DE102013010907A1

DE102013010907A1 - An electric heater and a method of manufacturing an electric heater

Info

Publication number: DE102013010907A1
Application number: DE201310010907
Authority: DE
Inventors: Dietmar Bytzek; Karl Göttl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31
Also published as: WO2014206951A1

Abstract

Beschrieben wird eine elektrische Heizeinrichtung (10), insbesondere für ein Fahrzeug (12), zur Erwärmung eines ersten Mediums (14) und eines zweiten Mediums (16), umfassend zumindest ein das zweite Medium (16) führendes Rohr (18), einen mit dem zumindest einen Rohr (18) in wärmeleitendem Kontakt stehenden Wärmeübertrager (20), der das erste Medium (14) führt, und ein eine Oberfläche (22) des zumindest einen Rohres (18) zumindest teilweise bedeckendes Schichtheizelement (24). Beschrieben wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Heizeinrichtung.An electrical heating device (10) is described, in particular for a vehicle (12), for heating a first medium (14) and a second medium (16), comprising at least one pipe (18) guiding the second medium (16), one with the at least one tube (18) in heat-conducting contact, which carries the first medium (14), and a layer heating element (24) at least partially covering a surface (22) of the at least one tube (18). A method for producing such an electrical heating device is also described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Heizeinrichtung.The present invention relates to an electric heater and a method of manufacturing such an electric heater.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizeinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Heizeinrichtung bereitzustellen, die eine auf ihr Volumen bezogene geringe Wärmeträgheit aufweist und die zwei Medien zugleich erwärmen kann.The present invention has for its object to provide an electric heater and a method for producing such an electric heater, which has a volume based on their low thermal inertia and can heat the two media at the same time.

Beschrieben wird eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, zur Erwärmung eines ersten Mediums und eines zweiten Mediums, umfassend zumindest ein das zweite Medium führendes Rohr, einen mit dem zumindest einen Rohr in wärmeleitendem Kontakt stehenden Wärmeübertrager, der das erste Medium führt, und ein eine Oberfläche des zumindest einen Rohres zumindest teilweise bedeckendes Schichtheizelement. Eine derartige elektrische Heizeinrichtung kann multifunktional verwendet werden, da sie das erste Medium über den Wärmeübertrager und das zweite Medium über das zumindest eine Rohr erwärmen kann. Das zweite Medium kann in dem zumindest eine Rohr fließen. Durch ein Aufbringen des Schichtheizelementes auf die Oberfläche des Rohres kann eine schnelle Erwärmung des das zweite Medium führenden zumindest einen Rohres sichergestellt werden. Durch den wärmeleitenden Kontakt zwischen dem zumindest einen Rohr und dem Wärmeübertrager kann gleichzeitig auch eine schnelle Erwärmung des Wärmeübertragers durch das Schichtheizelement realisiert sein. Das erste Medium und/oder das zweite Medium können beispielsweise ein gasförmiges beziehungsweise flüssiges Medium sein. Das erste Medium kann beispielsweise Luft sein. Das zweite Medium kann beispielsweise Wasser beziehungsweise eine Wasser/Glykol-Mischung sein. Wird das zweite Medium vor jeder Inbetriebnahme der elektrischen Heizeinrichtung bei Zimmertemperatur aus dem zumindest einen Rohe entfernt, ergibt sich eine sehr geringe Wärmekapazität der elektrischen Heizeinrichtung, die ein schnelles Aufheizen erlaubt. Der Wärmeübertrager und das zumindest eine Rohr können jeweils aus einem gut wärmeleitenden Material gefertigt sein. Beispielsweise können der Wärmeübertrager und das zumindest eine Rohr aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Metall beziehungsweise einer Metalllegierung gefertigt sein. Der wärmeleitende Kontakt zwischen dem Wärmeübertrager und dem zumindest einen Rohr kann beispielsweise durch Anschweißen beziehungsweise -löten des Wärmeübertragers an das zumindest eine Rohr hergestellt sein. Ein Ankleben des Wärmeübertragers an das zumindest eine Rohr durch einen Wärmeleitkleber ist alternativ oder zusätzlich ebenfalls möglich. Das Schichtheizelement kann insbesondere ein flächig auf die Oberfläche des zumindest einen Rohres aufgebrachter ohmscher Heizwiderstand sein. Das Schichtheizelement kann beispielsweise durch ein thermisches Aufspritzverfahren flächig auf die Oberfläche des zumindest einen Rohres aufgebracht sein. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann beispielsweise ein Plasmaspritzverfahren, ein Kaltgasspritzverfahren oder ein Flammspritzverfahren sein. Das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann insbesondere ein Kaltgasplasmaspritzverfahren oder ein Suspensionsflammspritzverfahren sein. Beim Kaltgasspritzen wird ein Gas, beispielsweise Stickstoff auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt, wobei mit dem Gas beförderte Partikel mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mehrfacher Schallgeschwindigkeit auf die Oberfläche des zumindest einen Rohres auftreffen und durch die hohe kinetische Energie eine dichte, fest haftende Schicht bilden. Beim Suspensionsflammspritzen wird zunächst eine Suspension mit den aufzubringenden/aufzuspritzenden Partikeln hergestellt, um diese Suspension dann mit einer Flamme einzudüsen. Dabei verdampft die Flüssigkeit zumindest teilweise, vorzugsweise ganz, und es treffen im Idealfall nur die jeweiligen Partikel auf die Zieloberfläche des zumindest einen Rohres auf, wodurch sich ebenfalls dichte Schichten herstellen lassen. Durch das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren kann das Schichtheizelement direkt in stoffschlüssigen Kontakt auf der Oberfläche des Rohres gefertigt werden, ohne dass eine spätere Montage des Schichtheizelementes an dem zumindest einen Rohr notwendig wäre. Eine den ohmschen Widerstand des Schichtheizelementes im Wesentlichen bereitstellende Heizschicht und/oder eine eventuell vorhandene Isolationsschicht können bereits strukturiert, das heißt einzelne unabhängige Leiterbahnen definierend, auf das zumindest eine Rohr aufgebracht werden und/oder nach der Auftragung strukturiert werden. Zur Strukturierung können je nach Bedarf, beispielsweise in Abhängigkeit des zu erreichenden Leiterbahnabstandes, unterschiedliche, an sich bekannte Verfahren angewendet werden. Das Schichtheizelement kann durch das thermische Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren direkt von bereits vorhandenen Bauteilen der elektrischen Heizeinrichtung getragen werden, so dass Bauraum für separate Trägerelemente eingespart werden kann. Die elektrische Heizeinrichtung kann ein Gehäuse umfassen, das zur Aufnahme aller Bestandteile der elektrischen Heizeinrichtung vorgesehen ist und insbesondere zur Führung des ersten Mediums eingerichtet sein kann. Das Schichtheizelement kann mit einer Gleichspannung oder einer Wechselspannung im Niedervolt- oder im Hochvoltbereich betrieben werden. Die beschriebene Heizeinrichtung kann in Abhängigkeit von den Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Mediums und des zweiten Mediums wahlweise nur das erste Medium beziehungsweise nur das zweite Medium heizen, wobei der Durchfluss des nicht beheizten Mediums vorzugsweise auf null reduziert wird oder das nicht beheizte Medium aus der elektrischen Heizeinrichtung abgelassen/entfernt wird. Mit der beschriebenen elektrischen Heizeinrichtung können beispielsweise Heizleistungen von 2 kW bis 10 kW bei einer Versorgungsspannung von 48 V realisierbar sein. Es kann sich somit eine auf die Oberfläche der Heizeinrichtung bezogene hohe Flächenleistung [w/cm²] ergeben. Andere Versorgungsspannungen, beispielsweise bis 1000 V sind problemlos möglich und können bei einer im Übrigen identischen Heizeinrichtung zu einer anderen Heizleistung/Flächenleistung führen. Zur Regelung der Heizleistung kann beispielsweise ein pulsweitenmodulierter Betrieb des Schichtheizelementes vorgesehen sein. Das zweite Medium in dem zumindest einen Rohr kann als örtlicher Überhitzungsschutz für das Schichtheizelement genutzt werden, da seine freie Konvektion im Inneren des zumindest einen Rohres temperaturausgleichend wirkt. Wenn der Durchfluss des nicht beheizten zweiten Mediums durch Sperrung von Zu- und Abläufen auf null reduziert ist, kann eine Drucküberwachung des somit abgeschlossen Volumens des zumindest einen Rohres als eine Übertemperaturabsicherung und/oder zur Dampfschlagerkennung genutzt werden. Letztere Funktion kann insbesondere im Zusammenhang mit einem flüssigen zweiten Medium sinnvoll sein. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung von dem zumindest einen Rohr auf das zweite Medium können Turbulenzerzeuger vorgesehen sein, beispielsweise eine kammartige Struktur der mit dem zweiten Medium in Kontakt stehenden Oberfläche des zumindest einen Rohres, die die Durchmischung des zweiten Mediums verbessern.An electrical heating device, in particular for a vehicle, for heating a first medium and a second medium, comprising at least one tube guiding the second medium, a heat exchanger in heat-conducting contact with the at least one tube, which guides the first medium, and a a surface of the at least one tube at least partially covering Schichtheizelement. Such an electric heater can be used multifunctional, since it can heat the first medium via the heat exchanger and the second medium via the at least one tube. The second medium may flow in the at least one tube. By applying the Schichtheizelementes on the surface of the tube rapid heating of the second medium leading at least one tube can be ensured. Due to the heat-conductive contact between the at least one tube and the heat exchanger, a rapid heating of the heat exchanger by the layer heating element can be realized at the same time. The first medium and / or the second medium may be, for example, a gaseous or liquid medium. The first medium may be, for example, air. The second medium may be, for example, water or a water / glycol mixture. If the second medium is removed from the at least one tube at room temperature before each startup of the electrical heating device, a very low heat capacity of the electrical heating device, which allows rapid heating, results. The heat exchanger and the at least one tube can each be made of a good heat-conducting material. For example, the heat exchanger and the at least one tube may be made of a metallic material, in particular a metal or a metal alloy. The thermally conductive contact between the heat exchanger and the at least one tube can be made for example by welding or soldering of the heat exchanger to the at least one tube. An adhesion of the heat exchanger to the at least one tube by a thermal adhesive is alternatively or additionally also possible. The layer heating element may, in particular, be an ohmic heating resistor applied flatly to the surface of the at least one tube. The layer heating element can be applied, for example, by a thermal spraying process surface on the surface of the at least one tube. The thermal spraying or spraying method can be, for example, a plasma spraying method, a cold gas spraying method or a flame spraying method. The thermal spraying or spraying method may in particular be a cold gas plasma spraying process or a suspension flame spraying process. In cold gas spraying, a gas, such as nitrogen, is accelerated to high velocities, with particles carried by the gas impinging on the surface of the at least one tube at high velocity, such as multiple sonic speeds, forming a dense, adherent layer through the high kinetic energy. In suspension flame spraying, a suspension with the particles to be applied / sprayed on is first prepared in order to then inject this suspension with a flame. In this case, the liquid evaporates at least partially, preferably completely, and in the ideal case, only the respective particles strike the target surface of the at least one tube, as a result of which it is also possible to produce dense layers. By the thermal spraying or spraying method, the layer heating element can be made directly in cohesive contact on the surface of the tube without a subsequent assembly of the Schichtheizelementes on the at least one tube would be necessary. A heating layer essentially providing the ohmic resistance of the layer heating element and / or a possibly existing insulation layer can already be structured, that is to say defining individual independent conductor tracks, onto which at least one pipe is applied and / or structured after application. For structuring, depending on requirements, for example, depending on the conductor track distance to be achieved, different methods known per se can be used. The layer heating element can be carried by the thermal spraying or spraying directly from existing components of the electric heater, so that space for separate support elements can be saved. The electric heating device may comprise a housing which is provided for receiving all the components of the electric heater and in particular may be arranged to guide the first medium. The layer heating element can be operated with a DC voltage or an AC voltage in the low-voltage or in the high-voltage range. Depending on the flow rates of the first medium and the second medium, the described heating device can optionally heat only the first medium or only the second medium, wherein the flow of the unheated medium is preferably reduced to zero or the unheated medium is drained / removed from the electric heater. With the described electrical heating device, for example, heating powers of 2 kW to 10 kW at a supply voltage of 48 V can be realized. It can thus result in a high surface area [w / cm ² ] related to the surface of the heating device. Other supply voltages, for example, up to 1000 V are easily possible and can lead to a different heating capacity / area performance in an otherwise identical heater. To control the heating power, for example, a pulse width modulated operation of the layer heating element can be provided. The second medium in the at least one tube can be used as a local overheating protection for the Schichtheizelement, since its free convection inside the at least one tube acts to compensate for temperature. If the flow rate of the unheated second medium is reduced to zero by blocking inflows and outflows, pressure monitoring of the thus closed volume of the at least one tube can be used as over-temperature protection and / or for steam-hammer detection. The latter function may be useful in particular in connection with a liquid second medium. To improve the heat transfer from the at least one tube to the second medium, turbulence generators may be provided, for example a comb-like structure of the surface of the at least one tube which is in contact with the second medium, which improve the mixing of the second medium.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass der Wärmeübertrager in direktem oder stoffschlüssigem wärmeleitendem Kontakt mit dem zumindest einen Rohr steht. Der direkte oder stoffschlüssige wärmeleitende Kontakt zwischen dem zumindest einen Rohr und dem Wärmeübertrager kann beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Klemmen, Anschrauben, insbesondere jedoch durch Anschmelzen des Wärmeübertragers an das zumindest eine Rohr hergestellt werden. Durch das Anschmelzen des Wärmeübertragers an dem zumindest einen Rohr kann auf eine zwischen dem zumindest einen Rohr und dem Wärmeübertrager liegende verbindende Zwischenschicht verzichtet werden und zugleich eine innige, gut wärmeleitende Verbindung zwischen dem zumindest einen Rohr und dem Wärmeübertrager hergestellt werden.Usefully, it can be provided that the heat exchanger is in direct or cohesive heat-conducting contact with the at least one tube. The direct or cohesive heat-conducting contact between the at least one tube and the heat exchanger can be produced for example by welding, gluing, clamping, screwing, but in particular by melting the heat exchanger to the at least one tube. By melting the heat exchanger on the at least one tube can be dispensed with a lying between the at least one tube and the heat exchanger connecting intermediate layer and at the same time an intimate, good heat conducting connection between the at least one tube and the heat exchanger can be made.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schichtheizelement eine Isolationsschicht und eine Heizschicht umfasst. Wenn das zumindest eine Rohr elektrisch leitend ist, kann die Isolationsschicht den durch die Heizschicht gebildeten ohmschen Heizwiderstand gegenüber dem zumindest einen Rohr elektrisch isolieren und auf diese Weise unerwünschte Kurzschlüsse vermeiden. Die Isolationsschicht kann beispielsweise aus Al₂O₃ bestehen, wobei allerdings auch andere isolierende Materialien möglich sind, die eine hinreichend gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die Heizschicht kann beispielsweise aus einer Nickelchromlegierung oder aus einem anderen geeigneten elektrisch leitenden Material mit einem geeigneten spezifischen ohmschen Widerstand bestehen.Furthermore, it can be provided that the layer heating element comprises an insulating layer and a heating layer. If the at least one tube is electrically conductive, the insulating layer can electrically insulate the ohmic heating resistor formed by the heating layer with respect to the at least one tube and in this way avoid unwanted short circuits. The insulating layer may for example consist of Al ₂ O ₃ , although other insulating materials are possible, which have a sufficiently good thermal conductivity. The heating layer may for example consist of a nichrome alloy or of another suitable electrically conductive material having a suitable resistivity.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine Rohr zwischen einem ersten Wasseranschlusskasten und einem zweiten Wasseranschlusskasten angeordnet ist. Durch die Anordnung des zumindest einen Rohres zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten und dem zweiten Wasseranschlusskasten kann eine einfach Zu- und Abführung des zweiten Mediums durch das zumindest eine das zweite Medium führende Rohr realisiert sein. Weiterhin kann im Zusammenhang mit dem zweiten Medium eine optionale Wärmespeicherfunktionalität im Zusammenhang mit der elektrischen Heizeinrichtung realisiert sein. Das bereits erwärmte zweite Medium kann die in ihm gespeicherte thermische Energie über das zumindest eine Rohr und den Wärmeübertrager an das erste Medium übertragen, ohne dass eine zusätzliche Heizleistung durch das Schichtheizelement zur Erwärmung des ersten Mediums notwendig wäre, wenn diese optionale Wärmespeicherfunktionalität genutzt wird. Der erste Wasseranschlusskasten und/oder der zweite Wasseranschlusskasten können in diesem Zusammenhang als optionales Wärmereservoir wirken, wobei in Abhängigkeit von der Einbaulage der elektrischen Heizeinrichtung aufgrund des an sich bekannten schwerkraftabhängigen Thermosiphoneffekts eine gleichmäßige Abkühlung des in der elektrischen Heizeinrichtung vorhandenen zweiten Mediums ohne eine zusätzliche externe Umwälzung des zweiten Mediums innerhalb der elektrischen Heizeinrichtung, das heißt insbesondere zwischen dem ersten Wasserkasten, dem zweiten Wasserkasten und dem dazwischen liegenden zumindest einen Rohr realisiert sein kann, die zugleich eine gleichmäßige Wärmeabgabe an das erste Medium garantiert. Dieser Wärmespeichereffekt hat den Vorteil, dass die beschriebene elektrische Heizeinrichtung wahlweise mit einer großen oder kleinen Wärmeträgheit ausgestattet sein kann, ohne dass an dem Grundaufbau der elektrischen Heizeinrichtung Veränderungen notwendig sind.It can also be provided that the at least one tube is arranged between a first water connection box and a second water connection box. By arranging the at least one tube between the first water connection box and the second water connection box, a simple supply and discharge of the second medium can be realized by the at least one tube carrying the second medium. Furthermore, in connection with the second medium, an optional heat storage functionality can be realized in connection with the electric heating device. The already heated second medium can transfer the thermal energy stored in it via the at least one tube and the heat exchanger to the first medium, without an additional heating power by the layer heating element for heating the first medium would be necessary if this optional heat storage functionality is used. In this context, the first water connection box and / or the second water connection box may act as an optional heat reservoir, wherein, depending on the installation position of the electric heating device, a uniform cooling of the second medium present in the electric heating device without an additional external circulation due to the gravity-dependent thermosiphon effect known per se the second medium within the electric heater, that is, in particular between the first water tank, the second water tank and the intervening at least one tube can be realized, which also guarantees a uniform heat transfer to the first medium. This heat storage effect has the advantage that the electrical heating device described can be optionally equipped with a large or small thermal inertia without changes to the basic structure of the electric heater are necessary.

Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass der Wärmeübertrager zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten und dem zweiten Wasseranschlusskasten angeordnet ist. Der erste Wasseranschlusskasten und der zweite Wasseranschlusskasten können gemeinsam mit dem dazwischen liegenden zumindest einen Rohr einen ”Rahmen” für den Wärmeübertrager bereitstellen, so dass die elektrische Heizeinrichtung letztlich in einer stabilen und kompakten Bauweise herstellbar ist.Furthermore, it can also be provided that the heat exchanger is arranged between the first water connection box and the second water connection box. The first water connection box and the second water connection box, together with the at least one pipe located therebetween, can provide a "frame" for the heat exchanger, so that the electric heater is ultimately produced in a stable and compact design.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass erste elektrische Anschlusskontakte des Schichtheizelementes im Bereich des ersten Wasseranschlusskastens zumindest teilweise zusammengeführt sind und/oder dass zweite elektrische Anschlusskontakte des Schichtheizelementes im Bereich des zweiten Wasseranschlusskastens zumindest teilweise zusammengeführt sind. Das Zusammenführen der ersten elektrischen Anschlusskontakte und/oder der zweiten elektrischen Anschlusskontakte im Bereich des ersten Wasseranschlusskastens beziehungsweise des zweiten Wasseranschlusskastens erlaubt in einfacher Weise die elektrische Kontaktierung des Schichtheizelementes, die zum Betrieb der elektrischen Heizeinrichtung nötig ist. Die notwendigen Anschlusskontakte können in diesem Zusammenhang bis auf zwei Anschlusskontakte reduziert sein, insbesondere ein Anschlusskontakt im Bereich des ersten Wasseranschlusskastens und ein weiterer Anschlusskontakt im Bereich des zweiten Wasseranschlusskastens. Dies kann die Herstellungskosten der beschriebenen elektrischen Heizeinrichtung reduzieren.Usefully, it can be provided that first electrical connection contacts of the layer heating element are at least partially brought together in the region of the first water connection box and / or that second electrical connection contacts of the layer heating element are at least partially brought together in the region of the second water connection box. The merging of the first electrical connection contacts and / or the second electrical connection contacts in the region of the first water connection box or the second water connection box allows in a simple manner the electrical contacting of the Schichtheizelementes, which is necessary for the operation of the electric heater. The necessary connection contacts can be reduced in this connection to two connection contacts, in particular a connection contact in the region of the first water connection box and a further connection contact in the region of the second water connection box. This can reduce the manufacturing cost of the described electric heater.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die elektrische Heizeinrichtung eine erste Fördereinrichtung umfasst, die das erste Medium durch die elektrische Heizeinrichtung bewegt. Auf diese Weise kann der Wärmeeintrag in das erste Medium beziehungsweise die Ausgangstemperatur des ersten Mediums beim Verlassen der elektrischen Heizeinrichtung bei konstanter Heizleistung des Schichtheizelementes in weiten Bereichen frei gewählt werden.Furthermore, it can be provided that the electric heating device comprises a first conveying device, which moves the first medium through the electric heating device. In this way, the heat input into the first medium or the outlet temperature of the first medium when leaving the electric heater at a constant heat output of the Schichtheizelementes can be freely selected in many areas.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die elektrische Heizeinrichtung eine zweite Fördereinrichtung umfasst, die das zweite Medium durch die elektrische Heizeinrichtung bewegt. Auf diese Weise kann die in das zweite Medium eingetragene Wärmemenge beziehungsweise die Ausgangstemperatur des zweiten Mediums beim Verlassen der elektrischen Heizeinrichtung bei konstanter Heizleistung des Schichtheizelementes in weiten Bereichen frei gewählt werden.It can also be provided that the electric heating device comprises a second conveying device, which moves the second medium through the electric heating device. In this way, the amount of heat introduced into the second medium or the starting temperature of the second medium can be freely selected on leaving the electric heating device at constant heating power of the layer heating element.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Rohr als Flachrohr ausgeführt ist. Die Oberfläche eines Flachrohrs ist eben, so dass das Schichtheizelement besonders leicht mit gleichmäßigen Schichtdicken auf diese Oberfläche aufgetragen werden kann und weiterhin auch der Wärmeübertrager besonders einfach in thermischen Kontakt mit dieser ebenen Oberfläche gebracht werden kann. Weiterhin kann durch ein Flachrohr die Ausnutzung des verfügbaren Bauraums innerhalb der elektrischen Heizeinrichtung vereinfacht werden. Durch die Ausführung als Flachrohr ist ein verbesserter Wärmeeintrag in das zweite Medium realisierbar.Usefully it can be provided that the at least one tube is designed as a flat tube. The surface of a flat tube is flat so that the layer heating element can be applied to this surface particularly easily with uniform layer thicknesses and, furthermore, the heat exchanger can also be brought into thermal contact with this flat surface in a particularly simple manner. Furthermore, the use of the available installation space within the electric heating device can be simplified by a flat tube. The design as a flat tube, an improved heat input into the second medium can be realized.

Vorteilhafterweise kann eine derartige elektrische Heizeinrichtung in einem Fahrzeug vorgesehen sein.Advantageously, such an electric heater may be provided in a vehicle.

Beschrieben wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Heizeinrichtung, umfassend die folgenden Schritte:

– Zusammenführen des zumindest einen Rohres mit dem Wärmeübertrager, um einen wärmeleitenden Kontakt herzustellen;
– Aufbringen einer Isolationsschicht auf das zumindest eine Rohr; und
– Aufbringen einer Heizschicht auf der Isolationsschicht, um das Schichtheizelement herzustellen und Herstellen der elektrischen Anschlusskontaktierung.

Also described is a method of manufacturing such a heater, comprising the following steps:

- Merging the at least one tube with the heat exchanger to produce a thermally conductive contact;
- Applying an insulating layer on the at least one tube; and
- Applying a heating layer on the insulating layer to produce the Schichtheizelement and establishing the electrical connection contact.

Die Reihenfolge der vorstehend genannten Verfahrensschritte kann bei Bedarf optional geändert werden. Das Aufbringen des Schichtheizelementes kann mit einem der vorstehend bereits genannten thermischen Aufspritz- beziehungsweise Spritzverfahren erfolgen. Wenn die elektrische Heizeinrichtung mehrere Schichtheizelemente umfasst, können diese beispielsweise auch auf verschiedenen Rohren und/oder auf verschiedenen ”Seiten” des zumindest einen Rohres angeordnet werden. Unter einer ”Seite” des Rohres kann beispielsweise die aus einem bestimmten Blickwinkel sichtbare ”Vorderseite” des Rohres verstanden werden, die leicht von einer aus demselben Blickwinkel nicht sichtbaren ”Rückseite” des Rohres unterschieden werden kann, obwohl Vorder- und Rückseite zu derselben das Rohr begrenzenden Fläche gehören.The order of the above-mentioned process steps can optionally be changed if necessary. The application of the Schichtheizelementes can be done with one of the above-mentioned thermal spraying or spraying. If the electrical heating device comprises a plurality of layer heating elements, these can for example also be arranged on different pipes and / or on different "sides" of the at least one pipe. A "side" of the tube may be understood, for example, to be the "front" of the tube visible from a given angle, which may be easily distinguished from a "back" of the tube not visible from the same viewpoint, although the tube is the front and back thereof include limiting area.

Das beschriebene Verfahren kann insbesondere zur Herstellung jeder der vorstehend beschriebenen elektrischen Heizeinrichtungen verwendet werden.The described method can be used in particular for the production of any of the electric heaters described above.

Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der beschriebenen elektrischen Heizeinrichtung auch im Rahmen des beschriebenen Verfahrens umgesetzt.In this way, the advantages and peculiarities of the electric heating device described are also implemented in the context of the described method.

Die beschriebene elektrische Heizeinrichtung und das zugehörige Verfahren werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand einer Ausführungsform beispielhaft erläutert.The described electric heater and the associated method will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment.

Es zeigen:Show it:

1 ein Fahrzeug mit einer elektrischen Heizeinrichtung; 1 a vehicle with an electric heater;

2 eine Schnittansicht einer elektrischen Heizeinrichtung; 2 a sectional view of an electric heater;

3 eine Schnittansicht einer elektrischen Heizeinrichtung in einer Schnittebene A; 3 a sectional view of an electric heater in a sectional plane A;

4 eine Schnittansicht einer elektrischen Heizeinrichtung in einer Schnittebene B; und 4 a sectional view of an electric heater in a sectional plane B; and

5 eine Detailansicht einer elektrischen Heizeinrichtung. 5 a detailed view of an electric heater.

In den folgenden Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Teile.In the following drawings, like reference characters designate like or similar parts.

1 zeigt ein Fahrzeug 12 mit einer elektrischen Heizeinrichtung 10. Das Fahrzeug 12 umfasst weiterhin ein Steuergerät 42, eine Spannungsquelle 44, einen Raum 46, ein Reservoir 48, eine erste Fördereinrichtung 38 und eine zweite Fördereinrichtung 40. Die Spannungsquelle 44 kann die Stromversorgung sämtlicher in 1 in dem Fahrzeug 12 dargestellten Geräte sicherstellen und ist zu diesem Zweck über eine Spannungsversorgung 50 insbesondere mit dem Steuergerät 42 verbunden. Das Steuergerät 42 kann beispielsweise über eine erste elektrische Steuerleitung 52, eine zweite elektrische Steuerleitung 54 und eine dritte elektrische Steuerleitung 56 die elektrische Heizeinrichtung 10, die erste Fördereinrichtung 38 und die zweite Fördereinrichtung 40 steuern und mit der von der Spannungsquelle 44 bereitgestellten elektrischen Energie versorgen. Die erste Fördereinrichtung 38 kann ein erstes Medium, beispielsweise Luft, über eine Luftführung 62 der elektrischen Heizeinrichtung 10 zuführen. Die in der elektrischen Heizeinrichtung 10 gewärmte Luft kann anschließend über eine weitere Luftführung 64 dem Raum 46, der beispielsweise eine Passagierkabine im Inneren des Fahrzeugs 12 sein kann, zugeführt werden. Die der elektrischen Heizeinrichtung 10 zugeführte Luft kann durch die erste Fördereinrichtung 38 über eine Innenraumluftzuführung 60 aus dem Raum 46 abgesaugt werden, so dass eine Umluftbelüftung des Raums 46 realisierbar ist. Die erste Fördereinrichtung 38 kann Luft auch über eine Außenraumluftzuführung 58 von außerhalb des Fahrzeugs 12 ansaugen, so dass dem Raum 46 auch aufgewärmte Frischluft zuführbar ist. Über nicht dargestellte Ventileinrichtungen können die Volumenanteile der über die erste Fördereinrichtung 38 angesaugten Frischluft und der aus dem Raum 46 abgesaugten Raumluft variabel eingestellt werden, wobei Frischluft und Raumluft mischbar sein können. Die zweite Fördereinrichtung 40 kann der elektrischen Heizeinrichtung 10 ein zweites Medium zuführen, welches ebenfalls in der elektrischen Heizeinrichtung 10 erwärmt werden kann. Die zweite Fördereinrichtung 40 kann das zweite Medium beispielsweise aus dem Reservoir 48 über eine Führung 68 absaugen und über eine Führung 66 der elektrischen Heizeinrichtung 10 zuführen. Nach dem Durchströmen der elektrischen Heizeinrichtung 10 kann das zweite Medium über eine Führung 70 wieder in das Reservoir 48 zurückströmen. Es ergibt sich somit ein im Wesentlichen geschlossener Kreislauf für das zweite Medium, das beispielsweise Wasser oder ein Wasser/Glykol-Gemisch sein kann. Das zweite Medium kann als Pufferspeicher für thermische Energie genutzt werden. Denkbar ist auch die Nutzung der in dem zweiten Medium speicherbaren thermischen Energie in weiteren, in der 1 nicht dargestellten Systemen des Fahrzeugs 12, beispielsweise zur Warmwasserbereitung in einem Wohnwagen/Wohnmobil. Die Spannungsquelle 44 kann eine Gleichspannungsquelle oder eine Wechselspannungsquelle sein, die Spannung im Nieder- oder Hochvoltbereich bereitstellt. Das Steuergerät 42 kann von einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung einer HVAC (”Heating, Ventilation and Air Conditioning”) angesteuert sein. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die übergeordnete HVAC die erste Fördereinrichtung 38 und/oder die zweite Fördereinrichtung 40 direkt ansteuern. 1 shows a vehicle 12 with an electric heater 10 , The vehicle 12 further includes a controller 42 , a voltage source 44 , a room 46 , a reservoir 48 , a first conveyor 38 and a second conveyor 40 , The voltage source 44 can the power supply all in 1 in the vehicle 12 ensure that the device is represented and is powered by a power supply for this purpose 50 especially with the control unit 42 connected. The control unit 42 can for example via a first electrical control line 52 , a second electrical control line 54 and a third electrical control line 56 the electric heater 10 , the first conveyor 38 and the second conveyor 40 control and with the of the voltage source 44 provide electrical energy. The first conveyor 38 may be a first medium, such as air, via an air duct 62 the electric heater 10 respectively. The in the electric heater 10 warmed air can then be sent via another air duct 64 the room 46 for example, a passenger cabin inside the vehicle 12 can be supplied. The electric heater 10 supplied air can through the first conveyor 38 via an indoor air supply 60 out of the room 46 be sucked off, allowing a recirculation ventilation of the room 46 is feasible. The first conveyor 38 Air can also be supplied via an outdoor air supply 58 from outside the vehicle 12 suck in, leaving the room 46 also warmed up fresh air can be supplied. Not shown valve means, the volume components of the first conveyor 38 fresh air sucked in and out of the room 46 aspirated room air can be set variably, fresh air and indoor air can be miscible. The second conveyor 40 can the electric heater 10 a second medium, which is also in the electric heater 10 can be heated. The second conveyor 40 For example, the second medium may be from the reservoir 48 about a guide 68 suck off and over a guide 66 the electric heater 10 respectively. After flowing through the electric heater 10 can the second medium through a guide 70 back in the reservoir 48 flow back. This results in a substantially closed circuit for the second medium, which may be, for example, water or a water / glycol mixture. The second medium can be used as a buffer for thermal energy. It is also conceivable to use the stored in the second medium thermal energy in further, in the 1 not shown systems of the vehicle 12 For example, for hot water in a caravan / motorhome. The voltage source 44 may be a DC voltage source or an AC voltage source that provides voltage in the low or high voltage range. The control unit 42 can be controlled by a not shown higher-level control of a HVAC ("Heating, Ventilation and Air Conditioning"). In an alternative embodiment, not shown, the parent HVAC may be the first conveyor 38 and / or the second conveyor 40 drive directly.

2 zeigt eine Schnittansicht einer elektrischen Heizeinrichtung 10. Die in 2 dargestellte Seitenansicht der elektrischen Heizeinrichtung 10 zeigt einen ersten Wasseranschlusskasten 30 in einem oberen Bereich der elektrischen Heizeinrichtung 10 und einen zweiten Wasseranschlusskasten 32 in einem unteren Bereich der elektrischen Heizeinrichtung 10. Der erste Wasseranschlusskasten 30 und der zweite Wasseranschlusskasten 32 können insbesondere parallel in einem Abstand 72 zueinander angeordnet sein. Zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten 30 und dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 ist ein Wärmeübertrager 20 dargestellt, der aus mehreren voneinander unabhängigen Segmenten unterschiedlicher Größe aufgebaut sein kann. Sichtbar sind in 2 insbesondere Lamellen des Wärmeübertragers 20, zwischen denen das erste Medium durch die elektrische Heizeinrichtung fließen kann. Dabei kann das erste Medium erwärmt werden. Zwischen den einzelnen Segmenten des Wärmeübertragers 20 und weiterhin zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten 30 und dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 sind Rohre angeordnet, die den ersten Wasseranschlusskasten 30 mit dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 verbinden, so dass ein zweites Medium, insbesondere Wasser oder ein Wasser/Glykol-Gemisch, zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten 30 und dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 strömen kann. Diese Rohre sind in der in 2 dargestellten Seitenansicht der elektrischen Heizeinrichtung 10 durch ein Schichtheizelement 24 verdeckt, welches aus einer Isolationsschicht 26 und einer Heizschicht 28 aufgebaut ist. Die Heizschicht 28 kann in Abweichung von der in 2 dargestellten Ausführungsform der elektrischen Heizeinrichtung 10 nochmals von einer weiteren Isolationsschicht abgedeckt beziehungsweise in die dargestellte Isolationsschicht 26 eingebettet sein, was insbesondere vorteilhaft sein kann, wenn das Schichtheizelement 24 nicht im Niederspannungsbereich sondern im Hochspannungsbereich betrieben wird. In diesem Fall kann ein die Komponenten der elektrischen Heizeinrichtung aufnehmendes Gehäuse ohne zusätzliche elektrische Isolation auskommen. Das Schichtheizelement 24 ist auf einer Oberfläche 22 aufgebracht, die sich über eine Seitenfläche des ersten Wasseranschlusskastens 30 zu einer weiteren Seitenfläche des zweiten Wasseranschlusskastens 32 über durch das Schichtheizelement 24 vollständig abgedeckte Rohre erstreckt. Das Schichtheizelement 24 kann einen ersten elektrischen Anschlusskontakt 34 im Bereich des ersten Wasseranschlusskastens 30 aufweisen. Das Schichtheizelement 24 kann weiterhin einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt 36 im Bereich des zweiten Wasseranschlusskastens 32 aufweisen. Auf diese Weise kann das Schichtheizelement 24 an lediglich zwei elektrischen Anschlusspunkten, dem ersten elektrischen Anschlusskontakt 34 und dem zweiten elektrischen Anschlusskontakt 36, mit der zum Betrieb notwendigen elektrischen Energie aus der Spannungsquelle versorgt werden. Aufgrund der Anordnung der Rohre zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten 30 und dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 ergeben sich entlang der Rohre zwischen den einzelnen Segmenten des Wärmeübertragers 20 voneinander unabhängige Leiterbahnen des Schichtheizelementes 24, die jeweils eigenständige ohmsche Widerstandsheizelemente bilden können. Zur Veränderung/Anpassung des ohmschen Heizwiderstandes dieser einzelnen Leiterbahnen kann eine weitere Strukturierung, beispielsweise mithilfe einer nachträglichen Laserbearbeitung vorgesehen sein. Der erste Wasseranschlusskasten 30, der zweite Wasseranschlusskasten 32, die nicht sichtbaren Rohre zwischen dem Wasseranschlusskasten 30 und dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 sowie die einzelnen Segmente des Wärmeübertragers 20 können aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt sein, um eine gute Wärmeleitfähigkeit zu gewährleisten. An dem ersten Wasseranschlusskasten 30 ist weiterhin ein erster Anschluss 78 zur Zuführung des zweiten Mediums zu der elektrischen Heizeinrichtung 10 dargestellt. Eine Abführung des zweiten Mediums aus der dargestellten elektrischen Heizeinrichtung 10 kann beispielsweise über einen zweiten Anschluss 80 erfolgen, der beispielhaft an dem zweiten Wasseranschlusskasten 32 angeordnet ist. Optional können der erste Anschluss 78 und der zweite Anschluss 80 auch gemeinsam an einem der beiden Wasseranschlusskästen 30, 32 angeordnet sein. In 2 sind weiterhin eine Schnittebene A 74 und eine Schnittebene B 76 erkennbar, entlang der die dargestellte elektrische Heizeinrichtung 10 im Folgenden in Schnittansichten dargestellt ist. 2 shows a sectional view of an electric heater 10 , In the 2 shown side view of the electric heater 10 shows a first water connection box 30 in an upper area of the electric heater 10 and a second water connection box 32 in a lower portion of the electric heater 10 , The first water connection box 30 and the second water connection box 32 in particular, can be parallel at a distance 72 be arranged to each other. Between the first water connection box 30 and the second water connection box 32 is a heat exchanger 20 represented, which can be constructed of several independent segments of different sizes. Visible in 2 in particular fins of the heat exchanger 20 between which the first medium can flow through the electric heater. In this case, the first medium can be heated. Between the individual segments of the heat exchanger 20 and further between the first water connection box 30 and the second water connection box 32 are arranged pipes, which are the first water connection box 30 with the second water connection box 32 connect so that a second medium, especially water or a water / glycol mixture, between the first water connection box 30 and the second water connection box 32 can flow. These tubes are in the in 2 shown side view of the electric heater 10 through a layer heating element 24 covered, which consists of an insulation layer 26 and a heating layer 28 is constructed. The heating layer 28 may differ from the in 2 illustrated embodiment of the electric heater 10 again covered by a further insulation layer or in the illustrated insulation layer 26 be embedded, which may be particularly advantageous if the Schichtheizelement 24 not operated in the low voltage range but in the high voltage range becomes. In this case, a housing accommodating the components of the electric heater can manage without additional electrical insulation. The layer heating element 24 is on a surface 22 applied, extending over a side surface of the first water connection box 30 to another side surface of the second water connection box 32 over through the Schichtheizelement 24 completely covered pipes extends. The layer heating element 24 can be a first electrical connection contact 34 in the area of the first water connection box 30 exhibit. The layer heating element 24 can continue a second electrical connection contact 36 in the area of the second water connection box 32 exhibit. In this way, the layer heating element 24 at only two electrical connection points, the first electrical connection contact 34 and the second electrical connection contact 36 , are supplied with the necessary for the operation of electrical energy from the power source. Due to the arrangement of the pipes between the first water connection box 30 and the second water connection box 32 arise along the tubes between the individual segments of the heat exchanger 20 independent interconnects of the Schichtheizelementes 24 , each of which can form self-contained ohmic resistance heating elements. For the modification / adaptation of the ohmic heating resistor of these individual conductor tracks, a further structuring, for example by means of subsequent laser processing, can be provided. The first water connection box 30 , the second water connection box 32 , the invisible pipes between the water connection box 30 and the second water connection box 32 as well as the individual segments of the heat exchanger 20 can be made of a metallic material, such as a metal or a metal alloy, to ensure good thermal conductivity. At the first water connection box 30 is still a first connection 78 for supplying the second medium to the electric heater 10 shown. A discharge of the second medium from the illustrated electric heater 10 can for example via a second connection 80 take place, the example of the second water connection box 32 is arranged. Optionally, the first connection 78 and the second connection 80 also together on one of the two water connection boxes 30 . 32 be arranged. In 2 are still a section plane A 74 and a sectional plane B 76 recognizable, along the illustrated electric heater 10 is shown below in sectional views.

3 zeigt eine Schnittansicht der elektrischen Heizeinrichtung 10 in der Schnittebene A. Aufgrund ihres periodischen Aufbaus wurden nur im linken Bereich der elektrischen Heizeinrichtung 10 Bezugszeichen verwendet. Erkennbar sind verschiedene Segmente des Wärmeübertragers 20, zwischen denen die Rohre 18 angeordnet sind. Zwischen den Lamellen des Wärmeübertragers 20 strömt ein erstes Medium 14, beispielsweise Luft, während im Inneren des Rohres 18 ein zweites Medium, beispielsweise Wasser oder eine Wasser/Glykol-Mischung, strömt. Sowohl das erste Medium 14 als auch das zweite Medium 16 können durch die elektrische Heizeinrichtung 10 erwärmt werden. Im Inneren der Rohre 18 können optional in der Figur nicht dargestellte Strukturelemente, beispielsweise Lamellen oder Waben, angeordnet sein, die die Erwärmung des zweiten Mediums 16 unterstützen können. Die Rohre 18 können beispielsweise in einem Strangpressverfahren mit derartigen Strukturelementen hergestellt sein. Auf einer Oberfläche des Rohres 18 ist das Schichtheizelement 24 erkennbar, das flächig auf der Oberfläche 22 des Rohres aufgebracht ist. Das Schichtheizelement 24 umfasst, wie aus 2 bereits bekannt, die Heizschicht 28, die durch die Isolationsschicht 26 von der Oberfläche des Rohres 18 getrennt ist. Die Isolationsschicht 26 kann optional auch entfallen, sofern das Rohr 18 ein elektrischer Isolator ist beziehungsweise einen für den Betrieb der elektrischen Heizeinrichtung 10 ausreichend hohen elektrischen Widerstand aufweist. 3 shows a sectional view of the electric heater 10 in the sectional plane A. Due to their periodic structure, only in the left area of the electric heater 10 Reference numeral used. Visible are various segments of the heat exchanger 20 between which the pipes 18 are arranged. Between the slats of the heat exchanger 20 a first medium flows 14 For example, air while inside the pipe 18 a second medium, for example water or a water / glycol mixture, flows. Both the first medium 14 as well as the second medium 16 can through the electric heater 10 to be heated. Inside the pipes 18 can optionally be arranged in the figure, not shown structural elements, such as fins or honeycombs, which is the heating of the second medium 16 can support. The pipes 18 For example, they may be made in an extrusion process with such structural elements. On a surface of the pipe 18 is the layer heating element 24 recognizable, the surface on the surface 22 of the tube is applied. The layer heating element 24 includes, how out 2 already known, the heating layer 28 passing through the insulation layer 26 from the surface of the pipe 18 is disconnected. The insulation layer 26 Optionally can also be omitted, provided the pipe 18 an electrical insulator is or one for the operation of the electric heater 10 has sufficiently high electrical resistance.

4 zeigt eine Schnittansicht der elektrischen Heizeinrichtung 10 in der Schnittebene B. Erkennbar ist wieder das Rohr 18, das mit dem zweiten Medium 16 gefüllt sein kann. Das Rohr 18 mündet in seinem oberen Bereich in den ersten Wasserkasten 30 und in seinem unteren Bereich in den zweiten Wasserkasten 32. Auf der mit Seitenflächen des ersten Wasserkastens 30, des zweiten Wasserkastens 32 und des Rohres 18 gebildeten Oberfläche 22 ist flächig das Schichtheizelement 24 aufgebracht. Das Aufbringen kann beispielsweise in einem thermischen Spritz- beziehungsweise Aufspritzverfahren erfolgen. Das Aufbringen des Schichtheizelementes 24 kann insbesondere nach dem Fügen des Grundkörpers der elektrischen Heizeinrichtung 10 erfolgen. Der Grundkörper kann beispielsweise aus dem zumindest einen Rohr, dem ersten Wasseranschlusskasten und dem zweiten Wasseranschlusskasten bestehen. Optional kann auch der Wärmeübertrager Teil dieses Grundkörpers sein. Im Anschluss an das Aufbringen der Heizschicht 28 kann optional eine Strukturierung der Heizschicht 28, beispielsweise mithilfe eines Lasers, erfolgen, um besondere Leiterbahnverläufe zu realisieren. Eine solche Strukturierung kann auch bereits während des Auftragens der Heizschicht erfolgt sein, beispielsweise durch eine entsprechende Maskierung von Teilen der Oberfläche 22. Optional kann gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht auf die Heizschicht 28 aufgebracht werden, um diese gegenüber der Umgebung elektrisch zu isolieren. 4 shows a sectional view of the electric heater 10 in the cutting plane B. Recognizable is again the pipe 18 that with the second medium 16 can be filled. The pipe 18 opens in its upper part in the first water tank 30 and in its lower part in the second water tank 32 , On the side surfaces of the first water box 30 , the second water box 32 and the tube 18 formed surface 22 is areal the layer heating element 24 applied. The application can be carried out, for example, in a thermal spraying or spraying process. The application of the Schichtheizelementes 24 can in particular after joining the main body of the electric heater 10 respectively. The main body can for example consist of the at least one tube, the first water connection box and the second water connection box. Optionally, the heat exchanger may be part of this body. Following the application of the heating layer 28 Optionally, a structuring of the heating layer 28 For example, with the help of a laser, done to realize special trace courses. Such structuring may also have already taken place during the application of the heating layer, for example by a corresponding masking of parts of the surface 22 , Optionally, optionally, a further insulating layer on the heating layer 28 be applied to electrically isolate them from the environment.

5 zeigt eine Detailansicht einer elektrischen Heizeinrichtung 10. Vergrößert dargestellt ist insbesondere das Rohr 18, das als Flachrohr ausgeführt ist. Im Inneren des Rohrs 18 ist weiterhin das zweite Medium 16 vorhanden, welches in einem elliptisch ausgeführten Kanal geführt/geleitet wird. Optional können wärmeübertragende Strukturelemente in dem Kanal angeordnet sein, die beispielsweise in einem Strangpressverfahren gemeinsam mit der Rohrhülle hergestellt werden können. Die von dem Schichtheizelement 24 erzeugte Wärme wird flächig über das Rohr 18 an das zweite Medium 16 und die seitlich an Oberflächen des Rohres 18 angeordneten Segmente des in dieser Ansicht nicht sichtbaren Wärmeübertragers 20 geleitet. Das an Lamellen des Wärmeübertragers 20 vorbeiströmende erste Medium 14 kann auf diese Weise ebenfalls durch das Schichtheizelement 24 erwärmt werden. 5 shows a detailed view of an electric heater 10 , Enlarged shown in particular is the tube 18 , which is designed as a flat tube. Inside the tube 18 is still the second medium 16 present, which is guided in an elliptical running channel. Optionally, heat-transferring structural elements can be arranged in the channel, which can be produced, for example, in an extrusion process together with the tubular casing. The of the layer heating element 24 generated heat is surface over the pipe 18 to the second medium 16 and the side on surfaces of the pipe 18 arranged segments of the not visible in this view heat exchanger 20 directed. The fins of the heat exchanger 20 passing first medium 14 can also in this way through the Schichtheizelement 24 to be heated.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: elektrische Heizeinrichtungelectric heating device
1212: Fahrzeugvehicle
1414: erstes Mediumfirst medium
1616: zweites Mediumsecond medium
1818: Rohrpipe
2020: WärmeübertragerHeat exchanger
2222: Oberflächesurface
2424: Schichtheizelementlayer heating
2626: Isolationsschichtinsulation layer
2828: Heizschichtheating layer
3030: erster Wasseranschlusskastenfirst water connection box
3232: zweiter Wasseranschlusskastensecond water connection box
3434: erster elektrischer Anschlusskontaktfirst electrical connection contact
3636: zweiter elektrischer Anschlusskontaktsecond electrical connection contact
3838: erste Fördereinrichtungfirst conveyor
4040: zweite Fördereinrichtungsecond conveyor
4242: Steuergerätcontrol unit
4444: Spannungsquellevoltage source
4646: Raumroom
4848: Reservoirreservoir
5050: Spannungsversorgungpower supply
5252: erste elektrische Steuerleitungfirst electrical control line
5454: zweite elektrische Steuerleitungsecond electrical control line
5656: dritte elektrische Steuerleitungthird electrical control line
5858: AußenraumluftzuführungOutdoor air supply
6060: InnenraumluftzuführungIndoor air supply
6262: Luftführungair duct
6464: weitere Luftführungfurther airflow
6666: Führungguide
6868: Führungguide
7070: Führungguide
7272: Abstanddistance
7474: Schnittebene ASection plane A
7676: Schnittebene BSection plane B
7878: erster Anschlussfirst connection
8080: zweiter Anschlusssecond connection

Claims

Elektrische Heizeinrichtung (10), insbesondere für ein Fahrzeug (12), zur Erwärmung eines ersten Mediums (14) und eines zweiten Mediums (16), umfassend – zumindest ein das zweite Medium (16) führendes Rohr (18), – einen mit dem zumindest einen Rohr (18) in wärmeleitendem Kontakt stehenden Wärmeübertrager (20), der das erste Medium (14) führt, und – ein eine Oberfläche (22) des zumindest einen Rohres (18) zumindest teilweise bedeckendes Schichtheizelement (24).Electric heating device ( 10 ), in particular for a vehicle ( 12 ), for heating a first medium ( 14 ) and a second medium ( 16 ), comprising - at least one the second medium ( 16 ) leading tube ( 18 ), - one with the at least one tube ( 18 ) in heat-conducting contact heat exchanger ( 20 ), which is the first medium ( 14 ), and - a surface ( 22 ) of the at least one tube ( 18 ) at least partially covering layer heating element ( 24 ).

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (20) in direktem oder stoffschlüssigem wärmeleitendem Kontakt mit dem zumindest einen Rohr (18) steht.Electric heating device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 20 ) in direct or cohesive heat-conducting contact with the at least one tube ( 18 ) stands.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtheizelement (24) eine Isolationsschicht (26) und eine Heizschicht (28) umfasst.Electric heating device ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the layer heating element ( 24 ) an insulation layer ( 26 ) and a heating layer ( 28 ).

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohr (18) zwischen einem ersten Wasseranschlusskasten (30) und einem zweiten Wasseranschlusskasten (32) angeordnet ist.Electric heating device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one tube ( 18 ) between a first water connection box ( 30 ) and a second water connection box ( 32 ) is arranged.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (20) zwischen dem ersten Wasseranschlusskasten (30) und dem zweiten Wasseranschlusskasten (32) angeordnet ist.Electric heating device ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the heat exchanger ( 20 ) between the first water connection box ( 30 ) and the second water connection box ( 32 ) is arranged.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste elektrische Anschlusskontakte (34) des Schichtheizelementes (24) im Bereich des ersten Wasseranschlusskastens (30) zumindest teilweise zusammengeführt sind und/oder dass zweite elektrische Anschlusskontakte (36) des Schichtheizelementes (24) im Bereich des zweiten Wasseranschlusskastens (32) zumindest teilweise zusammengeführt sind.Electric heating device ( 10 ) according to one of claims 4 or 5, characterized in that first electrical connection contacts ( 34 ) of the layer heating element ( 24 ) in the area of the first water connection box ( 30 ) are at least partially merged and / or that second electrical connection contacts ( 36 ) of the layer heating element ( 24 ) in the area of the second water connection box ( 32 ) are at least partially merged.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizeinrichtung (10) eine erste Fördereinrichtung (38) umfasst, die das erste Medium (14) durch die elektrische Heizeinrichtung (10) bewegt. Electric heating device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heating device ( 10 ) a first conveyor ( 38 ) containing the first medium ( 14 ) by the electric heater ( 10 ) emotional.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizeinrichtung (10) eine zweite Fördereinrichtung (40) umfasst, die das zweite Medium durch die elektrische Heizeinrichtung (10) bewegt.Electric heating device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heating device ( 10 ) a second conveyor ( 40 ), the second medium by the electric heater ( 10 ) emotional.

Elektrische Heizeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohr (18) als Flachrohr ausgeführt ist.Electric heating device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one tube ( 18 ) is designed as a flat tube.

Fahrzeug (12) mit einer elektrischen Heizeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle ( 12 ) with an electric heater ( 10 ) according to any one of the preceding claims.

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: – Zusammenführen des zumindest einen Rohres (18) mit dem Wärmeübertrager (20), um einen wärmeleitenden Kontakt herzustellen; – Aufbringen einer Isolationsschicht (26) auf das zumindest eine Rohr (18); und – Aufbringen einer Heizschicht (28) auf der Isolationsschicht (26), um das Schichtheizelement (24) herzustellen.Method for producing an electrical heating device ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, comprising the steps: - merging the at least one tube ( 18 ) with the heat exchanger ( 20 ) to make a thermally conductive contact; - Applying an insulation layer ( 26 ) on the at least one tube ( 18 ); and - applying a heating layer ( 28 ) on the insulation layer ( 26 ) to the layer heating element ( 24 ).