wärmeträger-Strömungsweg in den Wärmeträger-Umlaufkästen in
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die in 2 gezeigt ist, zeigt.
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5 ist
eine Längs-Querschnittsansicht
der Wärmeträger-Heizvorrichtung,
die in 2 gezeigt ist.
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des Teils A in 5.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Ausführungsformen
entsprechend der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen
1 bis 6 beschrieben.
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1 zeigt
in Umrissen den Aufbau einer Fahrzeug-Klimaanlage 1 entsprechend
dieser Ausführungsform.
Die Fahrzeug-Klimaanlage 1, nimmt die Temperatur von äußerer Luft
oder Fahrzeugraumluft auf und reguliert diese und enthält ein Gehäuse 3,
das eine Luftführung 2 zur
Führung
der temperaturgeregelten Luft in das Fahrzeuginnere ausbildet.
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Ein
Gebläse 4,
ein Kühler 5,
ein Heizkörper 6 und
ein Mischluftdämpfer 7 sind
innerhalb des Gehäuses 3 in
dieser Reihenfolge, von einer stromaufwärts gelegenen Seite zu einer
stromabwärts
gelegenen Seite der Luftführung 2,
vorgesehen. Das Gebläse 4 saugt äußere Luft
oder Fahrzeugraumluft ein und setzt diese unter Druck und führt es unter
Druck der stromabwärts
gelegenen Seite zu. Der Kühler 5 kühlt die
Luft, die von dem Gebläse 4 zugeführt wird. Der
Heizkörper 6 erwärmt die
Luft, die beim Durchströmen
durch den Kühler 5 abgekühlt wurde.
Der Mischluftdämpfer 7 passt
die Mischung des Luftvolumens an, das durch den Heizkörper 6 strömt, und
des Luftvolumens, das an dem Heizkörper 6 vorbeiströmt, um die
Temperatur der gemischten Luft an einer stromabwärts gelegenen Seite davon zu
regulieren.
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Die
stromabwärts
gelegene Seite des Gehäuses 3 ist
mit einer Vielzahl von Luftöffnungen (nicht
gezeigt in der Darstellung) verbunden, um die temperaturgeregelte
Luft in das Fahrzeuginnere mittels einer Blasbetriebsart-Schaltklappe
und einer Führung
zu blasen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind.
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Der
Kühler 5 bildet
zusammen mit einem Kompressor, einem Kondensator und einem Expansionsventil
einen Kühlkreislauf
aus, die in der Darstellung nicht gezeigt sind, und kühlt die
Luft, die dort hindurchströmt,
durch Verdampfen eines Kühlmittels, das
an dem Expansionsventil adiabatisch ausdehnt ist.
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Der
Heizkörper 6 bildet
zusammen mit einem Tank 8, einer Pumpe 9 und einer
Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 einen
Wärmeträger-Umlaufkreis 11 aus
und erwärmt
die Luft, die dort hindurchströmt durch
Umlaufen des Wärmeträgers, das
durch die Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 mittels
der Pumpe 9 erwärmt
wird.
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2 zeigt
eine perspektivische Einzelansicht der Wärmeträger-Heizvorrichtung 10,
die oben beschrieben ist, und 5 zeigt
eine Längs-Schnittansicht
davon. Die Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 enthält einen
Tafelaufnahmekasten 20, einen oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30,
einen PTC-Heizer 40 und einen unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50. Der Tafelaufnahmekasten 20 ist
rechteckig und ist mit einer Abdeckung 21 vorgesehen. Der
obere Heiztransfer-Umlaufkasten 30 weist
dieselbe rechteckige Gestalt wie der Tafelaufnahmekasten 20 auf. Der
PTC-Heizer 40 weist eine kleinere rechteckige Gestalt als
der obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 auf.
Der untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 weist dieselbe
rechteckige Gestalt wie der obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 auf und ist
mit einer Abdeckung 51 vorgesehen. Diese Teile sind in
der oben beschriebenen Reihenfolge geschichtet und integriert, um
einen einzelnen Körper
durch festes Zusammenschrauben derselben mit Schrauben (nicht gezeigt
in der Zeichnung) auszubilden.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist der Tafelaufnahmekasten 20 ein
rechteckförmiges
Kastenelement, das aus einem Wärme
leitenden Material wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist,
dessen obere Oberfläche
mit einer Abdeckung 21 abgedichtet ist, und eine Steuertafel 22 der
Steuerung des PTC-Heizers 40 ist innen angeordnet. Die Steuertafel 22 weist
Wärme erzeugende
Komponenten, wie beispielsweise FET (Feldeffekttransistoren) 23,
und Steuerkreise auf, die damit integriert sind und wird mit einer
hohen Spannung von 300 V zum Betreiben des PTC-Heizers 40 und
einer geringen Spannung von 12 V, die für die Steuerung verwendet wird,
betrieben. Diese Steuertafel 22 ist an Unterstützungsabschnitte 24,
die von der unteren Oberfläche des
Tafelaufnahmekastens 20 hervorstehen, durch Verschrauben
dieser an den vier Ecken befestigt. Die Wärme erzeugenden Komponenten,
wie beispielsweise die FETs 23, sind an der unteren Oberfläche der
Steuertafel 22 angeordnet und stehen mit der oberen Oberfläche des
Kühlabschnitts 25,
der an der unteren Oberfläche
des Tafelaufnahmekastens 20 vorgesehen ist, über eine
Isolierschicht, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, in Kontakt.
Der Kühlabschnitt 25 und
die Heizkomponenten, wie beispielsweise die FETs 23, sind
in der Nähe
der Einlassseite der Wärmeträger-Umlaufkanäle (wird
später
beschrieben) in dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 vorgesehen,
um die Kühlwirkung
auf die Heizkomponenten zu erhöhen. 3 und 4 zeigen einen
Wärmeträger-Strömungsweg
in dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30.
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Der
obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 ist ein
rechteckförmiges
Kastenelement, das aus einem Wärme
leitenden Material, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung
besteht und an der oberen Oberfläche
davon einen Einlasskopf 31 und einen Auslasskopf 32,
die ein Paar an beiden Enden ausbilden, und eine Vielzahl von parallelen
Nutenförmigen
Umlaufkanälen 33,
die zwischen dem Einlasskopf 31 und dem Auslasskopf 32 ausgebildet
sind, enthält.
Die obere Oberfläche
des Einlasskopfs 31, des Auslasskopfs 32, und
der Umlaufkanäle 33 ist
durch die untere Oberfläche
des Tafelaufnahmekastens 20, der oben beschrieben ist (vergleiche 5),
abgeschlossen. Dementsprechend ist ein Strömungsweg für den Wärmeträger innerhalb des oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 ausgebildet,
wobei der Wärmeträger, der
in den Einlasskopf 31 einströmt, sich in die Vielzahl der
Umlaufkanäle 33 aufteilt,
gleichzeitig durch die Umlaufkanäle 33 parallel
strömt
und den Auslasskopf 32 erreicht. Ferner ist eine Steuertafel-Kühlstruktor bereitgestellt,
in welcher der Kühlabschnitt 25,
der an der unteren Oberfläche
des Tafelaufnahmekastens 20 bereitgestellt ist, durch den Wärmeträger, der
innerhalb der Umlaufkanäle 33 wie oben
beschrieben umläuft,
gekühlt
wird.
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Ein
Wärmeträgereinlass 34 ist
in dem Einlasskopf 31, der oben beschrieben ist, vorgesehen. Ein
Kommunikationsanschluss 35 an den unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 und
ein Auslass 36, der von dem Auslasskopf 32 getrennt
ist und durch den der Wärmeträger, der
von dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 einströmt, gezwungen
wird auszuströmen,
sind in dem Auslasskopf 32 vorgesehen.
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Eine
herabgesetzte Oberfläche
(37) (vergleiche 5 und 6)
zum Aufnehmen des PTC-Heizers 40 ist an der unteren Oberfläche des
oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 vorgesehen.
Diese herabgesetzte Oberfläche 37 steht
der hinteren Oberfläche
der Umlaufkanäle 33 gegenüber, durch die
der Wärmeträger umläuft und
ist flach, so dass der PTC-Heizer 40 in engem Kontakt damit
angeordnet ist.
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5 und 6 zeigen
den Aufbau des PTC-Heizers 40.
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Der
PTC-Heizer 40 verwendet flache plattenförmige PTC-Elemente 41,
die rechteckförmig
ausgebildet sind, als Wärme
erzeugende Elemente, und weist eine beschichtete Struktur auf, in
der Elektrodenplatten 42, inkompressible Isolationsschichten 43 und
kompressible Wärme
leitende Schichten 44 nacheinander auf beiden Oberflächen der
PTC-Elemente 41 geschichtet sind, um diesen dazwischen anzuordnen.
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Eine
Vielzahl, beispielsweise 4, der PTC-Elementen 41 sind
Seite an Seite angeordnet, und sie sind so aufgebaut, dass sie in
Einheiten von einzelnen PTC-Elementen 41 durch den Steuerkreis,
der auf den Steuertafeln 22 integriert ist, an/ausgesteuert wird.
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Die
Elektrodenplatten 42, die zum Bereitstellen eines elektrischen
Stroms an die PTC-Elemente 41 vorgesehen sind, sind Bögen mit
derselben rechteckförmigen
Gestalt wie die PTC-Elemente 41, und sind elektrisch leitend
und Wärme
leitend.
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Die
inkompressiblen Isolierschichten 43 sind rechtförmige Bögen, die
aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid,
ausgebildet sind, und sind Wärme
leitend. Die inkompressiblen Isolierschichten 43 weisen
einen größeren Oberflächenbereich
als die Elektrodenplatten 42 auf, so dass sich die vier
Kanten davon leicht weiter nach außen erstrecken als die vier
Kanten der Elektrodenplatten 42, wenn sie auf den äußeren Oberflächen der
Elektrodenplatten 42 (vergleiche 5) geschichtet
sind.
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Die
inkompressiblen Isolierschichten 43 sind mit einer Dicke
von 1,0 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger ausgebildet. Der Grund
besteht darin, den Wärmewiderstand
zwischen den PTC-Elementen 41 und den Elektrodenplatten 42 und
des oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 und
des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50,
die an den äußeren Seiten
davon angeordnet sind, zu minimieren, genauso wie eine ausreichende
elektrische Isolation sicher zu stellen. Selbst wenn die inkompressible
Isolationsschicht 43 beschädigt ist, ist die Dicke wenigstens
1,0 mm, so dass eine Isolation durch eine Luftschicht sichergestellt
ist.
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Die
kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 sind rechteckförmige Bögen, die eine Kompressibilität aufweisen,
sind aus isolierenden Bögen, wie
beispielsweise Silikonbögen
ausgebildet und sind Wärme
leitend. Diese kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 weisen einen größeren Oberflächenbereich
als die inkompressiblen Isolierschichten 43 auf, so dass
sich die vier Kanten davon deutlich weiter nach außen als
die vier Kanten der Elektrodenplatten 42 erstrecken, wenn
sie auf den äußeren Oberflächen der
inkompressiblen Isolierschichten 43 (vergleiche 5)
geschichtet sind.
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Wenn
die kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 aus Silikonbögen gefertigt sind, beträgt ihre
Dicke 0,4 mm bis 2,0 mm. Der Grund dafür ist, die Dicke auf 2,0 mm
oder weniger zu begrenzen, um den Wärmewiderstand zwischen den
PTC-Elementen 41, die als Wärmeträgerelemente dienen und des oberen
Wärmeträger-Umlaufkastens 30 und
des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 zu
minimieren. Ein weiterer Grund besteht darin, dass Silikonbögen mit
einer Dicke von wenigstens 0,4 mm eine ausreichende Kompressionswirkung
sicherstellen, so dass, wenn der PTC-Heizer 40 zwischen
dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 angeordnet
ist, unter Verwendung der Kompressibilität, der obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
der untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 zuverlässig in
engem Kontakt mit dem PTC-Heizer 40 angeordnet ist, und
ferner, Abmessungstoleranzen der Anordnung ausgeglichen werden.
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3 und 4 zeigen
einen Wärmeträger-Strömungsweg
in dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50.
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Der
untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 ist
ein rechteckförmiges
Kastenelement, das aus einem Wärme
leitenden Material, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung,
ausgebildet ist und an der unteren Oberfläche davon einen Einlasskopf 52 und einen
Auslasskopf 53, die ein Paar an einem Ende ausbilden, und
eine Vielzahl von einzelnen parallelen nutenförmigen Umlaufkanälen 54 enthält, die
sich vor dem Einlasskopf 52 in Richtung des anderen Endes erstrecken
und eine Kehrtwende an dem anderen Ende ausbilden, um zu dem Auslasskopf 53 zurück zu kehren.
Die untere Oberfläche
des Einlasskopfs 52, des Auslasskopfs 53, und
des Umlaufkanal 54 ist mit einer Abdeckung 51 abgedichtet.
Dementsprechend ist ein Strömungsweg
für den
Wärmeträger innerhalb
des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 ausgebildet,
wobei der Wärmeträger, der
in den Einlasskopf 52 einströmt, sich in die Vielzahl der
Umlaufkanäle 54 an
dem Einlasskopf 52 aufteilt, gleichzeitig durch die Umlaufkanäle 54 parallel
umläuft,
an dem anderen Ende eine Kehrtwende durchführt und den Auslasskopf 53 erreicht.
Es wird ein höherer
Druckabfall erwartet, da die Umlaufkanäle 54 Kehrtwendenwege
sind und infolgedessen länger
als die Umlaufkanäle 33 in
dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 sind.
Daher sind die Umlaufkanäle 54 mit einer
größeren Breite
als die Breite der Umlaufkanäle 33 (vergleiche 5 und 6)
ausgebildet.
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Der
Einlasskopf 52 des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 kommuniziert
mit der Kommunikationsöffnung 35,
die in dem Auslasskopf 32 des oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 vorgesehen ist,
und der Wärmeträger, der
im oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 strömt, strömt dort
hindurch. Ferner kommuniziert des Auslasskopf 53 des unteren
Wärmeträger-Umlaufkastens 50 mit
dem Auslass 36, der in dem Auslasskopf 32 des
oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 vorgesehen
ist, aber so, dass er davon getrennt ist, folglich bildet er einen
Weg aus, durch den der Wärmeträger gezwungen wird
nach außen
durch den unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 zu
strömen.
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Die
obere Oberfläche
des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 definiert
eine ebene Oberfläche 55 (vergleiche 5 und 6),
und durch Anordnen des PTC-Heizers 40 zwischen der flachen Oberfläche 55 und
der flachen herabgesetzten Oberfläche 37 des oberen
Wärmeträger-Umlaufkastens 30,
werden die Oberflächen 37 und 55 mit
den kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 des PTC-Heizers 40 in Kontakt
gedrückt.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Wärmeträger-Strömungswegs,
wenn der obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
der untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 an
beiden Seiten geschichtet sind, um den PTC-Heizer 40 dazwischen anzuordnen.
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Folglich
ist der PTC-Heizer 40 so aufgebaut, dass es möglich ist,
Wärme von
beiden Oberflächen auf
den Wärmeträger, der
in dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
in unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 umläuft, die
in engem Kontakt mit den beiden Oberflächen davon vorgesehen sind, abzustrahlen,
und folglich den Wärmeträger zu erhitzen.
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4 zeigt
den Wärmeträger-Strömungsweg,
der durch den oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
den unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 ausgebildet
ist.
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Der
Wärmeträger-Umlaufkreis 11 ist
mit dem Einlass 34 des oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 verbunden.
Ein Wärmeträger einer
geringen Temperatur, der mit Druck von der Pumpe 9 zugeführt wird,
strömt
von dem Einlass 34 in den Einlasskopf 31 und verteilt
sich in die einzelnen Umlaufkanäle 33. Nachdem
der Wärmeträger, der
in den einzelnen Umlaufkanälen 33 in
Richtung des Auslasskopfs 32 umläuft, sich an dem Auslasskopf 32 vereinigt
hat, strömt
er in den Einlasskopf 52 des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 über die
Kommunikationsöffnung 35.
Nachdem der Wärmeträger sich
in die verschiedenen Umlaufkanäle 54 in
dem Einlasskopf 52 aufgeteilt hat, innerhalb jedes Umlaufkanals 54 umläuft und
eine Kehrtwende an dem anderen Ende durchführt, erreicht er den Auslasskopf 53,
wo er wiedervereinigt wird. Der Wärmeträger strömt anschließend von dem Auslass 36,
der mit dem Auslasskopf 53 kommuniziert, aus dem Wärmeträger-Umlaufkreis 11 aus.
Folglich wird ein Strömungsweg
für den
Wärmeträger durch
den obigen Aufbau ausgebildet.
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Als
nächstes
wird der Betrieb der Fahrzeug-Klimaanlage 1 und der Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 entsprechend
dieser Ausführungsform beschrieben.
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In
der Fahrzeug-Klimaanlage 1 wird die äußere Luft oder die Fahrzeugkabinenluft,
die in das Gebläse 4 gesogen
wird, unter Druck dem Kühler 5 zugeführt, wo
sie einen Wärmeaustausch
mit dem Kühlmittel,
das in dem Kühler 5 umläuft, durchführt, und
folglich gekühlt
wird. Diese kühle
Luft wird dann durch den Mischluftdämpfer 7 aufgeteilt.
Ein Teil strömt
in den Heizkörper 6 und
der andere Teil strömt an
dem Heizkörper 6 vorbei.
Nachdem die Luft, die in dem Heizkörper 6 erhitzt wurde,
mit der Luft, die an dem Heizkörper 6 vorbei
geströmt
ist, an der stromabwärts
gelegenen Seite davon gemischt wurde, um diese auf eine vorbestimmte
Temperatur zu regeln, wird sie in den Fahrzeugraum ausgeblasen.
Folglich wird die Temperatur des Fahrzeugrauminneren reguliert.
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Die
Erwärmung
der Luft durch den Heizkörper 6 wird
durch strahlende Wärme
von dem Wärmeträger hoher
Temperatur, der in dem Wärmeträger-Umlaufkreis 11 umläuft, erreicht.
Der Wärmeträger in dem
Wärmeträger-Umlaufkreis 11 wird
von dem Tank 8 der Wärmeträger-Umlaufvorrichtung 10 mittels
der Pumpe 9 zugeführt,
wo er auf ungefähr 80°C erhitzt
wird und an den Heizkörper 6 zugeführt wird.
Der Wärmeträger mit
dieser Temperatur wird einem Wärmeaustausch
mit Luft zugeführt,
die während
des Umlaufs in dem Heizkörper 6 durch
den Kühler 5 gekühlt und
getrocknet wird, strahlt Wärme an
die Luft ab, um die Temperatur zu senken, und kehrt zu dem Tank 8 zurück. Durch
Wiederholung desselben wird eine Lufterhitzung kontinuierlich durch
den Heizkörper 6 durchgeführt.
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In
der Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 strömt ein Wärmeträger geringer
Temperatur von dem Einlass 34 in den oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 ein,
an den Einlasskopf 31. Die Temperatur dieses Wärmeträgers wird
durch den PTC-Heizer 40 erhöht, während er in den Umlaufkanälen 33,
nachdem er sich an dem Einlasskopf 31 aufgeteilt hat, umläuft, und
er erreicht den Auslasskopf 32. Der an dem Auslasskopf 32 vereinte
Wärmeträger strömt in den Einlasskopf 52 des
unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 via
der Kommunikationsöffnung 35,
und während
er in den Umlaufkanälen 54 umläuft, wird, nachdem
er durch den Einlasskopf 52 aufgeteilt wurde, seine Temperatur
wieder durch den PTC-Heizer 40 erhöht, und er erreicht den Auslasskopf 53.
Auf diese Weise wird, während
der Wärmeträger in dem oberen
Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 umläuft, seine Temperatur
erhöht,
um einen Wärmeträger hoher Temperatur
mit ungefähr
80°C zu
erzeugen, der aus dem Auslasskopf 53 in den Wärmeträger-Umlaufkreis 11 via
des Auslasses 36 strömt.
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Es
wird eine hohe Spannung von der Steuertafel 22 an die PTC-Elemente 41,
die als Wärme
erzeugende Elemente dienen, des PTC-Heizers via der Elektrodenplatten 42 angelegt.
Folglich erzeugen die PTC-Elemente 41 Wärme, die von ihren Oberflächen abgestrahlt
wird. Diese Wärme
wird an den oberen Wärmeträger-Umlaufkästen 30 und
den unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 via
der Elektrodenplatten 42, der inkompressiblen Isolationsschichten 43 und
der kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 geleitet, die in engem Kontakt mit
den PTC-Elementen 41 stehen, und folglich zu der Wärme des
Wärmeträgers beitragen.
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Die
PTC-Elemente 41, von denen vier vorhanden sind, werden
in Einheiten einzelner PTC-Elemente 41 durch die Steuertafel 22 entsprechend
der Temperatur des Wärmeträgers, der
in die Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 strömt, an-
und ausgeschaltet, die folglich die Wärmekapazität steuern. Folglich ist es
möglich,
den Wärmeträger auf
eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen und diese abzugeben.
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Die
hohe Spannung, die an die PTC-Elemente 41 angelegt wird,
ist von dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 durch
die inkompressiblen Isolationsschichten 43 isoliert, die
an den Oberflächen an
beiden Seiten davon angeordnet sind. In dieser Ausführungsform
fungieren die kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 auch als Isolationsschichten, da
sie auch aus isolierenden Bögen,
wie beispielsweise Silikonbögen,
ausgebildet sind. Insofern erhöht
das Ausbilden doppelter Isolierschichten die elektrische Isolation.
Der Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten 43 ist größer als
der der Elektrodenplatten 42, und der Oberflächenbereich
der kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 ist wiederum größer als der der inkompressiblen Isolierschichten 43;
folglich erstrecken sich die vier Kanten davon weiter nach außen als
die vier Kanten der Elektrodenplatten 42 und der inkompressiblen Isolierschichten 43.
Daher können
Kurzschlüsse
zwischen den PTC-Elementen 41 und den Elektrodenplatten 42,
und dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 zuverlässig verhindert
werden.
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Wärme erzeugende
Komponenten, wie beispielsweise FETs 23, sind an der Steuertafel 22,
die den PTC-Heizer 40 steuert, vorgesehen; die Wärme erzeugenden
Komponenten, wie beispielsweise FETs 23, sind an der unteren
Oberfläche
der Steuertafel 22 vorgesehen und stehen mit dem Kühlabschnitt 25,
der an der unteren Oberfläche
des Tafelaufnahmekastens 20 vorgesehen ist, in Kontakt.
Der Kühlabschnitt 25,
der mit den Wärmeträger-Umlaufkanälen 33 in
dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 in
Kontakt steht, besitzt eine geringere Temperatur als die Wärme erzeugenden
Komponenten, wie beispielsweise die FETs 23, aufgrund des
Wärmeträgers, der
im Inneren umläuft.
Dadurch werden die Wärme
erzeugenden Komponenten durch den umlaufenden Wärmeträger stark gekühlt. Ferner,
da die Wärme
erzeugenden Komponenten, wie beispielsweise die FETs 23,
und der Kühlabschnitt 25 in
der Umgebung der Einlassseite der Wärmeträger-Umlaufkanäle 33 angeordnet
sind, werden sie wirksam durch den Wärmeträger gekühlt, der in der Umgebung des
Einlasses immer noch eine geringe Temperatur aufweist.
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Diese
Ausführungsform
bietet die folgenden Vorteile.
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Es
wird Wärme
von beiden Oberflächen
des PTC-Heizers 40 abgetrahlt, die folglich den Wärmeträger, der
in dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 umläuft, erwärmen. Infolgedessen
ist es möglich, die
Wärmestrahlungseffizienz
des PTC-Heizers 40 zu erhöhen und die Heizleistung zu
verbessern. Ferner ist eine geschichtete Struktur vorgesehen, in
welcher der PTC-Heizer 40 zwischen dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 angeordnet
ist, somit stehen der obere Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
der untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 mit
den beiden Oberflächen
des PTC-Heizers 40 in engem Kontakt. Infolgedessen ist
es möglich,
den PTC-Heizer 40, den oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
den unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 in
engem Kontakt miteinander aufzubauen, was die Wärmeleitungseigenschaften verbessert
und die das Zusammenfügen
vereinfacht.
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Da
der PTC-Heizer 40 einen geschichteten Aufbau aufweist,
in dem die Elektrodenplatten 42, die inkompressiblen Isolierschichten 43 und
die kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 nacheinander auf beiden Oberflächen des
PTC-Elements 41 vorgesehen sind, wird der Wärmewiderstand
zwischen den PTC-Elementen 41 und dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 reduziert,
was infolgedessen die Wärmeleitungseigenschaften
erhöht,
und zusätzlich
ist es möglich,
eine ausreichende elektrische Isolation dazwischen sicherzustellen.
Es ist im Besonderen möglich,
durch Anwenden der Kompressibilität der kompressiblen Wärme leitenden
Schichten 44, den PTC-Heizer 40 und die oberen
und unteren Wärmeträger-Umlaufkästen 30 und 50 durch
Gegeneinanderdrücken
zusammenzufügen,
was die Kontakteigenschaften zwischen diesen Teilen verbessert. Demzufolge
ist es möglich,
die Wärmeleitungseigenschaften
zu verbessern und Größentoleranzen
in der Anordnung auszugleichen.
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Da
die inkompressiblen Isolierschichten 43 eine Dicke von
1,0 mm oder mehr und 2,5 mm oder weniger aufweisen, ist es möglich, den
Wärmewiderstand
zwischen den PTC-Elementen 41 und den Elektrodenplatten 42,
und der oberen Wärmeträgerbox 30 und
der unteren Wärmeträger-Umlaufbox 50, die
an den äußeren Seiten
davon angeordnet sind, zu verbessern, und es ist ferner möglich, eine
ausreichende elektrische Isolation zwischen ihnen sicherzustellen.
Ferner ist es möglich,
selbst wenn die inkompressiblen Isolierschichten 43 beschädigt sind, da
es möglich
ist, eine Luftschicht von wenigstens 1,0 mm sicherzustellen, eine
Isolation aufrechtzuerhalten.
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Durch
Ausbilden der kompressiblen Wärme leitenden
Schichten 44 der isolierenden Bögen, wie beispielsweise Silikonbögen, können auch
sie als Isolierschichten dienen. Folglich ist es möglich, eine doppelt-isolierende
Schichtstruktur auszubilden, die den elektrisch isolierenden Eigenschaften
erlaubt, verbessert zu werden. Ferner ist es möglich, da diese isolierenden
Bögen (Silikonbögen) eine
Dicke von 0,4 mm bis 2,0 mm aufweisen, die notwendige Kompressibilität sicherzustellen,
bei gleichzeitig ausreichender Reduzierung des Wärmewiderstands.
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Der
Oberflächenbereich
der inkompressiblen Isolierschichten 43 ist größer als
der der Elektrodenplatten 42, und der Oberflächenbereich
der kompressiblen Wärme
leitenden Schichten 44 ist wiederum größer als der der inkompressiblen
Isolierschichten 43. Folglich ist es möglich, die vier Kanten davon
zu veranlassen, sich weiter als die vier Kanten der Elektrodenplatten 42 und
der inkompressiblen Isolierschichten 43 nach außen zu erstrecken.
Daher ist es möglich,
zuverlässig
Kurzschlüsse
zwischen PTC-Elementen 41 und Elektrodenplatten 42 und des
oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 und
des unteren Wärmeträger-Umlaufkastens 50 zu
verhindern, und es ist folglich möglich, die elektrischen Isolationseigenschaften
weiter zu verbessern.
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Die
Umlaufkanäle 33 und 54 in
dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 und
dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50,
die an den zwei Oberflächen
des PTC-Heizers 40 vorgesehen sind, kommunizieren miteinander,
und verlängern
folglich den Strömungsweg
des Wärmeträgers. Demzufolge ist
es möglich,
die Kontaktlänge
bezüglich
des PTC-Heizers 40 zu vergrößern, was erlaubt, die Wärmeleistung
des Wärmeträgers zu
verbessern. Ferner ist es möglich,
da die Kapazität
des PTC-Heizers 40 entsprechend der Temperatur des Wärmeträgers gesteuert
werden kann, beständig
einen Wärmeträger zuzuführen, der
auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wurde.
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Die
Steuertafel 22, welche die Wärme erzeugenden Komponenten,
wie beispielsweise die FETs 23, aufweist, ist innerhalb
des Tafelaufnahmekastens 20 angeordnet, der mit dem oberen
Wärmeträger-Umlaufkasten 30 so
verbunden ist, dass er durch den Wärmeträger stark gekühlt wird,
der in dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 umläuft. Folglich kann
die Steuertafel 22 thermisch stabilisiert werden, womit
der Wärmewiderstand
und die Haltbarkeit desselben verbessert wird. Im Besonderen ist
es möglich,
da die Wärme
erzeugenden Komponenten in Kontakt mit dem Kühlabschnitt 25 stehen,
der in dem Tafelaufnahmekasten 20 vorgesehen ist, um ihm
zu erlauben durch Wärmeleitung
gekühlt
zu werden, die Kühlwirkung
weiter zu verbessern. Ferner ist es möglich, da die Wärme erzeugenden
Komponenten und der Kühlabschnitt 25 in
der Nähe
der Einlassseite des oberen Wärmeträger-Umlaufkastens 30 angeordnet sind,
sie mit einem Wärmeträger von
vergleichsweise geringer Temperatur effizient zu kühlen.
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Da
die Fahrzeug-Klimaanlage 1 dieser Ausführungsform die Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 enthält, und
der Wärmeträger, der
durch diese Wärmeträger-Heizvorrichtung 10 erwärmt wird,
in dem Heizkörper 6 umläuft, um
als eine Wärmequelle
für die
Luft zu dienen, ist sie für
die Verwendung in einer Klimaanlage in Fahrzeugen geeignet, die
nicht mit einem Motor ausgestattet sind, der ein Kühlmittel
verwendet, wie beispielsweise in einem elektrischen Auto. Allerdings
ist sie nicht auf diese Anwendung begrenzt und kann gleichermaßen in Klimaanlagen
von Fahrzeugen vorgesehen sein, die mit Motoren ausgestattet sind,
deren Kühlmittel
als eine Wärmequelle zum
Erwärmen
der Luft in einem Heizkörper
fungiert. In einem solchen Fall ist es möglich, da ein Kühlmittel geringer
Temperatur schnell erwärmt
werden kann und in dem Heizkörper
umläuft,
wenn die Klimaanlage in Betrieb genommen ist, die Leistungsfähigkeit der
Inbetriebnahme der Klimaanlage zu verbessern.
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Die
Ausführungsform,
die oben beschrieben ist, wurde anhand eines Beispiels beschrieben,
in dem der Wärmeträger von
dem oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 in
den unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 umläuft. Allerdings
kann er auch in der umgekehrten Richtung von dem unteren Wärmeträger-Umlaufkasten 50 in
den oberen Wärmeträger-Umlaufkasten 30 umlaufen.
In diesem Fall kann, um die Kühlleistung
der Steuertafel 22 aufrecht zu erhalten, der Tafelaufnahmekasten 20 an
der Seite angeordnet sein, an welcher der untere Wärmeträger-Umlaufkasten 50 angeordnet
ist.