EP2217864B1

EP2217864B1 - Heating device

Info

Publication number: EP2217864B1
Application number: EP08843215.8A
Authority: EP
Inventors: Hartmut Eisenhauer; Elmar Mangold
Original assignee: Stego Holding GmbH
Current assignee: Stego Holding GmbH
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: US20100220985A1; BRPI0818032A2; JP2011519410A; BRPI0818032B1; WO2009052994A2; PL2217864T3; PT2217864E; CN103256717A; US8478117B2; JP5412435B2; ES2541460T3; DE102008030212A1; WO2009052994A3; DK2217864T3; CN101868675A; KR101559598B1; CN103256717B; KR20100089083A; HK1145867A1; CN101868675B

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1.The invention relates to a heating device according to claim 1.

Derartige Heizgeräte werden vielfältig eingesetzt, so z. B. in Schaltschränken, um die darin enthaltene Elektronik auch bei niedrigen Außentemperaturen auf Betriebstemperatur zu halten oder entsprechende Kondensatbildung zu vermeiden. Sie werden mit unterschiedlichen Wärmeleistungen in hohen Stückzahlen gefertigt. Der auf dem Markt akzeptierte Preis ist relativ niedrig, zudem haben bekannte Geräte oftmals einen hohen Stromverbrauch. Die Nachfrage nach umweltverträglichen Produkten steigt.Such heaters are used in many ways, such. As in cabinets to keep the electronics contained therein, even at low outdoor temperatures to operating temperature or to avoid condensation. They are manufactured with different heat outputs in high quantities. The price accepted in the market is relatively low, in addition, known devices often have a high power consumption. The demand for environmentally friendly products is increasing.

Bekannte Geräte sind teuer und aufwändig in der Herstellung. Insbesondere sind die Betriebskosten aufgrund des hohen Stromverbrauchs meist hoch. Auch werden oftmals Materialien für derartige Geräte verwendet, die eine Umweltbelastung mit sich bringen.Known devices are expensive and expensive to manufacture. In particular, the operating costs are usually high due to the high power consumption. Also often materials for such devices are used, which bring an environmental impact.

Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind aus der US 2003/0095795 A1 und der DE 10 2006 018784 A1 bekannt.Devices of the type discussed here are from the US 2003/0095795 A1 and the DE 10 2006 018784 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Heizvorrichtungen der eingangs genannten Art bei vereinfachter Fertigung mit geringen Kosten herzustellen, wobei Umweltaspekte auch während des Betriebs der Heizvorrichtungen Berücksichtigung finden sollen.The invention is based on the object to produce heaters of the type mentioned in simplified production with low cost, with environmental aspects should also be considered during operation of the heaters.

Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a heating device according to claim 1.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass die Gitterelemente als Wärmetauscher-Platten verwendet werden, das es ermöglicht, aufgrund seiner Öffnungen einen hohen Verwirbelungsgrad des durchströmenden Mediums, z. B. Luft, zu erzielen, während sich das strömende Medium zwischen den Gitterelementen wieder beruhigen kann. Damit lässt sich die Wärmeabgabe aus der Heizvorrichtung deutlich erhöhen und so ein höherer Wirkungsgrad erzielen. Gleichzeitig werden die Heizelemente durch den Wärmetausch gekühlt und sind so stets einsatzbereit. Durch Öffnungsvariationen, also dem Einsatz verschiedener Lochgitter bzw. Gitterelemente ist zudem eine Leistungsanpassung möglich (Größe, Form der Öffnungen). Es können beliebige Öffnungsformen vorgesehen sein, z. B. rautenförmige, ovale oder runde Öffnungen.An essential point of the invention is that the grid elements are used as heat exchanger plates, which makes it possible, due to its openings, a high degree of turbulence of the medium flowing through, for. As air, while the flowing medium between the grid elements can calm down again. Thus, the heat output from the heater can be significantly increased and thus achieve a higher efficiency. At the same time, the heating elements are cooled by the heat exchange and are thus always ready for use. By opening variations, so the use of different perforated grid or grid elements also a performance adjustment is possible (size, shape of the openings). There may be provided any opening shapes, z. As diamond-shaped, oval or round openings.

Durch das mindestens eine Spannelement lassen sich Gitterelemente und Heizelement(e) einfach und ohne zusätzliche Verbindungsmaßnahmen aneinander fügen, so dass ein optimaler Wärmeübergang vom Heizelement zu den Gitterelementen gegeben ist. So kann z. B. auf elektrisch leitende Klebeverbindungen verzichtet werden. Die Verspannung ermöglicht die Nutzung höherer Temperaturen, als dies bei Klebeverbindungen möglich wäre. Insofern stellen die Gitterelemente mit dem mindestens einen dazwischen angeordneten Heizelement eine Heizanordnung dar, die auf einfache Weise mit geringem Materialeinsatz herstellbar ist und effizient arbeitet.By means of the at least one tensioning element, grid elements and heating element (s) can be joined together simply and without additional connecting measures, so that optimum heat transfer from the heating element to the grid elements is provided. So can z. B. be dispensed with electrically conductive adhesive bonds. The bracing allows the use of higher temperatures than would be possible with adhesive joints. In this respect, the grid elements with the at least one heating element arranged therebetween constitute a heating arrangement which can be produced in a simple manner with a low use of material and works efficiently.

Aufgrund der Öffnungen des Gitterelements wird die Oberfläche der Wärmetauscher-Platte vergrößert und zudem das durchströmende Medium verwirbelt, so dass eine verbesserte Wärmeenergieabgabe erreichbar ist. Nach der Verwirbelung entspannt sich das Medium und strömt eher laminar auf das nächste Gitterelement zu. Verwirbelungs- und Entspannungszonen erhöhen den Wirkungsgrad der Heizvorrichtung.Due to the openings of the grid element, the surface of the heat exchanger plate is increased and also the flowing medium swirled, so that an improved heat energy release can be achieved. After turbulence, the medium expands and flows rather laminar to the next grid element. Turbulence and relaxation zones increase the efficiency of the heater.

Mit "Längsrichtung" ist hier die Richtung des Aufbaus der Heizvorrichtung gemeint. Die Gitterelemente sind derart nacheinander im Gehäuse angeordnet, dass sie nacheinander vom Medium durchströmbar sind. Das heißt, das Gehäuse ist in seiner Längsrichtung durchströmbar. Die Längsrichtung kann auch als z-Richtung bezeichnet werden.By "longitudinal direction" is meant here the direction of the construction of the heating device. The grid elements are arranged one after the other in the housing so that they can be flowed through successively by the medium. That is, the housing can be flowed through in its longitudinal direction. The longitudinal direction can also be referred to as the z-direction.

Es sind mindestens zwei Heizanordnungen vorgesehen, wobei die Heizanordnungen derart sandwichförmig aneinander angeordnet sind, dass sie nacheinander vom Medium durchströmt werden. Dabei sind die Heizelemente und das mindestens eine Spannelement derart angeordnet, dass die Heizelemente und Kontaktbereiche übereinander liegen und über die gesamten Heizanordnungen hinweg gegeneinander verspannt sind. Die Gitterelemente, insbesondere die Kontaktbereiche, müssen eine möglichst ebene Auflagefläche für die Heizelemente, z. B. PTC-Elemente aufweisen, um einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen den Heizelementen und den Gitterelemente zu erzielen. Dies ist ein Faktor, um möglichst viel Leistung aus der Heizvorrichtung zu erhalten.At least two heating arrangements are provided, wherein the heating arrangements are arranged in sandwiched relation to one another such that they are flowed through successively by the medium. In this case, the heating elements and the at least one clamping element are arranged such that the heating elements and contact areas are superimposed and braced against each other over the entire Heizanordnungen away. The grid elements, in particular the contact areas, must be as level as possible support surface for the heating elements, for. B. PTC elements to achieve the best possible heat transfer between the heating elements and the grid elements. This is a factor to get as much power from the heater as possible.

Vorzugsweise ist ein Gebläse in dem Gehäuse zur Erzeugung des Mediumstroms angeordnet. Somit ist gewährleistet, dass ausreichend von dem Heizelement oder den Heizelementen erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben wird.Preferably, a fan is arranged in the housing for generating the medium flow. This ensures that sufficient heat energy generated by the heating element or the heating elements is released to the environment.

Vorzugsweise sind die Gitterelemente aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet und die Stromzuführungseinrichtungen sind derart ausgebildet und an den Gitterelementen angeordnet dass die Bestromung des mindestens einen Heizelements über die Gitterelemente erfolgt. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung sowohl Wärmeströme als auch elektrische Ströme fließen, ist die Anordnung derart aufgebaut, dass dies auf einfache Weise ermöglicht wird, ohne zwischen den Heizelementen und Gitterelementen Isolationsbereiche vorsehen zu müssen (die die Wärmeabgabe bzw. den Wärmeübergang von Heizelement auf das Gitterelement erschweren würden). So führt der Strompfad über die Gitterelemente zu den Heizelementen, gleichzeitig ist ein optimaler Austausch von Wärmeenergie möglich.Preferably, the grid elements are formed of electrically conductive material and the power supply means are formed and on the grid elements arranged that the energization of the at least one heating element via the grid elements takes place. Since both heat flows and electric currents flow in the arrangement according to the invention, the arrangement is constructed such that this is made possible in a simple manner, without having to provide between the heating elements and grid elements isolation areas (the heat dissipation or the heat transfer from the heating element to the grid element would complicate). Thus, the current path leads via the grid elements to the heating elements, at the same time an optimal exchange of heat energy is possible.

Als Heizelemente eignen sich, wie bereits angemerkt PTC-Elemente. Aber auch andere Heizelemente können hierfür vorgesehen sein.As heating elements are suitable, as already noted PTC elements. But other heating elements can be provided for this purpose.

Das heißt, da die Heizanordnungen im Gehäuse übereinander in Längsrichtung, also in Strömungsrichtung, angeordnet sind, liegen auch die Kontaktbereiche übereinander, wobei zwischen den Kontaktbereichen innerhalb einer Heizanordnung jeweils die Heizelemente vorgesehen sind. Bei der Anordnung ist darauf zu achten, dass die Stromzuführungseinrichtungen derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Heizelemente, insbesondere die PTC-Elemente, parallel geschaltet sind, da nur so ein reibungsfreier Betrieb der Heizeinrichtung gewährleistet ist.That is to say, since the heating arrangements are arranged one above the other in the housing in the longitudinal direction, that is to say in the flow direction, the contact areas are also superimposed, the heating elements being provided between the contact areas within a heating arrangement. In the arrangement, care must be taken that the power supply devices are arranged and configured in such a way that the heating elements, in particular the PTC elements, are connected in parallel, since this is the only way to ensure frictionless operation of the heating device.

PTC-Elemente (positiver Temperaturkoeffizient) leiten den Strom bei tiefen Temperaturen sehr gut, während mit zunehmender Temperatur auch deren elektrischer Widerstand steigt. Damit sind PTC-Elemente selbstbegrenzend, da sie bei einer bestimmten Temperatur abschalten. Eine Überhitzung wird damit vermieden.PTC elements (positive temperature coefficient) conduct the current very well at low temperatures, while with increasing temperature their electrical resistance also increases. Thus, PTC elements are self-limiting because they shut off at a certain temperature. Overheating is thus avoided.

In einer Ausführungsform ist mindestens ein Abstandshalter zwischen den Heizanordnungen vorgesehen, der vorzugsweise so ausgebildet ist, dass alle Gitterelemente im Wesentlichen denselben Abstand voneinander haben. Die Gitterelemente innerhalb einer Heizanordnung werden vorteilhafterweise durch das mindestens eine Heizelement voneinander beabstandet. Der Abstandshalter ist nun vorzugsweise derart ausgebildet, dass die einander zugewandten Gitterelemente der nacheinander angeordneten Heizanordnungen ebenfalls voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand vorzugsweise im Wesentlichen dem Abstand der Gitterelemente in einer Heizanordnung entspricht. Die Anordnung muss dabei derart vorgesehen sein, dass ein Strompfad durch die Vielzahl von Heizanordnungen geführt und so die Stromversorgung der Heizelemente gewährleistet ist.In one embodiment, at least one spacer is provided between the heater assemblies, which is preferably configured so that all the grid members are substantially the same distance apart. The grid elements within a heating arrangement are advantageously spaced from each other by the at least one heating element. The spacer is then preferably designed such that the mutually facing grid elements of the successively arranged heating arrangements are likewise spaced from each other, wherein the distance is preferably substantially corresponds to the distance of the grid elements in a heating arrangement. The arrangement must be provided in such a way that a current path is passed through the plurality of heating arrangements and thus the power supply of the heating elements is ensured.

Im Übrigen sind bzgl. der Abstände ohnehin elektrische Vorgaben von VDE zu beachten. Auch müssen die Abstände derart ausgebildet sein, dass sich tatsächlich Beruhigungszonen für das strömende Medium, wie eingangs erwähnt, ausbilden können. Der Abstand ist auch durch die Feder vorgegeben, die die Vorspannung, den elektrischen Kontakt und die entsprechende thermische Entkopplung zum benachbarten in Serie angeordneten PTC übernimmt.Incidentally, with regard to the distances, electrical specifications from VDE must be observed anyway. Also, the distances must be designed such that actually calming zones for the flowing medium, as mentioned above, can form. The distance is also predetermined by the spring, which takes over the bias voltage, the electrical contact and the corresponding thermal decoupling to the adjacent series-arranged PTC.

Eine erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass an einander gegenüberliegenden Rändern der Gitterelemente Kontaktbereiche vorgesehen sind. So können die Kontaktbereiche z. B. an zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein. Damit lässt sich in sandwichförmiger Anordnung auch eine Vielzahl von Heizelementen an den Kontaktbereichen eines Gitterelements zur Bildung eines stabilen Stapels aus Gitterelementen und Heizelementen anordnen. Gegebenenfalls sind ferner die Abstandshalter vorgesehen, wie bereits oben beschrieben, wobei diese ebenfalls im Bereich der Kontaktbereiche und Heizelemente derart angeordnet sind, dass sie zur Stabilität des Stapels beitragen.A solution according to the invention provides that contact areas are provided on opposite edges of the grid elements. So the contact areas z. B. may be arranged on two opposite sides. Thus, a plurality of heating elements can be arranged in a sandwich-like arrangement at the contact regions of a grid element to form a stable stack of grid elements and heating elements. Optionally, the spacers are further provided, as already described above, wherein these are also arranged in the region of the contact areas and heating elements such that they contribute to the stability of the stack.

Vorzugsweise ist ein Brückenelement oder Haltebügel derart vorgesehen und als Spannelement ausgebildet, dass es die mindestens zwei Heizanordnungen umgreift und die Gitterelemente und die Heizelemente gegeneinander verspannt. Das heißt, das Brückenelement dient dem Zusammenhalten der Heizanordnungen, wobei durch das Brückenelement auch innerhalb einer jeden Heizanordnung der Zusammenhalt zwischen Gitterelementen und dem mindestens einen Heizelement gewährleistet ist. Zudem übernimmt das Brückenelement - wie später noch genauer erläutert wird - die Aufgabe der Stromführung.Preferably, a bridge element or headband is provided and designed as a clamping element that surrounds the at least two heating arrangements and clamps the grid elements and the heating elements against each other. That is, the bridge element is used to hold the heating arrangements, wherein the cohesion between the grid elements and the at least one heating element is ensured by the bridge element and within each heating arrangement. In addition, the bridge element takes over - as will be explained in more detail later - the task of power management.

Auch eine einzelne Heizanordnung kann mit dem Brückenelement umgeben sein, um die Gitterelemente und das mindestens eine Heizelement in Position und gegeneinander verspannt zu halten.A single heating arrangement may also be surrounded by the bridge element in order to keep the grid elements and the at least one heating element braced in position and against each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Brückenelement derart mit Abstandselementen ausgebildet, dass die mindestens eine Heizanordnung in dem Gehäuse fixierbar und beabstandet von dem Gebläse und/oder dem Gehäuse in diesem lagerbar ist. Die Abstandselemente erstrecken sich vorzugsweise derart aus dem Brückenbereich hervor, dass sie sich beispielsweise gegen Vorsprünge im Innenraum des Gehäuses abstützen bzw. zwischen diese eingeklemmt werden und so die Heizanordnung(en) in Position im Inneren des Gehäuses halten. Gleichzeitig kann durch die Abstandselemente eine geeignete Beabstandung zu anderen Bauteilen im Gehäuse, z. B. zum Gebläse, gewährleistet werden. Damit kann das Brückenelement in diesem Falle die Positionierung der Heizanordnung in dem Gehäuse übernehmen, so dass ein funktionsgerechter Betrieb der Heizvorrichtung gewährleistet ist.In a preferred embodiment, the bridge element is formed with spacer elements in such a way that the at least one heating arrangement can be stored in the housing such that it can be fixed and spaced apart from the fan and / or the housing. The spacer elements preferably extend out of the bridge region in such a way that, for example, they bear against projections in the interior of the housing or are clamped between them and thus hold the heating arrangement (s) in position in the interior of the housing. At the same time, by the spacer elements a suitable spacing to other components in the housing, for. B. to the blower, be guaranteed. Thus, the bridge element in this case can take over the positioning of the heating arrangement in the housing, so that a functional operation of the heater is ensured.

Vorzugsweise ist der mindestens eine, vorzugsweise zwischen den Heizanordnungen angeordnete Abstandshalter zur Bildung eines zusätzlichen Spannelements federnd ausgebildet und wirkt z. B. dem Brückenelement entgegen. Der Abstandshalter ist, wie bereits oben beschrieben, z. B. zwischen den Heizanordnungen angeordnet, um eine Beabstandung der Heizanordnungen zu gewährleisten. Eine federnde Ausführung ermöglicht, dass die Gitterelemente und Heizelemente allesamt gegeneinander zur verbesserten Kontaktierung verspannt sind. Zudem ermöglicht der federnde Abstandshalter bei relativ steifem Brückenelement unterschiedliche Ausgleichsmöglichkeiten für die verschiedensten Heizanordnungen. So können mit den federnden Abstandshaltern z. B. unterschiedliche Dicken der Gitter- und/oder Heizelemente oder deren Anzahl innerhalb eines Brückenelements ausgeglichen werden. Auch lässt sich z. B. die Spannkraft einstellen, d. h. die Kraft, mit welcher die Bauteile gegeneinander verspannt werden sollen. Vorzugsweise sind die Abstandshalter derart zwischen den Heizanordnungen integriert, dass sie die anliegenden Gitterelemente im Wesentlichen über den gesamten Kontaktbereich kontaktieren, um so eine gleichmäßige Verspannung zu erzielen (Linienkontakt). Außerdem wird die Klemmwirkung durch die Ausdehnung des Materials der Spannelemente bei höheren Temperaturen verbessert.Preferably, the at least one, preferably arranged between the heating arrangements spacers to form an additional clamping element is resilient and acts z. B. counter to the bridge element. The spacer is, as already described above, z. B. between the heating arrangements arranged to ensure a spacing of the heating arrangements. A resilient design allows the grid elements and heating elements are all braced against each other for improved contact. In addition, the resilient spacer allows for relatively stiff bridge element different balancing options for a variety of heating arrangements. So can with the resilient spacers z. B. different thicknesses of the grid and / or heating elements or their number can be compensated within a bridge element. Also can be z. B. adjust the clamping force, ie the force with which the components are to be braced against each other. The spacers are preferably integrated between the heating arrangements in such a way that they contact the adjoining grid elements essentially over the entire contact area in order to achieve a uniform tension (line contact). In addition, the clamping effect is improved by the expansion of the material of the clamping elements at higher temperatures.

Zur Feder allgemein ist ferner zu sagen, dass der Wärmetransport zu benachbarten in Serie angeordneten Heizelementen, also z. B. zu den PTC's, durch die linienförmigen Auflageflächen gehemmt ist. Dies erhöht die Leistung der Anordnung. Eine erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass das Brückenelement und/oder der mindestens eine Abstandshalter als Stromzuführungseinrichtungen ausgebildet sind. Mittels der Einbindung dieser Elemente in den Strompfad kann eine betriebsgerechte Bestromung der Heizelemente, insbesondere der PTC-Elemente bereitgestellt werden.To the spring in general is also to say that the heat transfer to adjacent heating elements arranged in series, ie z. B. to the PTC's, is inhibited by the linear support surfaces. This increases the performance of the arrangement. A solution according to the invention provides that the bridge element and / or the at least one spacer are designed as power supply devices. By means of the integration of these elements into the current path, a suitable energization of the heating elements, in particular of the PTC elements, can be provided.

Als Abstandshalter lassen sich die verschiedensten Federtypen einsetzen, wie z. B. ein einfaches V-Blech, aber auch Schrauben- oder Tellerfeder.As spacers, a variety of types of springs can be used, such. B. a simple V-plate, but also screw or plate spring.

Es ist natürlich auch möglich, die Heizanordnungen bzw. deren Elemente mittels eines an dem - in Längsrichtung betrachtet - obersten Gitterelement ansetzenden Spannelements, das gegen die Heizanordnungen drückt, gegeneinander zu verspannen, wobei dann an dem untersten Gitterelement ein nicht federndes Gegenelement vorgesehen ist. Die Heizanordnungen sind derart voneinander zu beabstanden, dass kein Kurzschluss entstehen kann.Of course, it is also possible to clamp the heating arrangements or their elements by means of a clamping element - which presses against the heating arrangements - against the heating arrangements, viewed in the longitudinal direction. A non-resilient counter element is then provided on the lowest grid element. The heating arrangements are spaced from each other so that no short circuit can occur.

Vorzugsweise sind das mindestens eine Heizelement und/oder die Gitterelemente und ggf. der mindestens eine Abstandshalter in Aufnahmebereichen eines Rahmenelements gelagert, wobei die Aufnahmebereiche derart ausgebildet sind, dass das mindestens eine Heizelement und/oder die Gitterelemente und ggf. der mindestens eine Abstandshalter im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung fixiert und in Längsrichtung herausnehmbar angeordnet sind, wobei das mindestens eine Heizelement und ggf. der mindestens eine Abstandshalter in Längsrichtung an dem Kontaktbereich der Gitterelemente anliegen.Preferably, the at least one heating element and / or the grid elements and possibly the at least one spacer are mounted in receiving areas of a frame element, wherein the receiving areas are formed such that the at least one heating element and / or the grid elements and possibly the at least one spacer substantially are fixed perpendicular to the longitudinal direction and removably arranged in the longitudinal direction, wherein the at least one heating element and possibly the at least one spacer in the longitudinal direction abut the contact region of the grid elements.

Das heißt, die in den einen Aufnahmebereichen gelagerten Bauteile (z. B. Heizelement und Abstandshalter) sind nur in der Längsrichtung (angenommene z-Richtung) verschieblich und in x- und y-Richtung fixiert. Dies erleichtert die Montage der Heizeinrichtung und auch die Positionierung der Heizelemente bzw. Abstandshalter in dem Gehäuse. Der Aufnahmebereich für die Gitterelemente wird durch Fixierungsvorsprünge an dem Rahmenelement ausgebildet, so dass die beiden, das Heizelement bzw. die Heizelemente umgebenden Gitterelemente im Wesentlichen zentriert an das Rahmenelement anordenbar sind. Die Fixierungsvorsprünge weisen in z-Richtung sowohl nach unten als auch nach oben, um beide Gitterelemente aufnehmen zu können.That is to say, the components (eg heating element and spacers) mounted in the receiving areas are displaceable only in the longitudinal direction (assumed z-direction) and fixed in the x and y directions. This facilitates the assembly of the heater and also the positioning of the heating elements or spacers in the housing. The receiving area for the grid elements is formed by fixing protrusions on the frame element, so that the two grid elements surrounding the heating element or the heating elements can be arranged substantially centered on the frame element. The fixing projections point in the z-direction both downwards and upwards in order to be able to receive both grid elements.

Sind, wie oben bereits beschrieben, die Kontaktbereiche an z. B. zwei einander gegenüberliegenden Seiten oder Rändern an einem Gitterelement vorgesehen, so sind die Aufnahmebereiche in den Rahmenelementen entsprechend angeordnet, das heißt, auch die Aufnahmebereiche befinden sich an zwei einander gegenüberliegenden Seiten oder Rändern der Rahmenelemente. Nur so ist gewährleistet, dass die Heizelemente die Kontaktbereiche kontaktieren können.Are, as already described above, the contact areas at z. B. two opposite sides or edges provided on a grid element, the receiving areas are arranged in the frame elements accordingly, that is, the receiving areas are located on two opposite sides or edges of the frame members. This is the only way to ensure that the heating elements can contact the contact areas.

Vorzugsweise ist das Rahmenelement derart mit Beabstandungselementen ausgebildet, dass die mindestens eine Heizanordnung beabstandet von dem Gehäuse in diesem lagerbar ist. Das heißt, das Rahmenelement weist z. B. Vorsprünge auf, die ein Annähern der Heizanordnung(en) an die Gehäusewandung verhindern. Damit wird eine ausreichende Belüftung und Kühlung der Heizelemente (direkte Kühlung) gewährleistet und gleichzeitig das Gehäuse vor Überhitzung geschützt.Preferably, the frame member is formed with spacer elements such that the at least one heating arrangement is spaced from the housing in this storable. That is, the frame element has z. B. projections, which prevent an approach of the heating arrangement (s) to the housing wall. This ensures adequate ventilation and cooling of the heating elements (direct cooling) while protecting the housing from overheating.

Die Beabstandungselemente dienen ferner als Montageführung, um die montierte Heizanordnung in das Gehäuse zur Endmontage der Heizvorrichtung einführen zu können. Dies erleichtert den Herstellungsprozess.The spacer elements also serve as a mounting guide to introduce the mounted heater assembly in the housing for final assembly of the heater can. This facilitates the manufacturing process.

Das Rahmenelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die einander gegenüberliegenden Aufnahmebereiche mittels einer Mittelstrebe miteinander verbunden sind. Die Strebe dient der Stabilität des Rahmenelements, insbesondere auch bei der Verspannung der Elemente gegeneinander und ferner als Montage- und Positionierungshilfe. Durch das Rahmenelement lässt sich das Heizelement bzw. lassen sich die Heizelemente in der gewünschten Position halten.The frame element is preferably designed such that the opposing receiving areas are connected to each other by means of a center strut. The strut serves the stability of the frame member, especially in the tension of the elements against each other and also as an assembly and positioning aid. By the frame member can be the heating element or can hold the heating elements in the desired position.

In einer Ausführungsform umfasst das Gitterelement ein Streckmetallgitter und/oder ein Stanzgitter. Wandbereiche, die die Öffnung der Gitterelemente (ggf. wenigstens teilweise) umgeben, können zur Längsrichtung (den Aufbau der Heizvorrichtung betreffend) mindestens teilweise schräg ausgerichtet sind. Das heißt, die Wandbereiche können nicht nur parallel zur Längsrichtung ausgerichtet sein, sondern sind gegenüber dieser verkippt. Auch ist es möglich, dass die Wandbereiche nach oben und/oder unten in Bezug auf die Längsrichtung über die Öffnung hinaus hervorstehen (dies ist nachfolgend noch näher beschrieben). Damit wird ein höherer Verwirbelungsgrad des Mediums beim Durchströmen durch das Gitterelement erreicht, als dies bei einem Lochgitter ohnehin schon gegeben ist. Die laminare Strömung kann bei Gittern und insbesondere bei Streckgittern bzw. strukturierten Gittern "aufgerissen" werden und damit auch die isolierenden Luft- bzw. Mediumschichten. Die Verwirbelung sorgt dafür, dass vermehrt kalte Luft an die Wärme abgebenden Flächen geführt wird und so letztendlich eine erhöhte Leistung erzielbar ist.In one embodiment, the grid element comprises an expanded metal grid and / or a stamped grid. Wall areas that the opening of the grid elements (possibly at least partially) may be at least partially aligned obliquely to the longitudinal direction (concerning the structure of the heater). That is, the wall portions may not only be aligned parallel to the longitudinal direction, but are tilted with respect to this. It is also possible for the wall areas to project upwards and / or downwards with respect to the longitudinal direction beyond the opening (this will be described in more detail below). Thus, a higher degree of turbulence of the medium is achieved when flowing through the grid element, as is already given in a perforated grid anyway. The laminar flow can be "torn open" in lattices and in particular in expanded lattices or structured lattices and thus also the insulating air or medium layers. The turbulence ensures that more cold air is led to the heat-emitting surfaces and so ultimately an increased performance can be achieved.

Die Wandbereiche können also hervorstehen oder es können sich Erhebungen aus der Gitterebene heraus erstrecken, die Wandbereiche aufweisen, deren Ausrichtung in Bezug auf die Längsrichtung mindestens teilweise schräg ist. Grundsätzlich kann gerade mit strukturierten Gittern (z. B. Erhebungen in Längs- bzw. z-Richtung, z. B. geriffelt und damit plastisch strukturiert) ein hoher Verwirbelungsgrad und damit eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Heizvorrichtung erzielt werden. Streckmetallgitter weisen in der Regel insbesondere aufgrund der schrägen Flächenbereiche mehr Fläche als solche auf. Damit kann sich das Medium ohne erhöhten Strömungswiderstand länger erhitzen und das Streckmetall kann gleichzeitig besser seine Kühlfunktion ausüben.The wall areas may therefore protrude or elevations may extend out of the grid plane having wall areas whose orientation is at least partially oblique with respect to the longitudinal direction. In principle, a high degree of turbulence and thus an increase in the efficiency of the heating device can be achieved in particular with structured gratings (eg elevations in the longitudinal or z-direction, eg corrugated and thus structurally structured). Expanded metal mesh generally have more area than that, in particular because of the oblique surface areas. Thus, the medium can heat up without increased flow resistance longer and the expanded metal can simultaneously perform better its cooling function.

Gerade bei Stanzgitter lassen sich die Gitteröffnungen z. B. beliebig formen. Bei Streckmetallgittern ergeben sich oftmals durch den Herstellungsprozess "verzerrte" Wandbereiche, wie es hier erwünscht sein kann.Especially with stamped grid can be the grid openings z. B. shape arbitrarily. With expanded metal meshes, the production process often results in "distorted" wall areas, as may be desired here.

Im Prinzip entsteht bereits durch die Herstellungsmethode der Streckmetalle eine Gitterform, die Verwirbelungszonen für den Luftstrom in hohem Maße bereitstellen (Verzerrung der Öffnungen, z. B. Rautenform). Das Gitter bricht laminare Luftströmungen auf und ermöglicht so eine wesentlich gleichmäßigere und stärkere Erwärmung der durch die Gitter strömenden Luft. Zwischen den Gittern beruhigt sich die Strömung wieder (Beruhigungszonen), bis ein erneutes Aufreißen der Strömung durch das nächstliegende Gitter erfolgt. Damit kann die Heizleistung der Anordnung erheblich gesteigert werden.In principle, even by the production method of the expanded metals, a lattice shape is created which provides swirling zones for the air flow to a great extent (distortion of the openings, eg diamond shape). The grid breaks up laminar airflows and thus allows a much smoother and stronger heating of the air flowing through the grilles. Between the grids, the flow calms down again (calming zones), until a renewed rupture of the flow through the nearest grid takes place. Thus, the heating power of the arrangement can be significantly increased.

In jedem Falle können Teilabschnitte (in Gitterebene oder darüber hinaus stehend) der Gitterelemente zur Plattenoberfläche und damit zur Strömungsrichtung schräg gerichtet sein, so dass für den Wärmeaustausch mehr Fläche zur Verfügung steht und die Verwirbelung begünstigt wird.In any case, subsections (in lattice plane or beyond standing) of the grid elements may be directed obliquely to the plate surface and thus to the flow direction, so that more surface is available for the heat exchange and the turbulence is favored.

Bei plastisch strukturierten Gittern (aus der Gitterebene heraus) sollte besonderer Augenmerk auf die Kontaktbereiche gerichtet werden. Diese müssen ggf. zusätzlich an das strukturierte Gitterelement angebracht werden, um eine ebene Auflagefläche zu gewährleisten.For plastically structured gratings (out of the lattice plane) special attention should be paid to the contact areas. These may need to be additionally attached to the structured grid element to ensure a flat bearing surface.

Streckmetallgitter sind kostengünstig herstellbar, insbesondere deshalb, weil kein Abfall entsteht. Die Gitteröffnungen entstehen bei Streckmetallen durch das Stanzen von Schnitten und dem anschließenden Verformen des Gitters (z. B. Auseinanderziehen der Schnitte). Aufgrund der Material sparenden Herstellungsmethode der Streckmetalle sind diese besonders geeignet, der Nachfrage nach kostengünstigen Heizvorrichtungen entgegen zu kommen. Streckmetall verfügt über eine ggf. geriffelte, plastisch strukturierte Oberfläche (mit Schrägbereichen), die die Verwirbelung begünstigt. Zudem weisen Streckmetallgitter eine hohe Festigkeit und Flächenstabilität auf.Expanded metal mesh are inexpensive to produce, especially because no waste is produced. The lattice openings occur in expanded metals by punching cuts and then deforming the grid (eg, pulling the cuts apart). Due to the material-saving production method of expanded metals, these are particularly suitable to meet the demand for low-cost heating devices. Expanded metal has an optionally grooved, plastically structured surface (with oblique areas), which promotes turbulence. In addition, expanded metal meshes have a high strength and surface stability.

Die Gitterstrukturen lassen sich an unterschiedliche Leistungen anpassen, so dass der Luftdurchsatz erhöht oder gesenkt werden kann. Dies beeinflusst den Wärmeentzug der Heizelemente. Auch können PTC-Elemente mit unterschiedlicher Leistung verwendet werden.The grid structures can be adapted to different performances, so that the air flow can be increased or decreased. This influences the heat extraction of the heating elements. Also PTC elements with different power can be used.

Vorteilhafterweise weisen die Gitterelemente mindestens einen öffnungslosen Kontaktbereich auf. Dies ist insbesondere bei strukturierten Gitterelementen vorteilhaft, die aufgrund ihrer Strukturierung keine gleichmäßig glatte Oberfläche und damit auch keinen Kontaktbereich aufweisen, der ein vollständiges Anliegen der Heizelemente über den gesamten Kontaktbereich ermöglichen würde. Bei einem Lochgitter mit planer Oberfläche können Heizelemente auch auf dem Lochbereich aufliegen. Ein expliziter Kontaktbereich (ohne Öffnungen) verbessert jedoch auch hier die Wärmeübertragung.Advantageously, the grid elements have at least one opening-free contact area. This is advantageous, in particular, in the case of structured grid elements which, due to their structuring, do not have a uniformly smooth surface and therefore also no contact area which would allow complete coverage of the heating elements over the entire contact area. For a perforated grid with a flat surface Heating elements can also rest on the hole area. However, an explicit contact area (without openings) also improves the heat transfer here.

In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Heizelemente und die Kontaktbereiche im Wesentlichen über jeweils den gesamten Rand der Gitterelemente. Somit wird ein möglichst großer Auflage- bzw. Anlage- oder Kontaktbereich für eine optimale Wärmeübertragung genutzt.In a preferred embodiment, the heating elements and the contact regions extend substantially over in each case the entire edge of the grid elements. Thus, the largest possible support or investment or contact area is used for optimum heat transfer.

Auf diese Weise lässt sich eine Vielzahl von Heizanordnungen in einer Heizvorrichtung vorsehen, je nach Bedarf und Größe der Heizvorrichtung. Mit der besonderen Ausgestaltung der Heizanordnungen ist die Heizvorrichtung so in allen drei Dimensionen veränderbar, d. h. die Abmessung der Heizvorrichtung ist nach Bedarf änderbar.In this way, a plurality of heating arrangements can be provided in a heating device, depending on the needs and size of the heating device. With the particular configuration of the heating arrangements, the heating device is variable in all three dimensions, d. H. the dimension of the heater can be changed as needed.

Mit der WO 2006/058687 ist eine Anordnung, ein Heizlüfter, gezeigt, in der der hier beschriebene erfindungsgemäße Gegenstand ebenfalls angewendet werden kann.With the WO 2006/058687 is an arrangement, a fan heater shown, in which the inventive subject matter described here can also be applied.

Vorzugsweise sind die Öffnungen umgebende Wandbereiche des mindestens einen Streckmetallgitters zur Strömungsrichtung mindestens teilweise schräg ausgerichtet. Auch können die Öffnungen alternativ oder zusätzlich jeweils mindestens von einer sich aus der Gitterebene in Strömungsrichtung heraus erstreckenden, zur Strömungsrichtung mindestens teilweise schräg ausgerichteten Erhebung umgeben sein. In jedem Falle können Teilabschnitte (in Gitterebene oder darüber hinaus stehend) der Wärmetauscher-Platte, die ein Streckmetallgitter umfasst, zur Plattenoberfläche und damit zur Strömungsrichtung schräg gerichtet sein, so dass für den Wärmeaustausch mehr Fläche zur Verfügung steht und die Verwirbelung begünstigt wird.The wall regions of the at least one expanded metal lattice surrounding the openings are preferably aligned at least partially obliquely with respect to the flow direction. The openings may alternatively or additionally in each case be surrounded at least by an elevation extending at least partially obliquely from the lattice plane in the flow direction and extending at right angles to the flow direction. In any case, portions (in lattice plane or beyond standing) of the heat exchanger plate comprising an expanded metal mesh, be obliquely directed to the plate surface and thus to the flow direction, so that more space is available for the heat exchange and the turbulence is favored.

Streckmetallgitter weisen in der Regel (schon bereits aufgrund der Öffnungen, aber) insbesondere aufgrund der schrägen Flächenbereiche mehr Fläche als solche auf. Damit kann sich das Medium ohne erhöhten Strömungswiderstand aufgrund größerer Kontaktfläche länger erhitzen oder abkühlen. Außerdem kann die laminare Strömung gerade mit Streckgittern bzw. strukturierten Gittern (Gitter, die mindestens teilweise eine nicht-plane Oberfläche aufweisen, z. B. geriffelt) mit schrägen Bereichen "aufgerissen" werden und damit auch die isolierenden Luft- bzw. Mediumschichten. Die Verwirbelung sorgt dafür, dass vermehrt noch im Wesentlichen unerwärmtes oder ungekühltes Medium an die Wärmetauscher-Platte geführt wird und so letztendlich eine erhöhte Leistung des Wärmetauschers erzielbar ist. Nach dem Aufreißen der laminaren Strömung kann sich die aufgewärmte oder abgekühlte Luft dann wieder entspannen und gleichmäßig weitergeführt werden.Expanded metal mesh usually have (already because of the openings, but) in particular due to the inclined surface areas more area than such. Thus, the medium can heat up or cool without increased flow resistance due to larger contact surface longer. In addition, the laminar flow can be "torn open" with oblique regions and thus also the insulating air or medium layers, precisely with expanded lattices or structured lattices (lattices which at least partially have a non-planar surface, for example corrugated). The turbulence ensures that increasingly still substantially unheated or uncooled medium is fed to the heat exchanger plate and so ultimately increased performance of the heat exchanger can be achieved. After the tearing of the laminar flow, the heated or cooled air can then relax again and be continued evenly.

Die Heizquellen sind vorzugsweise als PTC-Elemente ausgebildet. PTC-Elemente (positiver Temperaturkoeffizient) leiten den Strom bei tiefen Temperaturen sehr gut, während mit zunehmender Temperatur auch deren elektrischer Widerstand steigt. Damit sind PTC-Elemente selbstbegrenzend, da sie bei einer bestimmten Temperatur abschalten. Eine Überhitzung wird damit vermieden.The heat sources are preferably designed as PTC elements. PTC elements (positive temperature coefficient) conduct the current very well at low temperatures, while with increasing temperature their electrical resistance also increases. Thus, PTC elements are self-limiting because they shut off at a certain temperature. Overheating is thus avoided.

Jede der mindestens zwei Wärmetauscher-Platten weist mindestens einen Kontaktbereich auf und ist derart angeordnet, dass sie die Wärmeenergie von der Wärmequelle im Wesentlichen über den Kontaktbereich aufnimmt. Da die mindestens eine Wärmequelle das Streckmetallgitter möglichst großflächig für eine gute Wärmeübertragung kontaktieren soll, sollten die Kontaktbereiche möglichst plan ausgebildet sein. Bei Streckmetallgittern, insbesondere mit den oben beschriebenen Erhebungen, kann hierzu ein gesonderter, insbesondere ungelochter Bereich vorgesehen sein, der die Kontaktierung mit der Wärmequelle ermöglicht. Platte und Wärmequelle sind somit sandwichförmig aneinander angeordnet.Each of the at least two heat exchanger plates has at least one contact region and is arranged such that it receives the heat energy from the heat source substantially over the contact region. Since the at least one heat source should contact the expanded metal grid over as large a surface as possible for good heat transfer, the contact areas should be designed as flat as possible. In the case of expanded metal lattices, in particular with the elevations described above, a separate, in particular unperforated, region can be provided for this purpose, which makes it possible to make contact with the heat source. Plate and heat source are thus sandwiched together.

Es sind mindestens zwei Wärmetauscher-Platten vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass sie nacheinander vom Medium durchströmt werden, wobei die mindestens eine Wärmequelle zwischen den beiden Wärmetauscher-Platten angeordnet ist. Damit kann die Wärmequelle (oder auch die mehreren Elemente) die Wärmeenergie sowohl an das oben, als auch an das unten liegende Gitter abgeben, um so die Leistung des Wärmetauschers zu steigern. Die beiden Platten bilden dann mit der mindestens einen dazwischen angeordneten Wärmequelle eine Wärmeübertragungs-Anordnung.At least two heat exchanger plates are provided, which are arranged in such a way that they are successively flowed through by the medium, wherein the at least one heat source is arranged between the two heat exchanger plates. Thus, the heat source (or the multiple elements) can deliver the heat energy to both the top, and to the bottom grid, so as to increase the performance of the heat exchanger. The two plates then form a heat transfer arrangement with the at least one interposed heat source.

Das mindestens ein Spannelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Wärmetauscher-Platte bzw. die Wärmetauscher-Platten und die mindestens eine Wärmequelle zu deren Berührung gegeneinander verspannt angeordnet sind. So kann z. B. ein Brückenelement vorgesehen sein, das die mindestens eine Wärmetauscher-Platte und die mindestens eine Wärmequelle umgreift und so den Zusammenhalt und die gute Kontaktierung zwischen Platte und Wärmequelle gewährleistet.The at least one tensioning element is designed and arranged such that the heat exchanger plate or the heat exchanger plates and the at least one heat source are arranged clamped against one another in order to contact them. So z. B. a bridge element may be provided, which surrounds the at least one heat exchanger plate and the at least one heat source and thus ensures cohesion and good contact between the plate and the heat source.

Durch das mindestens eine Spannelement lassen sich Gitterelemente und Wärmequelle(n) einfach und ohne zusätzliche Verbindungsmaßnahmen aneinander fügen, so dass ein optimaler Wärmeübergang von der Wärmequelle zu den Gitterelementen gegeben ist. So kann z. B. auf Klebeverbindungen verzichtet werden. Die Verspannung ermöglicht die Nutzung höherer Temperaturen, als dies bei Klebeverbindungen möglich wäre.By means of the at least one tensioning element, grid elements and heat source (s) can be joined together simply and without additional connecting measures, so that optimum heat transfer from the heat source to the grid elements is provided. So z. B. be dispensed with adhesive bonds. The bracing allows the use of higher temperatures than would be possible with adhesive joints.

Um die Leistung des Wärmetauschers zu steigern, können zwei Wärmeübertragungs-Anordnungen sandwichförmig aneinander angeordnet sein, so dass das Medium die beiden Anordnungen nacheinander durchströmt. Um entsprechende Verwirbelungs- und Entspannungszonen vorzusehen, können die Anordnungen beabstandet voneinander angeordnet sein, wobei der Mediumstrom im Wesentlichen senkrecht auf die Gitterebenen auftrifft. Das Spannelement (z. B. Brückenelement) kann dann beide Anordnungen umgreifen. Die Beabstandung zwischen den beiden Wärmeübertragungs-Anordnungen können durch mindestens einen Abstandshalter realisiert werden, der vorzugsweise als ein weiteres Spannelement, z. B. ein V-Blech, ausgebildet ist und dem Brückenelement entgegenwirkt. Damit wird eine gleichmäßige Verspannung der Wärmequellen mit den Wärmetauscher-Platten erzielt, so dass eine optimale Wärmeübertragung gewährleistet ist.To increase the performance of the heat exchanger, two heat transfer assemblies may be sandwiched together so that the medium flows through the two assemblies sequentially. In order to provide corresponding turbulence and relaxation zones, the arrangements may be spaced apart from each other, wherein the medium flow impinges substantially perpendicular to the lattice planes. The tensioning element (eg bridge element) can then encompass both arrangements. The spacing between the two heat transfer arrangements can be realized by at least one spacer, which is preferably used as a further clamping element, for. B. a V-plate, is formed and counteracts the bridge element. Thus, a uniform strain of the heat sources is achieved with the heat exchanger plates, so that optimum heat transfer is ensured.

Um eine möglichst gleichmäßige Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf das Streckmetallgitter zu gewährleisten, sind vorzugsweise zwei Kontaktbereiche vorgesehen, die an zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Wärmetauscher-Platte(n) angeordnet sind. Dementsprechend sind eine Vielzahl von Wärmequellen zur Bildung eines stabilen Stapels aus Wärmetauscher-Platten und Wärmequellen anordenbar, wobei die Quellen und die Kontaktbereiche übereinander liegen. Die Ausbildung stabiler Stapel ist vor allem bei Wärmeübertragungs-Anordnungen relevant, bei welchen eine Wärmequelle zwischen zwei Gittern angeordnet ist. Es lassen sich dann also mindestens zwei Wärmequellen an den Streckmetallgitter (oder auch an einem) anordnen. Auch so kann der Wirkungsgrad des Wärmetauschers erhöht werden.In order to ensure the most uniform possible heat transfer from the heat source to the expanded metal grid, two contact areas are preferably provided, which are arranged on two opposite edges of the heat exchanger plate (s). Accordingly, a plurality of heat sources can be arranged to form a stable stack of heat exchanger plates and heat sources, with the sources and the contact areas overlying each other. The formation of stable stacks is particularly relevant in heat transfer arrangements in which a heat source is arranged between two grids. At least two heat sources can then be arranged on the expanded metal grid (or also on one). Even so, the efficiency of the heat exchanger can be increased.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens eine Wärmequelle und/oder das mindestens eine Streckmetallgitter in Aufnahmebereichen eines Rahmenelements gelagert, wobei die Aufnahmebereiche derart ausgebildet sind, dass die mindestens eine Wärmequelle und/oder das Streckmetallgitter im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung fixiert und in Strömungsrichtung herausnehmbar angeordnet sind und wobei die mindestens eine Wärmequelle in Strömungsrichtung an dem Kontaktbereich des mindestens einen Streckmetallgitters anliegt.In a preferred embodiment, the at least one heat source and / or the at least one expanded metal grid are mounted in receiving areas of a frame element, wherein the receiving areas are formed such that the at least one heat source and / or the expanded metal grid fixed substantially perpendicular to the flow direction and removably arranged in the flow direction and wherein the at least one heat source rests in the flow direction at the contact region of the at least one expanded metal lattice.

Das heißt, die in den Aufnahmebereichen gelagerten Bauteile sind nur in der Strömungsrichtung (angenommene z-Richtung) verschieblich und in x- und y-Richtung fixiert. Dies erleichtert die Montage des Wärmetauschers und auch die Positionierung der Wärmequelle und der Platten.That is, the components mounted in the receiving areas are displaceable only in the flow direction (assumed z-direction) and fixed in the x and y directions. This facilitates the assembly of the heat exchanger and also the positioning of the heat source and the plates.

Der Aufnahmebereich für die Streckmetallgitter, also für die Wärmetauscher-Platten wird durch Fixierungsvorsprünge an dem Rahmenelement ausgebildet, so dass das oder die Streckmetallgitter (die die Wärmequelle bzw. quellen umgeben) im Wesentlichen zentriert an das Rahmenelement anordenbar ist bzw. sind. Die Fixierungsvorsprünge weisen in z-Richtung sowohl nach unten als auch nach oben, um zwei Gitterelemente aufnehmen zu können.The receiving area for the expanded metal grids, ie for the heat exchanger plates, is formed by fixing protrusions on the frame element, so that the expanded metal mesh or grids (which surround the heat source or sources) can be arranged substantially centered on the frame element. The fixing projections point in the z-direction both downwards and upwards in order to be able to receive two grid elements.

Sind, wie oben bereits beschrieben, die Kontaktbereiche an z. B. zwei einander gegenüberliegenden Seiten oder Rändern an einem Gitterelement vorgesehen, so sind die Aufnahmebereiche in den Rahmenelementen entsprechend angeordnet, das heißt, auch die Aufnahmebereiche befinden sich an zwei einander gegenüberliegenden Seiten oder Rändern der Rahmenelemente. Nur so ist gewährleistet, dass die Wärmequellen die Kontaktbereiche optimal kontaktieren können.Are, as already described above, the contact areas at z. B. two opposite sides or edges provided on a grid element, the receiving areas are arranged in the frame elements accordingly, that is, the receiving areas are located on two opposite sides or edges of the frame members. This is the only way to ensure that the heat sources can contact the contact areas optimally.

Vorzugsweise sind Stromzuführungseinrichtungen derart ausgebildet und vorgesehen, dass die mindestens eine Wärmequelle über die mindestens zwei Wärmetauscher-Platten mit Strom versorgbar ist.Preferably, power supply means are designed and provided such that the at least one heat source can be supplied with power via the at least two heat exchanger plates.

Insbesondere lassen sich die PTC-Elemente so einfach mit Strom versorgen. Hierzu ist jeweils ein Anschluss der Stromzuführungseinrichtungen an jeweils einem Streckmetallgitter derart angebracht, dass die PTC-Elemente parallel geschaltet sind (nur so ist deren funktionsgerechter Betrieb gewährleistet). Sind zwei Wärmeübertragungs-Anordnungen vorgesehen, so können die Spannelemente (Brückenelement und Abstandshalter) elektrisch leitfähig ausgebildet sein und einen Teil der Stromzuführungseinrichtungen ausbilden. Durch das Verspannen der Elemente gegeneinander ist nicht nur ein optimaler Wärmeübergang gewährleistet, sondern auch ein Strompfad vorgegeben.In particular, the PTC elements can be so easily supplied with power. For this purpose, in each case one connection of the power supply devices to a respective expanded metal grid mounted in such a way that the PTC elements are connected in parallel (only so their proper operation is guaranteed). If two heat transfer arrangements are provided, then the clamping elements (bridge element and spacers) can be designed to be electrically conductive and form part of the power supply devices. By bracing the elements against each other not only an optimal heat transfer is ensured, but also given a current path.

Möglich ist es natürlich auch, die Wärmequellen direkt mit Strom zu versorgen. Oder aber die Elemente, z. B. die Kühlquellen sind als Kühlschlangen vorgesehen und werden außerhalb der Wärmeübertragungs-Anordnung, z. B. in einer Klimaanlage gekühlt.Of course, it is also possible to supply the heat sources directly with electricity. Or the elements, eg. B. the cooling sources are provided as cooling coils and are outside the heat transfer arrangement, for. B. cooled in an air conditioner.

Als Heizelemente sind z. B. auch Peltier-Elemente anwendbar.As heating elements z. B. also Peltier elements applicable.

Mit den Streckmetallgittern als Wärmetauscher-Platten sind alle Arten von Wärme liefernden Elemente anwendbar. So können z. B. auch Heiz- oder Kühlschlangen mit den Platten zusammenwirken. In jedem Falle lässt sich ein aufzuwärmendes Medium auf jegliche Art und Weise an die Wärmetauscher-Platten führen.With the expanded metal grids as heat exchanger plates, all types of heat-supplying elements are applicable. So z. B. also heating or cooling coils interact with the plates. In any case, a medium to be heated can be guided in any way to the heat exchanger plates.

Mit den erfindungsgemäßen Wärmetauschern lässt sich auf effiziente Weise Wärmeenergie übertragen, wobei die Wärmeübertragungs-Anordnung aus umweltfreundlichen Materialien aufgebaut ist.With the heat exchangers according to the invention can be efficiently transferred heat energy, wherein the heat transfer assembly is constructed of environmentally friendly materials.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

- Fig. 1: eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, wobei eine perspektivische Darstellung mit aufgeschnittenem Gehäuse gezeigt ist;
- Fig. 2: eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Heizanordnung, wie sie in der Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehen ist;
- Fig. 3: die Heizanordnung gemäß Fig. 2 als fertig montiertes Bauteil;
- Fig. 4: ein Ersatzschaltbild, wobei ein Stromlaufplan für zwei sandwich-förmig angeordnete Heizanordnungen dargestellt ist;
- Fig. 5: die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung von unten;
- Fig. 6: die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung von hinten;
- Fig. 7: beispielhaft ein Gitterelement mit Kontaktbereichen;
- Fig. 8: eine weitere Ausgestaltung eines Brückenelements.

The invention will be described with reference to embodiments, which are explained in more detail with reference to the figures. Hereby show:

- Fig. 1: an embodiment of the heating device according to the invention, wherein a perspective view is shown with cut-open housing;
- Fig. 2: an exploded view of the heating arrangement according to the invention, as in the embodiment according to Fig. 1 is provided;
- Fig. 3: the heating arrangement according to Fig. 2 as a finished assembled component;
- Fig. 4: an equivalent circuit diagram, wherein a circuit diagram for two sandwich-shaped heating arrangements is shown;
- Fig. 5: the embodiment according to Fig. 1 in a perspective view from below;
- Fig. 6: the embodiment according to Fig. 1 in a perspective view from behind;
- Fig. 7: for example, a grid element with contact areas;
- Fig. 8: a further embodiment of a bridge element.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same reference numerals are used for the same and like parts.

Es sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Heizanordnungen, Gitterelementen, Rahmenelementen, Brückenelementen und Abstandshaltern jeweils mit einem eigenen Bezugszeichen versehen sind. Die anderen Elementen, wie z. B. die Öffnungen der Gitterelemente, Kontaktbereiche, Ränder, Heizelemente, Aufnahmebereiche etc. sind nur jeweils für eine Ebene (also für ein Gitterelemente oder ein Rahmenelement) bezeichnet, da sonst die Übersichtlichkeit in den Figuren nicht mehr gegeben wäre. Die für eine Heizanordnung bzw. für ein Gitterelement oder ein Rahmenelement bezeichneten Details sind auch in der zweiten Heizanordnung bzw. in den weiteren Gitter- oder Rahmenelementen zu finden.It should be noted that a plurality of heating arrangements, grid elements, frame elements, bridge elements and spacers are each provided with their own reference character. The other elements, such. As the openings of the grid elements, contact areas, edges, heating elements, receiving areas, etc. are only for one level (ie for a grid elements or a frame element) referred to, otherwise the clarity in the figures would no longer exist. The details designated for a heating arrangement or for a grid element or a frame element can also be found in the second heating arrangement or in the other grid or frame elements.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 10 in einer perspektivischen Darstellung. Dabei ist eine Schnittdarstellung gezeigt. Die Heizvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 20, das im Wesentlichen Heizanordnungen 30, 31 und ein Gebläse 100 zur Erzeugung eines Mediumstroms aufnimmt. Das Gehäuse 20 ist in einer Längsrichtung L vom fluiden Medium durchströmbar und weist deshalb sowohl an einer Oberseite als auch an einer Unterseite ein Schutzgitter 22, 23 auf, durch welche der Mediumstrom leitbar ist und die gleichzeitig den Eingriff in das Gehäuseinnere verhindern. Über die Unterseite des Gehäuses 20 und durch das Schutzgitter 23 an der Unterseite (deutlicher sichtbar in Fig. 5) hindurch saugt das Gebläse 100 beispielsweise Umgebungsluft an und befördert diese durch die Heizanordnungen 30, 31 und das Schutzgitter 22 an der Oberseite des Gehäuses 20 in die Umgebung. Fig. 1 shows an embodiment of the heating device 10 according to the invention in a perspective view. In this case, a sectional view is shown. The heater 10 includes a housing 20 that generally houses heater assemblies 30, 31 and a blower 100 for generating a medium flow. The housing 20 can be traversed in a longitudinal direction L of the fluid medium and therefore has both at one Top and on a bottom, a protective grid 22, 23, through which the medium flow is conductive and at the same time prevent engagement in the housing interior. Over the underside of the housing 20 and through the protective grid 23 at the bottom (more clearly visible in FIG Fig. 5 For example, the fan 100 sucks ambient air and conveys it through the heater assemblies 30, 31 and the guard 22 at the top of the housing 20 into the environment.

In Längsrichtung L über dem Gebläse 100, also in Richtung der Oberseite des Gehäuses sind die Heizanordnungen 30, 31 zur Erzeugung der erforderlichen Wärmeenergie angeordnet. Mit den Fig. 2 und 3 sind die Heizanordnungen 30, 31 näher beschrieben. Wie der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 2 zu entnehmen und wie auch in Fig. 1 gezeigt ist, sind hier zwei Heizanordnungen 30, 31 vorgesehen, die miteinander gekoppelt sind. Die Heizanordnungen 30, 31 sind derart sandwichförmig aneinander angeordnet, dass sie nacheinander vom Medium durchströmt werden.In the longitudinal direction L above the fan 100, that is in the direction of the top of the housing, the heating assemblies 30, 31 are arranged for generating the required heat energy. With the FIGS. 2 and 3 the heating arrangements 30, 31 are described in more detail. As the exploded view according to Fig. 2 and as well as in Fig. 1 is shown, two heating assemblies 30, 31 are provided here, which are coupled together. The heating assemblies 30, 31 are sandwiched together so as to flow through the medium in succession.

Eine Heizanordnung 30 oder 31 umfasst mindestens zwei Gitterelemente 40, 41 oder 42, 43 die als Wärmetauscher-Platten vorgesehen sind. Die Gitterelemente 40, 41 oder 42, 43 weisen Öffnungen 44 auf, durch welche das Medium strömen kann, um beispielsweise die von dem Gebläse 100 angesaugte Luft durch das Gehäuse 20 wieder in die Umgebung (erwärmt) abzugeben. Die Gitterelemente 40, 41 oder 42, 43 bzw. die Gitterebenen 46 sind zum Austausch von Wärmeenergie zwischen Platte und dem fluiden Medium ausgebildet und derart in dem Gehäuse angeordnet (s. auch Fig. 1), dass die Gitterebenen 46 der Gitterelemente 40, 41 oder 42, 43 im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung L angeordnet sind, so dass der Mediumstrom im Wesentlichen senkrecht zu den Gitterebenen 46 ausgerichtet ist.A heating arrangement 30 or 31 comprises at least two grid elements 40, 41 or 42, 43 which are provided as heat exchanger plates. The grid elements 40, 41 or 42, 43 have openings 44 through which the medium can flow, for example, to deliver the sucked by the fan 100 air through the housing 20 back into the environment (heated). The grating elements 40, 41 or 42, 43 or the lattice planes 46 are designed to exchange heat energy between the plate and the fluid medium and are arranged in the housing (see also FIG Fig. 1 ) that the lattice planes 46 of the grid elements 40, 41 or 42, 43 are arranged substantially perpendicular to the longitudinal direction L, so that the medium flow is oriented substantially perpendicular to the lattice planes 46.

Jeweils zwischen den beiden Gitterelementen 40, 41 oder 42, 43 sind Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d angeordnet, die die erzeugte Wärme an die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 abgeben können. Die Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d sind hier vorzugsweise PTC-Elemente. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die PTC-Elemente in einem vierseitigen Rahmenelement 60 bzw. 62 gelagert, derart, dass sie mit ihren Oberflächen die Gitterelemente in Längsrichtung L berühren können, in allen anderen Richtungen, im Wesentlichen senkrecht zu dieser Längsrichtung L, fixiert sind. Um die Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d festzuhalten, weisen die Rahmenelemente 60, 62 Aufnahmebereiche 63a, 63b auf, die miteinander durch eine Mittelstrebe 65 verbunden sind. Die Aufnahmebereiche 63a, 63b sind an einander gegenüberliegenden Rändern 67a, 67b jeweils eines Rahmenelements 60, 62 angeordnet, so dass jedes Rahmenelement mindestens zwei Heizelemente aufnehmen kann. In diesem Falle werden Standard-PTC-Elemente verwendet, so dass in einem Aufnahmebereich jeweils zwei PTC-Elemente 50a, 50b bzw. 50c, 50d und damit insgesamt vier Elemente 50a, 50b, 50c, 50d in jedem Rahmenelement 60, 62 untergebracht sind.In each case between the two grid elements 40, 41 or 42, 43 heating elements 50a, 50b, 50c, 50d are arranged, which can deliver the heat generated to the grid elements 40, 41, 42, 43. The heating elements 50a, 50b, 50c, 50d are here preferably PTC elements. Again Fig. 2 can be seen, the PTC elements are mounted in a four-sided frame member 60 and 62, respectively, so that they can touch the gratings with their surfaces in the longitudinal direction L, are fixed in all other directions, substantially perpendicular to this longitudinal direction L. To heat the heating elements 50a, 50b, 50c, 50d, the frame elements 60, 62 have receiving areas 63a, 63b, which are connected to each other by a center bar 65. The receiving areas 63a, 63b are arranged on opposite edges 67a, 67b of a respective frame element 60, 62, so that each frame element can accommodate at least two heating elements. In this case, standard PTC elements are used, so that two PTC elements 50a, 50b or 50c, 50d and thus a total of four elements 50a, 50b, 50c, 50d are accommodated in each receiving element in each frame element 60, 62.

In dieser Ausführungsform weisen die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 ungelochte Bereiche, nämlich Kontaktbereiche 45a, 45b auf, über welche die Heizelemente 50a, 50b bzw. 50c, 50d an den Gitterelementen 40, 41, 42, 43 anliegen. Die Kontaktbereiche 45a, 45b liegen sich - entsprechend den Aufnahmebereichen 63a, 63b der Rahmenelemente 60, 62 - einander an zwei Rändern 47a, 47b der Gitterelemente gegenüber, so dass die Heizelemente die Kontaktbereiche kontaktieren können. Somit wird die Wärmeenergie von den Heizelementen 50a, 50b bzw. 50c, 50d im Wesentlichen über den Kontaktbereich 45a, 45b auf die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 übertragen, wobei die Heizelemente über die Gitterelemente gleichzeitig gekühlt werden.In this embodiment, the grid elements 40, 41, 42, 43 unperforated areas, namely contact areas 45a, 45b, over which the heating elements 50a, 50b and 50c, 50d abut the grid elements 40, 41, 42, 43. The contact areas 45a, 45b lie opposite one another - corresponding to the receiving areas 63a, 63b of the frame elements 60, 62 - on two edges 47a, 47b of the grid elements, so that the heating elements can contact the contact areas. Thus, the heat energy from the heating elements 50a, 50b and 50c, 50d is transferred substantially via the contact region 45a, 45b to the grid elements 40, 41, 42, 43, wherein the heating elements are cooled simultaneously via the grid elements.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 als einfaches Lochgitter ausgebildet, so wie dies mit Fig. 7 gezeigt ist. Bei Gittern mit ebener Oberfläche, so wie in dem gezeigten Beispiel, könnten die Kontaktbereiche 45a, 45b auch gelocht ausgebildet sein, da die Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d immer eben an dem Gitterelement anliegen. Bei Verwendung strukturierter Gitter, also Gitterelemente, die z. B. in Längsrichtung Erhebungen aufweisen, bieten sich ungelochte, ebene Kontaktbereiche an, um ein gleichmäßiges Anliegen der Heizelemente zu garantieren. Die Erhebungen um die Öffnungen herum sind beispielsweise bei Streckmetallgittern gegeben, wobei die Strukturierung z. B. mit dem Herstellungsprozess des Gitters erzeugbar ist. Auch können die Öffnungen bei Stanzgittern von verformtem Material umgeben sein (bedingt durch den Herstellungsprozess der Öffnungen), wobei das Material dann aus der Gitterebene in Längs- oder z-Richtung L hervorsteht. Bei Streckgittern können etwaige Erhebungen auf einfache Weise hergestellt werden. Diese Erhebungen erhöhen den Verwirbelungsgrad des durchströmenden Mediums, so dass der Wirkungsgrad der Heizvorrichtung gesteigert werden kann. Eine besonders gute Verwirbelung kann dann erzielt werden, wenn die Erhebungen Wandbereiche aufweisen, die in Bezug auf die Längsrichtung der Anordnung mindestens teilweise schräg gerichtet sind. Auch können die Öffnungen selbst (in der Gitterebene) von Wandbereichen umgeben sein, deren Ausrichtung mindestens teilweise schräg ist.In the embodiment shown here, the grid elements 40, 41, 42, 43 are formed as a simple perforated grid, as with Fig. 7 is shown. In the case of gratings with a flat surface, as in the example shown, the contact regions 45a, 45b could also be formed perforated, since the heating elements 50a, 50b, 50c, 50d always lie flat against the grid element. When using structured grating, ie grid elements z. B. have elevations in the longitudinal direction, offer unperforated, flat contact areas in order to guarantee a uniform concern of the heating elements. The elevations around the openings are given for example in expanded metal meshes, wherein the structuring z. B. can be generated with the manufacturing process of the grid. Also, the apertures may be surrounded by stamped material of deformed material (due to the manufacturing process of the openings), wherein the material then protrudes from the lattice plane in the longitudinal or z-direction L. In the case of expanded gratings, any elevations can be produced in a simple manner. These elevations increase the Verwirbelungsgrad the flowing medium, so that the efficiency of the heater increased can be. A particularly good turbulence can be achieved if the elevations have wall regions which are at least partially obliquely directed with respect to the longitudinal direction of the arrangement. Also, the openings themselves (in the lattice plane) may be surrounded by wall areas whose orientation is at least partially oblique.

Aufgrund der Öffnungen 44, insbesondere mit schrägen Wandbereichen in der Gitterebene 46 und/oder bei Erhebungen, die um die Öffnungen 44 herum ausgebildet sind und aus der Gitterebene 46 hervorstehen und dem daran anschließenden barrierefreien Raum (ggf. bis zum nächsten Gitterelement) lassen sich Verwirbelungs- und Entspannungszonen für den Mediumstrom aufbauen, die den Wirkungsgrad der Heizvorrichtung erheblich erhöhen. Das heißt, nach der Verwirbelung beruhigt sich der Mediumstrom und kann dann im Wesentlichen laminar mit veränderter Wärmeenergie weitergeführt werden.Due to the openings 44, in particular with inclined wall areas in the lattice plane 46 and / or elevations that are formed around the openings 44 and projecting out of the lattice plane 46 and the adjoining barrier-free space (possibly to the next grid element) can be swirling - Set up and relaxation zones for the medium flow, which significantly increase the efficiency of the heater. That is, after the turbulence, the medium flow calms down and can then be continued substantially laminar with changed heat energy.

Die Rahmenelemente 60, 62 weisen an den Seiten bzw. Rändern, an welchen keine Heizelemente angeordnet sind, Fixierungsvorsprünge 64 auf, die auch für die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 einen weiteren Aufnahmebereich 63c festlegen. Die Fixierungsvorsprünge 64 erstrecken sich in Längsrichtung L sowohl nach unten als auch nach oben, so dass beide Gitterelemente an dem Rahmenelement fixiert werden können.The frame elements 60, 62 have fixing projections 64 on the sides or edges, on which no heating elements are arranged, which also define a further receiving region 63c for the grid elements 40, 41, 42, 43. The fixing projections 64 extend in the longitudinal direction L both downwards and upwards, so that both grid elements can be fixed to the frame element.

Ferner weist das Rahmenelement 60, 62 - in diesem Falle in den vier Eckbereichen - Beabstandungselemente 66a, 66c, 66d (ein viertes Beabstandungselement ist hier nicht sichtbar) auf, so dass die Heizanordnungen 30, 31 beabstandet von dem Gehäuse 20 in diesem lagerbar sind. Die Beabstandungselemente 66a, 66c, 66d dienen ferner als Montagehilfe, um die Heizanordnungen 30, 31 einfacher in das Gehäuse einführen zu können.Further, the frame member 60, 62 - in this case in the four corner regions - spacing elements 66a, 66c, 66d (a fourth spacer element is not visible here), so that the heating assemblies 30, 31 spaced from the housing 20 are storable in this. The spacer elements 66a, 66c, 66d also serve as an assembly aid in order to be able to more easily insert the heating arrangements 30, 31 into the housing.

Wie Fig. 2 zudem entnommen werden kann, ist ein weiteres Rahmenelement 61 zwischen den beiden Heizanordnungen 30, 31 angeordnet. Dieses Rahmenelement 61 fixiert einerseits über die Fixierungsvorsprünge 64 die beiden anliegenden Gitterelemente 41, 42 der beiden Heizanordnungen 30, 31, andererseits werden über die zwei Aufnahmebereiche 63a, 63b für die Heizelemente Abstandshalter 80, 81 festgehalten. Das heißt, an Stelle der Heizelemente sind hier Abstandshalter 80, 81 vorgesehen, so dass die beiden Heizanordnungen 30, 31 beabstandet voneinander angeordnet sind.As Fig. 2 can also be removed, another frame member 61 between the two heating assemblies 30, 31 is arranged. On the one hand, this frame element 61 fixes the two adjoining grid elements 41, 42 of the two heating arrangements 30, 31 on the one hand via the fixing projections 64; on the other hand, spacers 80, 81 are held in place via the two receiving areas 63a, 63b for the heating elements. That is, instead of the heating elements here spacers 80, 81 are provided, so that the two heating assemblies 30, 31 are arranged spaced from each other.

Zwei Brückenelemente 70, 71 umschließen die beiden Heizanordnungen 30, 31 - wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen - an jeweils einander gegenüberliegenden Seiten, an welchen auch die Kontaktbereiche 45a, 45b vorgesehen sind, mit einer Art Greifarme. Die Brückenelemente 70, 71 sind derart als Spannelemente ausgebildet, dass sie die mindestens zwei Heizanordnungen 30, 31 umgreifen und die Gitterelemente 40, 41, 42, 43 und die Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d in jedem der Rahmenelemente 60, 62 gegeneinander verspannen (aneinander drücken).Two bridge elements 70, 71 surround the two heating arrangements 30, 31 - in particular Fig. 3 can be seen - on each opposite sides, to which the contact areas 45a, 45b are provided, with a kind of gripping arms. The bridge elements 70, 71 are designed as clamping elements in such a way that they surround the at least two heating arrangements 30, 31 and brace the grid elements 40, 41, 42, 43 and the heating elements 50a, 50b, 50c, 50d in each of the frame elements 60, 62 (press each other).

Aus dem Brückenbereich heraus erstrecken sich (in diesem Falle vier) Abstandselemente 72, so dass die Heizanordnungen 30, 31 in dem Gehäuse 20 fixierbar und beabstandet von dem Gebläse 100 und ggf. auch von dem Gehäuse 20 in diesem lagerbar sind. Hierzu sind in dem Gehäuse 20 Vorsprünge 21 vorgesehen, gegen die sich die Abstandselemente 72 abstützen bzw. zwischen diese eingeklemmt werden und so die Heizanordnung(en) 30, 31 in Position im Inneren des Gehäuses 20 halten. Gleichzeitig kann durch die Abstandselemente 72 eine geeignete Beabstandung zu anderen Bauteilen im Gehäuse 20, z. B. zum Gebläse 100, gewährleistet werden. Damit kann das Brückenelement 70, 71 in diesem Falle die Positionierung der Heizanordnungen 30, 31 in dem Gehäuse 20 übernehmen, so dass ein funktionsgerechter Betrieb der Heizvorrichtung 10 gewährleistet ist.From the bridge area extending (in this case, four) spacer elements 72, so that the heating assemblies 30, 31 are fixable in the housing 20 and spaced from the fan 100 and possibly also of the housing 20 in this storable. For this purpose, projections 21 are provided in the housing 20, against which the spacer elements 72 are supported or clamped between them and thus hold the heating arrangement (s) 30, 31 in position in the interior of the housing 20. At the same time by the spacer elements 72 a suitable spacing to other components in the housing 20, z. B. to the fan 100, guaranteed. In this way, the bridge element 70, 71 can assume the positioning of the heating arrangements 30, 31 in the housing 20 in this case, so that a functionally correct operation of the heating device 10 is ensured.

Eine andere Ausgestaltung eines Brückenelements, wie es ebenfalls eingesetzt werden kann, ist mit Fig. 8 gezeigt. Dieses Element 70' erfüllt dieselbe Funktion, wie das oben beschriebene, allerdings sind die Greifarme hier gebogen ausgebildet. Die Biegung ist derart ausgestaltet, dass eine Einführschräge vorgesehen ist und das Brückenelement mit den Heizanordnungen leichter in Eingriff gelangt. Dies erleichtert den Herstellungsprozess, insbesondere im automatisierten Betrieb.Another embodiment of a bridge element, as it can also be used, is with Fig. 8 shown. This element 70 'fulfills the same function as that described above, but the gripping arms are formed bent here. The bend is designed such that an insertion bevel is provided and the bridge element more easily engages with the heating arrangements. This facilitates the manufacturing process, especially in automated operation.

Die zwischen den beiden Heizanordnungen 30, 31 angeordneten Abstandshalter 80, 81 sind in diesem Falle als weitere Spannelemente ausgebildet, die den Brückenelementen 70, 71 entgegenwirken. Gitterelemente 40, 41, 42, 43 und Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d werden mittels der Spannelemente (Brückenelemente, Abstandshalter) zu deren Berührung gegeneinander verspannt, um so eine optimale Wärmeübertragung von den Heizelementen auf die Gitterelement zu gewährleisten und Spiel zwischen den Bauteilen im Wesentlichen zu vermeiden.The spacers 80, 81 arranged between the two heating arrangements 30, 31 are in this case designed as further clamping elements which counteract the bridge elements 70, 71. Grid elements 40, 41, 42, 43 and heating elements 50a, 50b, 50c, 50d are braced against each other by means of the clamping elements (bridge elements, spacers) for their contact, so as to achieve optimum heat transfer from the heating elements to ensure the grid element and to substantially avoid play between the components.

Das Zusammenwirken von Brückenelement(en) 70, 71 und Abstandshalter(n) 80, 81 ermöglicht eine optimale Verspannung von Heiz- und Gitterelementen gegeneinander, wobei die Spannkraft einstellbar ist. Hierzu können z. B. verschiedene Federarten angewendet werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind z. B. wannenförmige V-Bleche 80, 81 vorgesehen, die über die Heizelemente über deren gesamter Länge an die jeweiligen Kontaktbereiche drücken (Linienkontakt). Die Verspannung ermöglicht die Nutzung höherer Temperaturen, als dies mit einer Klebeverbindung möglich wäre.The interaction of bridge element (s) 70, 71 and spacer (s) 80, 81 allows optimal clamping of heating and grid elements against each other, wherein the clamping force is adjustable. For this purpose, z. B. different types of springs are applied. In the embodiment shown here z. B. trough-shaped V-plates 80, 81 are provided, which press over the heating elements over their entire length to the respective contact areas (line contact). The bracing allows the use of higher temperatures than would be possible with an adhesive bond.

Um nun die Heizelemente 50a, 50b, 50c, 50d in jedem der Rahmenelemente 60, 62 mit Strom zu versorgen, sind Stromzuführungseinrichtungen 90, 91 vorgesehen, die gemäß der Fig. 2 und 3 an zwei der Gitterelemente 40, 42 angeschlossene Anschlüsse umfassen. Durch das Verspannen der Elemente gegeneinander ist nicht nur ein optimaler Wärmeübergang gewährleistet, sondern auch ein Strompfad vorgegeben. Hierzu sind die Abstandshalter 80, 81 (V-Bleche) und die Brückenelemente 70, 71 aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet. Um einen funktionsgerechten Betrieb zu ermöglichen, müssen PTC-Elemente 50a, 50b, 50c, 50d aller Heizanordnungen 30, 31 parallel geschaltet sein. In der hier gezeigten Ausführungsform mit zwei Heizanordnungen 30, 31 ist jeweils eine Stromzuführungseinrichtung (Anschluss) an dem, in Längsrichtung von oben nach unten gezählt, ersten und vorletzten Gitter angeordnet. Der Strompfad führt also von dem obersten Gitterelement 40 einerseits über die oberen PTC-Elemente und dem Gitterelement 41 zu den Abstandshaltern 80, 81 und andererseits über die Brückenelemente zu dem untersten Gitterelement 43, zu den unteren PTC-Elementen und dann zu dem Gitterelement 42 bzw. zu den Abstandshaltern 80, 81. Dies ist insbesondere in Fig. 4 erkennbar. Die Anschlüsse der Stromzuführungseinrichtungen 90, 91 sind an die Gitterelemente z. B. angeschweißt (z. B. mit einem Punktschweißgerät), angelötet oder mittels eines Crimpverfahrens oder eines Nietverfahrens befestigt.In order to supply power to the heating elements 50a, 50b, 50c, 50d in each of the frame elements 60, 62, current supply means 90, 91 are provided, which according to the FIGS. 2 and 3 on two of the grid elements 40, 42 connected terminals include. By bracing the elements against each other not only an optimal heat transfer is ensured, but also given a current path. For this purpose, the spacers 80, 81 (V-plates) and the bridge elements 70, 71 are formed of electrically conductive material. In order to enable a functionally correct operation, PTC elements 50a, 50b, 50c, 50d of all heating arrangements 30, 31 must be connected in parallel. In the embodiment shown here with two heating arrangements 30, 31, a respective power supply device (connection) is arranged on the first and penultimate grids, counted in the longitudinal direction from top to bottom. The current path thus leads from the uppermost grid element 40 on the one hand via the upper PTC elements and the grid element 41 to the spacers 80, 81 and on the other hand via the bridge elements to the lowermost grid element 43, to the lower PTC elements and then to the grid element 42 and to the spacers 80, 81. This is particularly in Fig. 4 recognizable. The terminals of the power supply means 90, 91 are connected to the grid elements z. B. welded (eg., With a spot welder), soldered or fixed by means of a crimping process or a riveting process.

Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild, wie es der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 entspricht. Die PTC-Elemente sind als parallel geschaltete Widerstände eingezeichnet (hier ist nur das Bezugszeichen 50a für eines der Heizelemente in einem Rahmenelement eingezeichnet). In Längsrichtung von oben nach unten gezählt ist eine Stromzuführungseinrichtung (Anschluss) 90 an dem ersten und eine weitere Stromzuführungseinrichtung (Anschluss) 91 an dem dritten und damit vorletzten Gitterelement 40, 42 angeordnet. Das Brückenelement 71 umgreift die Schaltung. Zwischen den beiden Heizanordnungen 30, 31 ist der Abstandshalter 80 oder 81 eingezeichnet. Die Schaltung ist vereinfacht dargestellt. So ist z. B. nur eine Verbindungsleitung als Abstandshalter und auch nur ein Brückenelement eingezeichnet. Fig. 4 shows an equivalent circuit diagram, as is the embodiment of the FIGS. 2 and 3 equivalent. The PTC elements are shown as resistors connected in parallel (here only the reference numeral 50a is for one of the heating elements in a frame element shown). Counted in the longitudinal direction from top to bottom, a power supply device (connection) 90 is arranged on the first and a further power supply device (connection) 91 on the third and thus penultimate grating element 40, 42. The bridge element 71 surrounds the circuit. Between the two heating arrangements 30, 31 of the spacers 80 or 81 is located. The circuit is shown simplified. So z. B. only one connecting line as a spacer and only one bridge element located.

Auch mit nur einer Heizanordnung ließe sich die Heizvorrichtung realisieren. So würde über das eine Gitterelement der Strom zugeführt und über das andere wieder abgeführt. Als Spannelement zum Zusammenhalten von Gitter- und Heizelementen könnten wieder Brückenelemente vorgesehen sein, die dann allerdings aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet sein müssten.Even with only one heating arrangement, the heater could be realized. Thus, the current would be supplied via one grid element and dissipated again via the other. As a clamping element for holding grid and heating elements bridge elements could again be provided, which would then have to be formed of electrically insulating material.

Fig. 5 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht, so dass das untere Schutzgitter 23 sichtbar ist. Auch hier ist das Gehäuse 20 wieder aufgeschnitten dargestellt, wobei die beiden Heizanordnungen 30, 31 und das Gebläse 100 erkennbar sind. Fig. 5 shows the embodiment according to Fig. 1 in a further perspective view, so that the lower protective grid 23 is visible. Again, the housing 20 is shown again cut, the two heating assemblies 30, 31 and the fan 100 can be seen.

Fig. 6 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht. Das Gehäuse 20 ist hier von hinten dargestellt. Über Hakenelemente 24, die an dem Gehäuse 20 befestigt sind, lässt sich die Heizvorrichtung 10 beispielsweise an einer in einem Schaltschrank befindlichen Schiene befestigen. Möglich ist auch eine Clipbefestigung. Das Gehäuse 20 ist derart ausgebildet, dass die Heizvorrichtung 10 auch seitlich befestigbar ist. Fig. 6 shows the embodiment according to Fig. 1 in a further perspective view. The housing 20 is shown here from behind. By means of hook elements 24, which are fastened to the housing 20, the heating device 10 can be fastened, for example, to a rail located in a control cabinet. Also possible is a clip attachment. The housing 20 is designed such that the heating device 10 can also be fastened laterally.

Fig. 7 zeigt ein Lochgitter, das explizite Kontaktbereiche 45a, 45b an den Rändern 47a, 47b des Gitterelements (z. B. 40) aufweist. An diesen Kontaktbereichen liegen die Heizelement an, so dass eine gute Wärmeübertragung von Heizelement auf das bzw. die Gitter gewährleistet ist. Fig. 7 shows a perforated grid having explicit contact areas 45a, 45b at the edges 47a, 47b of the grid element (eg 40). At these contact areas are the heating element, so that a good heat transfer from the heating element on the grid or is guaranteed.

Statt der Heizelemente können grundsätzlich auch Kühlelemente verwendet werden, so dass hier eine kühlende Einrichtung vorgesehen ist.In principle, cooling elements can also be used instead of the heating elements, so that a cooling device is provided here.

Es sei erwähnt, dass die Heizvorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Medium (also z. B. Luft) im Wesentlichen in Längsrichtung durch das Gehäuse, also durch die Heizvorrichtung fließt. Diese Formulierung soll natürlich nicht ausschließen, dass der Mediumstrom verwirbelbar ist (wie oben beschrieben). Durch Verwirbelungen kann und soll der Mediumstrom zumindest teilweise und zeitweise auch in Richtungen fließen, die nicht parallel zur Längsrichtung verlaufen.It should be mentioned that the heating device is designed in such a way that the medium (that is to say for example air) flows essentially in the longitudinal direction through the housing, that is to say through the heating device. Of course, this formulation should not preclude that the medium flow is fluidizable (as described above). By swirling, the medium flow can and should at least partially and temporarily also flow in directions which do not run parallel to the longitudinal direction.

Ein Wärmetauscher, wie er oben beschrieben worden ist, könnte z. B. gemäß den Fig. 2 und 3 ausgebildet sein.A heat exchanger, as has been described above, z. B. according to the FIGS. 2 and 3 be educated.

Mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung mit der hier beschriebenen Heizanordnung lässt sich auf einfache Weise ein dafür vorgesehener Raum beheizen, da hier eine hohe Leistungsdichte durch kontrolliertes Beheizen möglich ist. Die Heizvorrichtung ist aus umweltfreundlichen Materialien aufgebaut und kann mit geringen Betriebskosten betrieben werden.With the heating device according to the invention with the heating arrangement described here, it is possible in a simple manner to heat a space provided for this purpose, since a high power density through controlled heating is possible here. The heater is constructed from environmentally friendly materials and can be operated at low operating costs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Heizvorrichtungheater
2020: Gehäusecasing
2121: Vorsprüngeprojections
2222: Oberes SchutzgitterUpper guard
2323: Unteres SchutzgitterLower guard
2424: Hakenelementhook element
3030: Heizanordnungheating arrangement
3131: Heizanordnungheating arrangement
4040: Gitterelementgrid element
4141: Gitterelementgrid element
4242: Gitterelementgrid element
4343: Gitterelementgrid element
4444: Öffnungopening
45a45a: Kontaktbereichcontact area
45b45b: Kontaktbereichcontact area
4646: Gitterebenelattice plane
47a47a: Randedge
47b47b: Randedge
50a50a: Heizelementheating element
50b50b: Heizelementheating element
50c50c: Heizelementheating element
50d50d: Heizelementheating element
6060: Rahmenelementframe element
6161: Rahmenelementframe element
6262: Rahmenelementframe element
63a63a: Aufnahmebereichreception area
63b63b: Aufnahmebereichreception area
63c63c: Aufnahmebereichreception area
6464: Fixierungsvorsprungfixing extension
6565: MittelstrebeCrossbar
66a66a: Beabstandungselementspacer
66c66c: Beabstandungselementspacer
66d66d: Beabstandungselementspacer
67a67a: Randedge
67b67b: Randedge
70, 70'70, 70 ': Brückenelement, SpannelementBridge element, clamping element
7171: Brückenelement, SpannelementBridge element, clamping element
7272: Abstandselementspacer
8080: Abstandshalter, SpannelementSpacer, clamping element
8181: Abstandshalter, SpannelementSpacer, clamping element
9090: Stromzuführungseinrichtung, AnschlussPower supply device, connection
9191: Stromzuführungseinrichtung, AnschlussPower supply device, connection
100100: Gebläsefan

LL: Längsrichtung, z-RichtungLongitudinal direction, z-direction

Claims

Heating device, comprising
- at least two heating arrangements (30, 31),

- electrical power supply devices (90, 91) for supplying electrical power to the heating arrangement (30, 31),

- a housing (20), through which a fluid medium can flow in a longitudinal direction (L), for receiving the heating arrangements (30, 31),
wherein the at least two heating arrangements comprise in each case
- at least two grating elements (40, 41 or 42, 43) as heat exchanger plates with openings (44) through which the medium flows, whose grating planes (46) are designed for an exchange of heat energy between the plates and the fluid medium,

- at least one heating element (50a-50d) which is arranged between the grating elements (40, 41 or 42, 43),
wherein the at least two heating arrangements (30, 31) are respectively arranged in the housing (20) such that the grating planes (46) of the grating elements (40, 41, 42, 43) are arranged substantially perpendicular to the longitudinal direction (L), such that the medium flow is oriented substantially perpendicular to the grating planes (46),
wherein the grating elements (40, 41, 42, 43) and the at least one heating element (50a-50d) are arranged clamped against another so as to be in contact with one another by means of at least one clamping element (70, 71, 70', 80, 81),
and wherein the grating elements (40, 41, 42, 43) each have at least one contact region (45a, 45b) and are arranged such that they absorb the heat energy from the at least one heating element (50a-50d) essentially via the contact region (45a, 45b), wherein the heating arrangements are arranged against one another in the manner of a sandwich such that the medium flows through them one after the other,
wherein the heating elements (50a-50d) and the at least one clamping element (70, 71, 70', 80, 81) are arranged
such that the heating elements (50a-50d) and contact regions (45a, 45b) lie on top of one another and are clamped against one another over the entire heating arrangements (30, 31),
and wherein the electrical power supply devices (90, 91) are arranged and formed such that the heating elements (50a-50d) are connected in parallel.
Heating device according to Claim 1,
characterized in that
a fan (100) is arranged in the housing (20) for generating the medium flow.
Heating device according to Claim 1 or 2,
characterized in that
the grating elements (40, 41, 42, 43) are formed from electrically conductive material and the electrical power supply devices (90, 91) are formed and arranged on the grating elements such that the at least one heating element (50a-50d) is electrified via the grating elements (40, 41, 42, 43).
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
at least one spacer (80, 81) is provided between the heating arrangements (30, 31) and is preferably formed such that all the grating elements (40, 41, 42, 43) are spaced apart from one another substantially equally.
Heating device according to Claim 4,
characterized in that
contact regions (45a, 45b) are provided on mutually opposite edges (47a, 47b) of the grating elements (40, 41, 42, 43) and accordingly a multiplicity of heating elements (50a-50d) and, where relevant, spacers (80, 81) are provided in order to form a stable stack of grating elements, heating elements and, where relevant, spacers.
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
a bridging element (70, 71, 70') is provided and formed as a clamping element such that it encompasses the at least two heating arrangements (30, 31) and clamps the grating elements (40, 41, 42, 43) and the heating elements (50a-50d) against one another.
Heating device according to Claim 6,
characterized in that
the bridging element (70, 71, 70') is formed with the spacing elements (72) such that the at least two heating arrangements (30, 31) can be attached in the housing (20) and can be mounted therein spaced apart from the fan (100) and/or from the housing (20).
Heating device according to one of Claims 4 to 7,
characterized in that
the at least one spacer (80, 81) is designed to be resilient so as to form an additional clamping element.
Heating device according to one of Claims 4 to 8,
characterized in that
the bridging element (70, 71, 70') and/or the at least one spacer (80, 81) are formed as electrical power supply devices.
Heating device according to one of Claims 4 to 9,
characterized in that
the at least one heating element (50a-50d) and/or the grating elements (40, 41, 42, 43) and, where relevant, the at least one spacer (80, 81) are mounted in receiving regions (63a, 63b, 63c) of a frame element (60, 61, 62), wherein the receiving regions (63a, 63b, 63c) are formed such that the at least one heating element and/or the grating elements and, where relevant, the at least one spacer are attached substantially perpendicular to the longitudinal direction (L) and are arranged such that they can be removed in the longitudinal direction (L),
wherein the at least one heating element and, where relevant, the at least one spacer bear in the longitudinal direction (L) against the contact region (45a, 45b) of the grating elements (40, 41, 42, 43).
Heating device according to Claim 10,
characterized in that
the frame element (60, 61, 62) is formed with spacing elements (66a, 66c, 66d) such that the at least two heating arrangements (30, 31) can be mounted in the housing (20) spaced apart therefrom.
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the grating element (40, 41, 42, 43) comprises an expanded metal grating and/or a pressed mesh.
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
wall regions which surround or at least partially surround the openings (44) of the grating elements are oriented at least partially obliquely with respect to the longitudinal direction (L).
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
partial sections of the grating elements are oriented obliquely with respect to the plate surface and thus to the flow direction.
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the grating elements (40, 41, 42, 43) have at least one contact region (45a, 45b) without openings.
Heating device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the heating elements (50a-50d) and the contact regions (45a, 45b) extend substantially over in each case the entire edge (47a, 47b) of the grating elements (40, 41, 42, 43).