DE20021566U1 - Device for heating gases for heating interiors and lamella of such a device - Google Patents
Device for heating gases for heating interiors and lamella of such a deviceInfo
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Description
Vorrichtung zum Erwärmen von Gasen zwecks Beheizung von Innenräumen und Lamelle einer solchen VorrichtungDevice for heating gases for heating interior spaces and fin of such a device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Gasen, insbesondere von Luft, zwecks Beheizung von Innenräumen, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, mit einem Heizregister mit von Heizelementen durchzogenen Heizlamellen sowie eine Heizlamelle für ein Heizregister zum Erhitzen von Gasen mit Durchbrüchen zum Durchführen von Heizelementen.The invention relates to a device for heating gases, in particular air, for the purpose of heating interiors, in particular those of motor vehicles or the like, with a heating register with heating fins traversed by heating elements, as well as a heating fin for a heating register for heating gases with openings for the passage of heating elements.
Bei der Beheizung von Innenräumen, insbesondere von Kraftfahrzeuginnenräumen wurde in der Vergangenheit die Abwärme des Antriebsmotors bei luftgefüllten Motoren durch entsprechende Abgaswärmetauscher bzw. bei wassergekühlten Antriebsmotoren durch die Verwendung der Wärmeenergie im Kühlwasser verwendet. Diese Abwärme ist jedoch bei modernen Motoren, insbesondere in der kalten Jahreszeit, nicht mehr ausreichend. Aus diesem Grund wurden zwischenzeitlich Vorrichtungen zur Beheizung von Kraftfahrzeuginnenräumen ent-In the past, when heating interiors, especially vehicle interiors, the waste heat from the engine was used in air-filled engines through appropriate exhaust heat exchangers or in water-cooled engines by using the thermal energy in the cooling water. However, this waste heat is no longer sufficient in modern engines, especially in the cold season. For this reason, devices for heating vehicle interiors have been developed.
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wickelt, die unabhängig von der verfügbaren Abwärme des Motors die Erwärmung des Innenraumes sicherstellen.which ensure that the interior is heated regardless of the available waste heat from the engine.
Derartige Erwärmungseinrichtungen sind in der Regel kompakte elektrische Heizelemente, die zu einem Heizblock zusammengesetzt sind und in einem Rahmen gehalten werden.Such heating devices are usually compact electrical heating elements that are assembled into a heating block and held in a frame.
Die eingangs beschriebenen Zuheizer werden nun meist in kompliziert geformte Klimakästen eingebaut, die der Fahrgastzelle angeformt sind und sehr beschränkten Bauraum bieten. Die verschieden geformten Klimakästen haben den Nachteil, über ihren Strömungsquerschnitt eine inhomogene Strömungsgeschwindigkeit und daraus folgend, bei konstanter Wärmetauscherdicke, eine inhomogene Lufterwärmung zu erzeugen. Insbesondere ist es nicht möglich, eine gewünschte definierte Wärmeverteilung zu erzeugen.The auxiliary heaters described above are now usually installed in complicatedly shaped air conditioning boxes that are molded onto the passenger compartment and offer very limited installation space. The differently shaped air conditioning boxes have the disadvantage of generating an inhomogeneous flow velocity across their flow cross-section and, as a result, inhomogeneous air heating with a constant heat exchanger thickness. In particular, it is not possible to generate a desired, defined heat distribution.
Dieser Problematik werden bekannte Heizvorrichtungen nur unzureichend gerecht. Dies liegt vor allem daran, dass die 0 meist verwendeten Lösungen (z.B. DE 44 36 613 Al und DE 44 04 345 Al) nur einen rechteckigen Luftdurchtritt sowie eine konstante Stärke des Registers ermöglichen. Ganz deutlich zeigt auch DE 196 07 122 Al die unbefriedigende Lösung des Problems, bei einem in diesem Falle nahezu dreieckigen Längsschnitt des Gehäuses.Known heating devices do not adequately address this problem. This is mainly due to the fact that the most commonly used solutions (e.g. DE 44 36 613 Al and DE 44 04 345 Al) only allow a rectangular air passage and a constant thickness of the register. DE 196 07 122 Al also clearly shows the unsatisfactory solution to the problem, with an almost triangular longitudinal section of the housing.
Auch die DE 19 8 4 8 169 Al zeigt einen quaderförmigen Zuheizer, bei dem in einem Profilrohr aus gut wärmeleitendem Material, wie z.B. Aluminium, PTC-Bausteine im Innenraum des Rohres klemmend eingebaut sind und auf der Außenseite des Rohres Lamellen zur Wärmeabgabe aufgesetzt werden.DE 19 8 4 8 169 Al also shows a cuboid-shaped auxiliary heater in which PTC components are clamped into the interior of a profile tube made of a material with good heat conduction, such as aluminum, and fins are placed on the outside of the tube to dissipate heat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine verbesserte Vorrichtung zumThe invention is based on the object of avoiding the aforementioned disadvantages by providing an improved device for
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Beheizen von Gasen und für eine solche Heizvorrichtung vorgesehenen Lamellen zu schaffen.Heating of gases and fins intended for such a heating device.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Heizvorrichtung dadurch gelöst, dass die Form jeder Heizlamelle derart ist, dass die Austrittstemperatur des erwärmten Gases ausgangsseitig der Heizlamellen im wesentlichen konstant ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Form jeder Heizlamelle (3a-3n) derart ist, dass die Austrittstemperatur des erwärmten Gases ausgangsseitig der Heizlamellen (3a-3n) im wesentlichen konstant ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass die Höhe der Heizlamellen im Bereich größerer Gasströmungsgeschwindigkeit größer ist als im Bereich geringerer Gasströmungsgeschwindigkeit. Demgemäss sieht die Erfindung weiterhin zur Lösung der Aufgabe eine gattungsgemäße Heizlamelle vor, bei der die Höhe der Heizlamelle im Bereich größerer Luftströmungsgeschwindigkeit größer als im Bereich geringerer Luftströmungsgeschwindigkeit ist.According to the invention, the above-mentioned object is achieved in a heating device of the type mentioned in that the shape of each heating fin is such that the outlet temperature of the heated gas on the outlet side of the heating fins is essentially constant. A preferred embodiment provides that the shape of each heating fin (3a-3n) is such that the outlet temperature of the heated gas on the outlet side of the heating fins (3a-3n) is essentially constant. In a preferred embodiment, it is provided that the height of the heating fins is greater in the region of higher gas flow speed than in the region of lower gas flow speed. Accordingly, the invention further provides a heating fin of the type mentioned in order to achieve the object, in which the height of the heating fin is greater in the region of higher air flow speed than in the region of lower air flow speed.
Die Erfindung sieht damit vor, dass in Zonen größerer Strömungsgeschwindigkeit die wirksame Wärmetauscherhöhe größer ist als in Zonen mit kleiner Geschwindigkeit.The invention therefore provides that in zones of higher flow velocity the effective heat exchanger height is greater than in zones of lower velocity.
Die Heizlamellen eines Heizregisters sind hierzu derart ausgebildet, dass die Austrittstemperatur des erwärmten Gases austrittsseitig der Heizlamellen und zwar sowohl über deren Breite hin als auch bei einem Heizregister in Richtung der Stapelung mehrerer Heizlamellen im wesentlichen konstant ist. Gemäß der Erfindung berücksichtigt sowohl die aufgrund externer Umstände eventuell gegebenen unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit des durch das Heizregister strömenden Gases über die Breite der Heizlamelle und über die Tiefe ihrer Stapelung als auch aufgrund der Beeinflus-5 sung der Strömungs- und Aufheizgeschwindigkeit des GasesThe heating fins of a heating register are designed in such a way that the outlet temperature of the heated gas is essentially constant on the outlet side of the heating fins, both across their width and in the case of a heating register in the direction of the stacking of several heating fins. According to the invention, the different flow speeds of the gas flowing through the heating register, which may occur due to external circumstances, are taken into account across the width of the heating fin and the depth of its stacking, as well as due to the influence of the flow and heating speed of the gas.
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durch die Ausbildung des Heizregisters selbst. Wenn aufgrund vorheriger Richtungsänderungen des in ein Heizlamellen aufweisendes Heizregister einströmenden Gas dieses über die Breite der Lamellen und in Richtung der Stapelung der Lamellen unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit aufweist, so sieht die Erfindung vor, dass, die Höhe der Heizlamellen im Bereich größerer GasStrömungsgeschwindigkeit größer ist als im Bereich geringerer Gasströmungsgeschwindigkeit. Hiermit wird erreicht, dass aufgrund der Verlängerung des Heizweges im Bereich größerer Gasströmungsgeschwindigkeit die Austrittstemperatur in derartigen Bereichen im wesentlichen gleich ist wie in Bereichen geringerer Gasströmungsgeschwindigkeit, bei dem das Gas in einem vorgegebenen Strömungsabschnitt stärker erwärmt wird, insbesondere in Bereichen, in denen Heizlamellen von Widerstandsheizelementen durchsetzt sind, wo das durchströmende Gas verwirbelt und damit seine globale Durchschnittsgeschwindigkeit beziehungsweise Durchtrittszeit reduziert wird.by the design of the heating register itself. If, due to previous changes in direction of the gas flowing into a heating register having heating fins, this has a different flow speed across the width of the fins and in the direction of the stacking of the fins, the invention provides that the height of the heating fins is greater in the area of higher gas flow speed than in the area of lower gas flow speed. This ensures that, due to the extension of the heating path in the area of higher gas flow speed, the outlet temperature in such areas is essentially the same as in areas of lower gas flow speed, in which the gas is heated more strongly in a given flow section, in particular in areas in which heating fins are interspersed with resistance heating elements, where the gas flowing through is swirled and thus its global average speed or passage time is reduced.
Hierdurch wird im übrigen eine übermäßige Erwärmung an der Stelle eines Widerstandsheizelementes, das in der Regel Kaltleiter enthält, zu einer Leistungseinbuße derselben führt, wie dies der Fall wäre, wenn der Kaltleiter über 5 seine Temperatur hinaus aufgrund zu hoher Erhitzung in den hochohmigen Bereich geraten würde.Furthermore, excessive heating at the location of a resistance heating element, which usually contains a PTC thermistor, will result in a loss of performance of the same, as would be the case if the PTC thermistor exceeded its temperature and entered the high-resistance range due to excessive heating.
Insgesamt lässt sich durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ohne weiteres erreichen, das der Temperaturunterschied austrittsseitig des Heizregisters, auf die Austrittsfläche desselben hin nicht mehr als 2°C beträgt.Overall, the measures according to the invention make it easy to ensure that the temperature difference on the outlet side of the heating register, towards the outlet surface of the same, does not exceed 2°C.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dabei berücksichtigt werden, dass die äußere Form jeder Heizlamelle der Innenkontur eines die Heizlamellen umschließenden Ge-Within the scope of the device according to the invention, it can be taken into account that the outer shape of each heating fin corresponds to the inner contour of a housing enclosing the heating fins.
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häuses in der Querschnittsebene, in der die Heizlamelle angeordnet ist, entspricht. Damit kann beschränkt zur Verfugung stehender Platz dadurch optimal ausgenutzt werden, dass die äußere Form des Zuheizers möglichst genau der komplexen Form des Klimakastens, in den er eingebaut wird, folgt, um die geforderten hohen elektrischen Leistungen im vorhandenen Volumen unterzubringen, und verhindert werden, dass trotz der komplizierten Form der Klimakästen Zonen entstehen, in denen die Luft ohne Erwärmung den Zuheizer passiert, sogenannte "Bypass - Zonen".housing in the cross-sectional plane in which the heating fin is arranged. This allows the limited space available to be used optimally by ensuring that the external shape of the auxiliary heater follows the complex shape of the air conditioning box into which it is installed as closely as possible in order to accommodate the required high electrical output in the available volume, and to prevent zones from forming in which the air passes through the auxiliary heater without being heated, so-called "bypass zones".
Weiterhin kann in Stapelungrichtung der Heizlamellen bzw. in Längsrichtung der diese durchsetzenden Heizelemente in die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere des Heizregisters, mit einbezogen werden, dass die Heizelemente unterschiedliche Längen aufweisen.Furthermore, in the stacking direction of the heating fins or in the longitudinal direction of the heating elements passing through them, the design of the device according to the invention, in particular of the heating register, can include the heating elements having different lengths.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Heizregister am Gehäuse durch Schraubverbindüngen festgelegt ist, wobei insbesondere zumindestens äußere Heizlamellen Laschen aufweisen, die Teile des Gehäuses übergreifen und durch die Schrauben in das Gehäuse eingeschraubt sind. Hierdurch kann die Befestigung der Lamellen über Plastikflansche, die am Anfang und Ende von Heizstäben angebracht sind, entfallen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Heizstäbe unterschiedlich lang ausgebildet sind. Derartige Plastikflansche haben den zusätzlichen Nachteil, dass sie bei Temperaturen oberhalb 13 00C nicht mehr zuverlässig halten. Um die einzelnen Heizlamellen auf Abstand zueinander zu halten, sieht die Erfindung weiterhin Abstandhalter der Heizlamellen vor. Diese können zunächst durch aus den Ebenen der Heizlamellen herausgebogene Laschen ausgebildet sein. In zusätzlicher oder alternativer Weise kann vorgesehen sein, dass die Heizlamellen dadurch gegenseitig abgestützt sind, dass zumindest Teile von zweiIn a further embodiment of the invention, it can be provided that the heating register is fixed to the housing by screw connections, with at least the outer heating fins in particular having tabs that overlap parts of the housing and are screwed into the housing by means of the screws. This means that the fastening of the fins via plastic flanges that are attached to the beginning and end of heating rods can be omitted. This is particularly advantageous when the heating rods are of different lengths. Such plastic flanges have the additional disadvantage that they no longer hold reliably at temperatures above 13 0 0 C. In order to keep the individual heating fins at a distance from one another, the invention also provides spacers for the heating fins. These can initially be formed by tabs bent out of the planes of the heating fins. In an additional or alternative manner, it can be provided that the heating fins are mutually supported by at least parts of two
gegenüberliegenden Kanten um mindestens 180° nach innen abgebogen sind, wobei man den Abstand zwischen den Heizlamellen vorgibt und der Endabschnitt federnd an der benachbarten Heizlamelle anliegt. Darüber hinaus kann der innere Bereich des Abstandshalters ausgestanzt sein.opposite edges are bent inwards by at least 180°, whereby the distance between the heating fins is specified and the end section rests resiliently against the adjacent heating fin. In addition, the inner area of the spacer can be punched out.
Die Festlegung der Heizlamellen auf den Heizelementen geschieht in bevorzugter Ausgestaltung dadurch, dass die Heizlamellen mittels aus ihnen herausgebogenen Klemmlaschen reibschlüssig auf den Heizelementen gehalten sind. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin vorsehen, dass dem Heizregister Lufteintritts- bzw. Luftaustrittskanäle vor- bzw. nachgeordnet sind.In a preferred embodiment, the heating fins are secured to the heating elements by means of clamping tabs bent out of the heating fins, which are held frictionally on the heating elements. A device according to the invention can further provide that air inlet and air outlet channels are arranged upstream and downstream of the heating register.
Schließlich müssen die einzelnen Heizlamellen nicht eben ausgebildet sein, sondern können in Anpassung an die Gegebenheiten, wie Einströmungsverhältnisse, räumliche Verhältnisse etc. in sich tordiert sein, also gebogen oder geschwungen ausgebildet sein.Finally, the individual heating fins do not have to be flat, but can be twisted, i.e. bent or curved, to adapt to the conditions such as inflow conditions, spatial conditions, etc.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt bzw zeigen:Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description, in which embodiments are explained in detail with reference to the drawing. In this drawing:
Fig. la eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;Fig. 1a is a perspective view of a heating device according to the invention;
Fig. Ib eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Heiz-0 vorrichtung entsprechend dem Pfeil I der Fig.2;Fig. 1b is a plan view of a heating device according to the invention according to the arrow I in Fig. 2;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine einzelne Lamelle entsprechend dem Pfeil II der Fig. Ib;Fig. 2 is a plan view of a single lamella according to arrow II of Fig. 1b;
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Fig. 3a eine perspektivische Darstellung auf eine im Gehäuse angeordnete Heizvorrichtung;Fig. 3a is a perspective view of a heating device arranged in the housing;
Fig. 3b eine Sicht auf die Heizvorrichtung der Fig. 3a entsprechend dem Pfeil II der Fig. Ib;Fig. 3b is a view of the heating device of Fig. 3a according to the arrow II of Fig. 1b;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Abstandhalters entsprechend dem der Detail B der Fig. 3a;Fig. 4 is an enlarged view of a spacer corresponding to that of detail B of Fig. 3a;
Fig. 5a,b Seitenansicht und Draufsicht entsprechend demFig. 5a,b Side view and top view according to the
Pfeil III einer alternativen Ausgestaltung eines Abstandshalters zu Fig. 4;Arrow III of an alternative embodiment of a spacer to Fig. 4;
Fig. 6a-d verschiedene perspektivische Darstellungen einer gebogenen Lamelle; undFig. 6a-d various perspective views of a curved slat; and
Fig. 6 die Widerstands-Temperatur-Charakteristik eines Kaltleiters (PTC-Heizelements).Fig. 6 the resistance-temperature characteristic of a PTC heating element.
Die Figuren la und Ib zeigen eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung. Sie weist im dargestellten Ausführungsbeispiel elektrische Heizelemente 2a,2b,2c in Form von Profilrohren auf. Auf den Heizelementen 2a-c sitzen reib- und wärmeschlüssig Lamellen 3a...3n zur Wärmeabgabe an die umgebende Luft oder das umgebende Gas auf. Die Lamellen weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Durchbrüche 4a,4b,4c auf, die an jeder ihrer Seiten durch Klemmlaschen 5a,5b,5c begrenzt sind, mittels derer die Heizlamellen 3a-3n auf den Heizelementen 2a-c gehalten sind. Zwischen den Durchbrüchen 4a-c weisen die Heizlamellen 3a-3n aus ihrer Hauptebene herausgebogene Laschen 6a,6b auf, die jeweils benachbarte Lamellen 3a-3n beabstandet federnd gegeneinander abstützen.Figures 1a and 1b show a heating device according to the invention. In the embodiment shown, it has electrical heating elements 2a, 2b, 2c in the form of profile tubes. Lamellas 3a...3n for dissipating heat to the surrounding air or gas are frictionally and thermally seated on the heating elements 2a-c. In the embodiment shown, the lamellas have three openings 4a, 4b, 4c, which are delimited on each of their sides by clamping tabs 5a, 5b, 5c, by means of which the heating lamellas 3a-3n are held on the heating elements 2a-c. Between the openings 4a-c, the heating lamellas 3a-3n have tabs 6a, 6b bent out of their main plane, which resiliently support adjacent lamellas 3a-3n at a distance from one another.
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Zur weiteren detaillierten Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung zum Beheizen an sich wird beispielhaft verwiesen auf die EP 379 837 Bl sowie die DE 198 48 169 Al, deren Offenbarung jeweils zum Offenbarungsgegenstand der vorliegen den Anmeldung gemacht wird.For further detailed design of such a heating device per se, reference is made by way of example to EP 379 837 B1 and DE 198 48 169 A1, the disclosure of which is each made the subject matter of the present application.
Erfindungswesentlich ist aber, dass im Gegensatz zu dem Stand der Technik die Lamellen 3a-3n der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung nicht rechteckig ausgebildet, sondern derart ausgebildet sind, dass das austretende Gas ausgangssei tig der Heizlamellen in jedem Punkt nahezu konstante Austrittstemperatur aufweist. Dies beinhaltet zunächst, dass, wenn aufgrund der Einleitungsverhältnisse des zu erwärmenden Gases, dieses beispielsweise vor dem durch die Heizlamellen 3a-3n gebildeten Heizregister 3 durch die Lamellen hindurch nicht über eine hinreichend lange Strecke ohne Richtungsänderung geführt wird, sondern beispielsweise vor dem Heizregister 3 eine Richtungsumlenkung erfährt, die bedingt, das Strömungsgeschwindigkeit an einer Seite einer Lamelle geringer ist als an der anderen Seite und/oder im Bereich an einem Ende des Heizregisters (senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Lamelle) größer ist als am anderen Ende, Lamellenhöhe auch entsprechend größer ist, damit die schneller durchströmenden Gasanteile trotzdem im wesentlichen auf die gleiche Austrittstemperatur erhitzt werden wie geringer strömende Gasanteile (in deren Bereich die Lamellenhöhe eben geringer ist).What is essential to the invention, however, is that, in contrast to the prior art, the fins 3a-3n of the heating device according to the invention are not rectangular, but are designed in such a way that the escaping gas has an almost constant outlet temperature at every point on the outlet side of the heating fins. This means first of all that if, due to the introduction conditions of the gas to be heated, this gas is not guided through the fins over a sufficiently long distance without a change of direction, for example in front of the heating register 3 formed by the heating fins 3a-3n, but instead experiences a direction diversion, for example in front of the heating register 3, which means that the flow speed on one side of a fin is lower than on the other side and/or in the area at one end of the heating register (perpendicular to the direction of extension of the fin) is higher than at the other end, the fin height is also correspondingly larger, so that the faster-flowing gas components are nevertheless heated to essentially the same outlet temperature as slower-flowing gas components (in whose area the fin height is lower).
In Bereichen, in denen sich durch die Lamellen Heizelemente 2a-2c in Form von Profilrohren erstrecken (die in der Regel als wirksame Heizkörper Kaltleiter, d.h. PTC-Elemente aufweisen) verursachen die Heizelemente Turbulenzen und damit eine Reduzierung der globalen Durchtrittsgeschwindigkeit durch die Lamellen bzw. eine Erhöhung der Durchtrittszeit 5 (gegenüber Bereichen zwischen den Heizelementen, in denenIn areas where heating elements 2a-2c in the form of profile tubes extend through the slats (which usually have PTC elements as effective heating elements), the heating elements cause turbulence and thus a reduction in the global passage speed through the slats or an increase in the passage time 5 (compared to areas between the heating elements in which
das Gas frei durchströmen kann). Um auch hier die im wesentlichen gleiche Ausgangsgeschwindigkeit über die Austrittsfläche des Registers 3 zu erreichen, weisen die Lamellen in Bereichen der Heizelemente eine geringere Höhe auf als in Bereichen zwischen den Heizelementen, in denen das Gas frei durchströmen kann, damit die Durchströmungszeit und dementsprechend eben die Austrittstemperatur im wesentlichen über die gesamte Austrittsfläche des Heizregisters gleich ist. Dabei wird weiterhin durch die Reduzierung der Höhe der Heizlamelle dem Umstand Rechnung getragen, das im Bereich eines Heizelements das durchströmende Gas nicht nur durch die Heizlamelle selbst (wie es in Bereichen fernab der Heizelemente der Fall ist) sondern auch durch das Heizelement selbst miterhitzt wird. Durch diese Ausgestaltung wird darüber hinaus eine lokale Überhitzung im Bereich der Heizelemente verhindert, die bei Kaltleitern gemäß deren Heizcharakteristik, wie sie in der Figur 7 dargestellt ist zu einer Leistungseinbuße führen könnte, wenn die kritische Temperatur ob überschritten wird.the gas can flow freely through). In order to achieve essentially the same output speed over the outlet surface of the register 3 here too, the fins in areas of the heating elements have a lower height than in areas between the heating elements, in which the gas can flow freely, so that the flow time and accordingly the outlet temperature are essentially the same over the entire outlet surface of the heating register. In this case, the reduction in the height of the heating fin also takes into account the fact that in the area of a heating element, the gas flowing through is not only heated by the heating fin itself (as is the case in areas far away from the heating elements) but also by the heating element itself. This design also prevents local overheating in the area of the heating elements, which could lead to a loss of performance in the case of PTC thermistors according to their heating characteristics, as shown in Figure 7, if the critical temperature ob is exceeded.
Das vorstehend Gesagte ist insbesondere anhand der Figur zeichnerisch verdeutlicht. Bedingt durch externe Gehäuse Verhältnisse (Umlenkung der einströmenden Luft) steigt bei dieser beispielhaften Ausführung die Eingangsströmungsgeschwindigkeit Ve von links mit Vei nach rechts Ve7 kontinuierlich an. Angepasst an diese Strömungsverhältnisse ist deshalb die dargestellte Lamelle 3a auf der rechten Seite höher ausgebildet als auf der linken Seite. Im Bereich der Durchbrüche 4a-c durch die die Heizelemente 2a-c hindurch geführt sind, treten durch letztere, wie schon erwähnt, Verwirbelungen auf. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Austrittsgeschwindigkeit Va2, Va4, Va6 gegenüber der entsprechenden Eintrittsgeschwindigkeit Ve2, Ve4, Ve6 verringert. Die erwähnte nachteilige Temperaturer-The above is illustrated in particular by the figure. Due to external housing conditions (redirection of the incoming air), the inlet flow speed V e increases continuously from the left with V e i to the right V e7 in this exemplary embodiment. In order to adapt to these flow conditions, the slat 3a shown is therefore higher on the right side than on the left side. In the area of the openings 4a-c through which the heating elements 2a-c are guided, turbulence occurs through the latter, as already mentioned. This reduces the flow speed and thus the exit speed V a2 , V a4 , V a6 compared to the corresponding inlet speed V e 2 , V e4 , Ve6. The disadvantageous temperature increase mentioned above
S is * &igr; y · j :: ; S is * &igr; y · j :: ;
höhung in diesen Bereichen gegenüber Zwischenbereichen kann durch eine Reduzierung der Höhe der Lamellen 3a-3n im Bereich der Heizelemente 2a-c ausgeglichen werden wie dies in den Figuren la und 2a dargestellt ist, indem die Lamelle hier auf der Austrittsseite - wellenförmig ausgebildet ist, wobei Höhe im Hinblick auf die erwähnten Einströmungsverhältnisse kontinuierlich ansteigt.The increase in temperature in these areas compared to intermediate areas can be compensated by reducing the height of the slats 3a-3n in the area of the heating elements 2a-c, as shown in Figures 1a and 2a, in that the slat is designed here on the outlet side in a wave-like manner, with the height continuously increasing with regard to the mentioned inflow conditions.
Derart kann unabhängig von unterschiedlichen Eintrittsgeschwindigkeiten sowie unterschiedlichen globalen Durchströmungszeiten (und globalen Durchströmungsgeschwindigkeiten) sowie lokaler stärkerer Erhitzung des durchströmenden Gases (im Bereich der Heizelemente) eine über die gesamte Austrittsfläche des Heizregisters wesentlich in gleicher Austrittstemperaturverteilung erreicht werden, sowohl in Richtung in Breite der Lamelle als auch in Richtung der Stapelung der Lamellen.In this way, regardless of different inlet velocities and different global flow times (and global flow velocities) as well as local stronger heating of the gas flowing through (in the area of the heating elements), an essentially uniform outlet temperature distribution can be achieved over the entire outlet surface of the heating register, both in the direction of the width of the fins and in the direction of the stacking of the fins.
Die Figuren 3a,b zeigen Darstellungen einer vollständigen erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1 bei denen das Heizregister in ein Gehäuse 6 eingebaut ist. Bei dieser beispielhaften Ausführung sind die Lamellen 3a-3n in ihrer Haupt ebene so ausgeformt, das sie den ihnen zur Verfügung stehenden Platz im Gehäuse vollständig ausfüllen. Das Gehäuse ist in seiner Hauptachse zwischen einem Lufteintrittskanal 7 und einem Luftaustrittskanal 8 um einen Winkel &agr; geneigt. Der Heizvorrichtung 1 steht somit in der Hauptebene der Lamellen 3a-3n ein Abschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks zur Verfügung, der aufgrund der angepassten Lamellen 3a-3n 0 vollständig genutzt werden kann. In der Längserstreckungsrichtung der Heizeinrichtung ist die Ausformung in dieser beispielhaften Ausführung bildlich aus Gründen der Darstellung konstant dargestellt, die Lamellen können ebenso gewellt ansteigend ausgebildet sein, wie dies in den FigurenFigures 3a,b show representations of a complete heating device 1 according to the invention in which the heating register is installed in a housing 6. In this exemplary embodiment, the slats 3a-3n are shaped in their main plane in such a way that they completely fill the space available to them in the housing. The housing is inclined in its main axis between an air inlet channel 7 and an air outlet channel 8 by an angle α. The heating device 1 thus has a section of a right-angled triangle available in the main plane of the slats 3a-3n, which can be fully used due to the adapted slats 3a-3n 0. In the longitudinal direction of the heating device, the shape in this exemplary embodiment is shown as constant for reasons of illustration, the slats can also be designed in a wavy, rising manner, as shown in Figures
la und 2 dargestellt ist. Statt oder zusätzlich zu der gegenseitigen Abstützung der Lamellen, wie sie oben aus der Hauptebene der Lamellen 3a-3n herausgestanzten, herausgebogenen Laschen 6a, 6b beschrieben wurde, können die Lamellen in ihrem Randbereich in einer Weise abgestützt sein, wie sie in der Figur 4 dargestellt ist. Seitliche Kanten 9 einer Lamelle 3a sind dabei rechtwinklig abgebogen, wobei der erste rechtwinklig abgewinkelte Abschnitt 10 dem gewünschten Abstand zwischen zwei benachbarten Lamellen entspricht und diesen damit vorgibt, während der zweite Abschnitt 11 federnd an der benachbarten Lamelle anliegt und somit jede einzelne Heizlamelle durch ihre Lasche federnd an ihrer benachbarten Heizlamelle (beispielsweise 3a) abgestützt ist.la and 2. Instead of or in addition to the mutual support of the slats, as described above by bent tabs 6a, 6b punched out of the main plane of the slats 3a-3n, the slats can be supported in their edge region in a manner as shown in Figure 4. Lateral edges 9 of a slat 3a are bent at right angles, the first right-angled section 10 corresponding to the desired distance between two adjacent slats and thus specifying this, while the second section 11 rests resiliently against the adjacent slat and thus each individual heating slat is resiliently supported by its tab on its adjacent heating slat (for example 3a).
Fig. 5a und 5b zeigen eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit von Abstandshaltern durch umgebogene Kanten (9), bei der im Gegensatz zu Fig. 4 die Kanten (9) schräg zur Luftströmungsrichtung verlaufen. Um hier eine zusätzliche Durchtrittsfläche (15) der Luftströmung zu erhalten, ist das Innere des Abstandshalters (14) ausgestanzt.Fig. 5a and 5b show another possible design of spacers using bent edges (9), in which, in contrast to Fig. 4, the edges (9) run obliquely to the direction of air flow. In order to obtain an additional passage area (15) for the air flow, the interior of the spacer (14) is punched out.
Die Figur 3 zeigt weiterhin beispielhaft eine Ausgestaltung der Befestigung der äußeren Lamellen 3a, 3n am Gehäuse 6 durch eine Schraubverbindung. Hierzu weist ein einzelne Lamelle, beispielsweise 3a, an ihrer Längsseite zwei Laschen 12a,12b mit einem Durchbruch auf. Die Laschen 12a,12b und die Lamelle 3a können entweder einstückig ausgebildet sein oder aber die Laschen sind an der Heizlamelle 3a befestigt, beispielsweise durch Nieten. Über diese Laschen 12a,12b ist die Heizlamelle 3a mittels Schrauben 13a,13b am Gehäuse 6 festgelegt, wodurch aufgrund der klemmenden gegenseitigen Abstützung sämtlicher Lamellen das gesamte Heizregister relativ zum Gehäuse unbeweglich festgelegt ist.Figure 3 also shows an example of a design for fastening the outer fins 3a, 3n to the housing 6 using a screw connection. For this purpose, an individual fin, for example 3a, has two tabs 12a, 12b with an opening on its long side. The tabs 12a, 12b and the fin 3a can either be formed as one piece or the tabs are attached to the heating fin 3a, for example by rivets. The heating fin 3a is attached to the housing 6 using screws 13a, 13b via these tabs 12a, 12b, whereby the entire heating register is immovably fixed relative to the housing due to the clamping mutual support of all the fins.
Die Figuren 6a-6b zeigen verschiedene Ansichten einer Heizlamelle 3a, wobei die Figur 6a ein Heizregister identischer Lamellen 3a-3n zeigt. Die Heizlamellen 3a-3n sind mit der in den Figuren 6b-6d im einzelnen weiter dargestellten
Heizlamelle 3a nicht eben ausgeführt, sondern in sich tordiert, damit gebogen bzw. geschwungen ausgebildet. Ansonsten weisen die Heizlamellen 3a-3n die unter Bezug auf die vorstehend erläuterten weiteren Detailausgestaltungen auf.Figures 6a-6b show different views of a heating fin 3a, whereby Figure 6a shows a heating register of identical fins 3a-3n. The heating fins 3a-3n are provided with the heating fins 3a-3n shown in more detail in Figures 6b-6d.
Heating fin 3a is not flat, but twisted, and thus bent or curved. Otherwise, heating fins 3a-3n have the additional detailed designs explained above.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE20021566U DE20021566U1 (en) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | Device for heating gases for heating interiors and lamella of such a device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20021566U DE20021566U1 (en) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | Device for heating gases for heating interiors and lamella of such a device |
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| DE20021566U1 true DE20021566U1 (en) | 2001-03-01 |
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ID=7950332
Family Applications (1)
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| DE20021566U Expired - Lifetime DE20021566U1 (en) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | Device for heating gases for heating interiors and lamella of such a device |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE20021566U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012107757A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Power Fin Technologies Limited | Method and machine for manufacturing a heat exchanger block, fins for manufacturing a heat exchanger block, and heat exchanger block |
-
2000
- 2000-12-21 DE DE20021566U patent/DE20021566U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012107757A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Power Fin Technologies Limited | Method and machine for manufacturing a heat exchanger block, fins for manufacturing a heat exchanger block, and heat exchanger block |
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