用于車輛的加熱裝置和操作所述加熱裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于車輛的加熱裝置(10)，其包括：用于液體熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)路徑(14、16、20、22、24)和用于加熱在所述流動(dòng)路徑的加熱部上的熱傳送介質(zhì)的電加熱裝置(25)。根據(jù)本發(fā)明，加熱部(20)具有沿著迂回形式延伸的至少兩個(gè)通道(20)，熱傳送介質(zhì)能夠并行地流經(jīng)所述通道(20)。本發(fā)明還涉及用于操作加熱裝置(10)的方法。
【專利說明】用于車輛的加熱裝置和操作所述加熱裝置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的加熱裝置并且涉及一種操作在車輛中的加熱裝置的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電加熱裝置被例如在機(jī)動(dòng)車輛中用作輔助加熱裝置或駐車加熱裝置。電加熱裝置通常包括用于產(chǎn)生熱量并且用于將產(chǎn)生的熱量排出到熱傳送介質(zhì)的至少一個(gè)電加熱單元。熱傳送介質(zhì)可以例如是水或另一合適的熱傳送液體。
[0003]電加熱單元可以被連接到電子控制單元，所述電子控制單元允許控制加熱單元的加熱功率。電子控制單元可以是例如用于控制加熱單元中的電流或者用于控制施加在所述加熱單元的電壓的功率晶體管或者基于半導(dǎo)體的電子電路。功率晶體管可以例如是具有絕緣柵電極(IGPT)的雙極晶體管。功率晶體管可以與加熱元件(例如，加熱電阻)串聯(lián)電連接。作為副作用，電子控制單元通常產(chǎn)生熱量，所述熱量必須被消散以防止控制單元過熱。例如，空氣冷卻裝置可以被提供用來經(jīng)由進(jìn)入的空氣排出廢熱。電子控制單元可以例如被放置在空氣管內(nèi)側(cè)，空氣能夠流動(dòng)通過所述空氣管。鼓風(fēng)裝置(例如，風(fēng)扇)可以被放置在管內(nèi)側(cè)以產(chǎn)生空氣流。由電子控制單元預(yù)熱的空氣能夠被進(jìn)一步引導(dǎo)通過加熱單元以進(jìn)一步將空氣加熱到期望的溫度。然后，被加熱的空氣能夠進(jìn)一步被引導(dǎo)到其目標(biāo)位置，例如車輛的乘客室。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種緊湊、堅(jiān)固、節(jié)能并且結(jié)構(gòu)簡單的電加熱裝置。本發(fā)明的另一目標(biāo)是描述一種操作車輛中的加熱裝置的高能效的方法，所述加熱裝置能夠以結(jié)構(gòu)簡單的方式實(shí)施。
[0005]這些目標(biāo)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述改進(jìn)和有利的實(shí)施例。
[0006]在下面描述用于車輛的加熱裝置，所述加熱裝置包括用于液體熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)路徑和用于加熱在所述流動(dòng)路徑的加熱部上的熱傳送介質(zhì)的電加熱單元。
[0007]加熱部可以包括至少兩個(gè)迂回通道，熱傳送介質(zhì)能夠并行地流經(jīng)所述至少兩個(gè)迂回通道，當(dāng)與僅僅具有單個(gè)迂回通道的可替代設(shè)計(jì)相比較或者與串行連接相比較時(shí)，所述通道的并行連接具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在加熱部上的熱傳送介質(zhì)的壓力損失更低。因此，用于使得熱傳送介質(zhì)移動(dòng)的泵或其他驅(qū)動(dòng)裝置能夠使用更少的功率操作并且因此可以更小功率的。當(dāng)與其中若干(也就是，至少兩個(gè))直通道被并行連接的另一可替代的設(shè)計(jì)比較時(shí)，在本文中所描述的迂回形狀有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即所述迂回形狀導(dǎo)致在熱傳送介質(zhì)中的湍流并且因此防止或延遲熱傳送介質(zhì)的過熱或沸騰。因此若干迂回通道的并行連接是這兩個(gè)可替代的實(shí)施例之間的折中，即:單個(gè)迂回通道與若干并行連接的直通道之間的折中。這個(gè)折中有利于湍流并且同時(shí)導(dǎo)致在加熱部上的相對(duì)小的壓力損失。
[0008]流動(dòng)路徑可以包括在加熱部上游的入口部和在加熱部下游的出口部，其中通道從入口部分支并且排放到出口部。因此，通道將入口部連接到出口部。因此，共同的入口部和共同的出口部被設(shè)置用于所述通道。例如與每個(gè)包括正好一個(gè)單通道的相同的加熱裝置的組相比，這允許部件的數(shù)量減少。
[0009]入口部可以被設(shè)計(jì)以使得所述入口部的橫截面面積根據(jù)通道的分支而沿著熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)方向減小。類似地，入口部可以被設(shè)計(jì)以使得所述入口部的橫截面面積根據(jù)通道的排放點(diǎn)而沿著熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)方向增大。因此可以實(shí)現(xiàn)在所述分支點(diǎn)的每個(gè)分支點(diǎn)處壓力大致相同。例如，分支點(diǎn)和/或排放點(diǎn)的每個(gè)可以分別通過限定入口部和出口部的盒連接。盒可以被設(shè)計(jì)以使得每個(gè)通道受到相同的壓力。因此，可設(shè)想到限定入口部的盒(入口盒)沿著流動(dòng)方向變窄。類似地，可設(shè)想到限定出口部的盒(出口盒)沿著流動(dòng)方向變寬。各個(gè)通道可以被形成為相同的形狀。這可以對(duì)于計(jì)算所述通道的幾何形狀帶來優(yōu)勢。
[0010]入口部和出口部可以例如是細(xì)長的并且彼此平行延伸。在入口部與出口部之間的體積因此具有恒定的橫向尺寸，這有益于在入口部與出口部之間通道的布置?？稍O(shè)想到每個(gè)通道從入口部垂直地分支并且垂直地排放到出口部。這有利于在分支點(diǎn)處和在排放點(diǎn)處產(chǎn)生湍流。而且，這允許將用于熱傳送介質(zhì)的入口和出口布置在共同的平面內(nèi)，例如，布置在加熱裝置的前側(cè)上。
[0011 ] 還可設(shè)想到所述通道中的每個(gè)呈現(xiàn)正好2 X N個(gè)發(fā)夾形曲線，其中N是自然數(shù)。在這個(gè)上下文中，發(fā)夾形曲線是具有150°與180°之間的角度的曲線。因此發(fā)夾形曲線導(dǎo)致熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)方向改變所述角度。發(fā)夾形曲線的總數(shù)量成對(duì)有利于在入口部與出口部之間更大的距離。這可以簡化流動(dòng)路徑的幾何形狀。
[0012]流動(dòng)路徑可以包括用于允許熱傳送介質(zhì)進(jìn)入加熱裝置的入口部上游的入口和用于將熱傳送介質(zhì)從加熱裝置排放的出口部下游的出口。因此加熱裝置能夠被用作熱回路中的模塊。熱回路還可以包括部件或模塊，諸如用于將熱量從熱傳送介質(zhì)傳遞到要被加熱的空氣的空氣熱交換器以及用于產(chǎn)生熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置例如泵。
[0013]一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)元件可以被放置在所述通道的每個(gè)中以產(chǎn)生在通道中流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)圍繞通道的縱向軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)元件能夠向所述流動(dòng)增加旋轉(zhuǎn)分量。旋轉(zhuǎn)元件可以是無源旋轉(zhuǎn)元件。也就是，所述旋轉(zhuǎn)元件可以沒有驅(qū)動(dòng)裝置。無源旋轉(zhuǎn)元件可以被幾何地設(shè)計(jì)以使得所述無源旋轉(zhuǎn)元件將熱傳送介質(zhì)的平移動(dòng)能中的一部分轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
[0014]旋轉(zhuǎn)元件還可以被設(shè)計(jì)以混合通道中的熱傳送介質(zhì)。換言之，旋轉(zhuǎn)元件可以被設(shè)計(jì)以在熱傳送介質(zhì)中產(chǎn)生湍流。這有利于將熱量從加熱單元傳遞到熱傳送介質(zhì)。
[0015]控制單元可以設(shè)有用于從控制單元向在加熱部上游的流動(dòng)路徑入口部上的熱傳送介質(zhì)排放廢熱的熱量排放體。在這種情況下，入口部形成預(yù)熱部。然后，來自電子控制單元的廢熱主要不被直接傳遞到要被加熱的目標(biāo)介質(zhì)(例如，要被供應(yīng)到車輛的乘客室的空氣)而是傳遞到液體熱傳送介質(zhì)。為此所需要的構(gòu)造體積可以因此更小(例如，與電子控制單元的空氣冷卻裝置相比較)?？梢允∪ビ糜谙薅訜嵫b置內(nèi)空氣流動(dòng)路徑的空氣管或其他部件和鼓風(fēng)裝置。熱量排放體可以例如被布置在用于熱傳送介質(zhì)的入口室內(nèi)側(cè)或者布置在加熱部上游的熱傳送介質(zhì)的另一流動(dòng)區(qū)域內(nèi)側(cè)。
[0016]可以通過熱量排放體的適當(dāng)?shù)某叽绾瓦m當(dāng)?shù)膸缀涡螤罱Y(jié)合熱傳送介質(zhì)的適當(dāng)流速保證從電子控制單元經(jīng)由熱量排放體向熱傳送介質(zhì)的足夠高的熱傳遞率。因此可以防止流經(jīng)熱量排放體的熱傳送介質(zhì)(例如，水)沸騰。由于在熱量排放體處的熱傳送介質(zhì)沸騰可能導(dǎo)致在熱量排放體處形成氣泡，所述氣泡可能具有絕熱效應(yīng)并且因此妨礙廢熱從電子控制單元的流動(dòng)，因此在熱量排放體處的熱傳送介質(zhì)沸騰是不期望的。然而，熱量排放體的適當(dāng)?shù)某叽绾托螤钍沟媚軌蚣词乖跓醾魉徒橘|(zhì)沸騰的情況下，在熱量排放體處產(chǎn)生的氣泡被熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)沖走。因此，具有光滑的(不粗糙的)和/或流線型表面的熱量排放體可以是有利的。盡管粗糙的、不平坦的并且非流線型的表面可以具有在表面處產(chǎn)生熱傳送介質(zhì)湍流的優(yōu)點(diǎn)，這有利于熱量從熱量排放體到熱傳送介質(zhì)中的流動(dòng)，在熱傳送介質(zhì)沸騰的情況下，湍流可能具有形成的泡沫仍然堵塞在熱量排放體處的后果。然而，如果沸騰的風(fēng)險(xiǎn)是可忽略的，有利于湍流的熱量排放體表面設(shè)計(jì)可以是更好的選擇。
[0017]熱量排放體可以被定向以使得所述熱量排放體在熱傳送介質(zhì)中的流動(dòng)阻力最小。以此方式能夠使得用于使熱傳送介質(zhì)沿著流動(dòng)路徑移動(dòng)所需要的動(dòng)力(也就是，用于產(chǎn)生熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)所需要的動(dòng)力)最小。例如，如果泵被用于驅(qū)動(dòng)熱傳送介質(zhì)，可以使用具有相對(duì)低的功率和因此具有相對(duì)低能量消耗的泵。而且，因此能夠減少在熱量排放體處形成氣泡的危險(xiǎn)。
[0018]加熱裝置可以配備有用于將熱量從加熱部下游的熱傳送介質(zhì)傳遞到空氣的空氣熱交換器?？諝鉄峤粨Q器可以例如包括用于熱傳送介質(zhì)的若干通道和用于空氣的若干通道，所述通道被布置為彼此靠近以保證到空氣的良好熱傳遞。加熱裝置還可以包括壁，所述壁至少部分地限定在預(yù)熱部中的流動(dòng)路徑，其中熱量排放體從所述壁延伸到所述預(yù)熱部中。熱量排放體可以例如被形成為所述壁的凸出部或者形成為銷、螺栓或翼片。此外，可設(shè)想到熱量排放體延伸到所述壁的相反部。因此，在預(yù)熱部中可利用的體積能夠以最佳的方式使用。熱量排放體可以例如包括附接到所述壁的相反側(cè)的兩個(gè)端部。這個(gè)布置可以是特別堅(jiān)固的。如果加熱裝置包括若干電子控制單元，電子控制單元可以被放置在所述兩個(gè)端部的每個(gè)端部處。例如，加熱裝置可以包括若干電加熱單元，例如，并行連接的若干加熱電阻，所述加熱電阻的每個(gè)分別具有與其相關(guān)聯(lián)的電子控制單元(例如，電力開關(guān))。所述熱量排放體和所述壁可以被形成為單個(gè)件。這可以使得加熱裝置容易生產(chǎn)和保證高的堅(jiān)固性。熱量排放體和壁可以例如由具有高導(dǎo)熱性的適當(dāng)?shù)牟牧现瞥蔀槌尚尾??？商娲兀瑹崃颗欧朋w可以例如由具有高導(dǎo)熱性的材料(例如，金屬，例如鋁)制成并且壁可以由熱絕緣的材料(例如，塑料材料或陶瓷)制成。因此，在經(jīng)由加熱裝置的壁到緊鄰的部件或另一環(huán)境(例如，空氣)的熱量損失能夠被使得最小的同時(shí)，在熱量排放體與熱傳送介質(zhì)之間的熱交換能夠被優(yōu)化。如上所述，加熱裝置可以包括第二電子控制單元，其中，熱量排放體從第一控制單元延伸到第二控制單元。在這種情況下，第一控制單元和第二控制單元共用共同的熱量排放體。以此方式可以降低生產(chǎn)成本并且可以增強(qiáng)堅(jiān)固性。
[0019]加熱裝置還可以包括用于從加熱單元向在加熱部中的熱傳送介質(zhì)傳遞熱量的熱傳遞單元?？商娲?，電加熱單元可以直接接觸熱傳送介質(zhì)。熱傳遞單元和熱量排放體可以被形成為單個(gè)件。例如，包括熱傳遞單元和熱量排放體的部件可以包括第一組翼片和第二組翼片，其中每組包括至少一個(gè)翼片并且第一組被布置在流動(dòng)路徑的加熱部中而第二組被布置在流動(dòng)路徑的預(yù)熱部中。也就是，第一組翼片可以被看作熱傳遞單元或熱傳遞單元的一部分，而第二組翼片可以被看作熱量排放體或者熱量排放體的一部分。緊鄰的翼片可以例如限定用于熱傳送介質(zhì)的通道，所述通道是流動(dòng)路徑的一部分。
[0020]加熱裝置還可以包括連接件，所述連接件使得熱傳遞單元與熱量排放體彼此連接并且所述連接件沿著非直線延伸以使得相對(duì)于最短的直線熱傳遞單元與熱量排放體之間的熱阻增大。以此方式，熱量從電加熱單元到電子控制單元的流動(dòng)能夠被最小化。連接件可以例如被形成為波紋或者被形成為幾個(gè)接連的波紋。
[0021]所提到的非直線可以例如被形成為以下字母中的一個(gè)的形狀，S卩:L、U、V、S、Z、N、M和W中的一個(gè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1示出加熱裝置的示例的俯視圖。
[0023]圖2示出圖1的加熱裝置的立體圖。
[0024]圖3示出圖1的加熱裝置的另一立體圖。
[0025]圖4示出圖1的加熱裝置的特寫視圖。
[0026]圖5示出圖1的加熱裝置的另一立體圖。
[0027]圖6示出流動(dòng)路徑的示例的示意性圖示。
[0028]圖7示意性地示出具有用于電子控制單元的熱量排放體的熱傳遞單元的示例。
[0029]圖8示出加熱裝置的示例的截面圖。
[0030]圖9示出加熱裝置的另一示例的截面圖。
[0031 ]圖10示出混合裝置的示例。
[0032]圖11示出在通道中的圖10的混合裝置。
[0033]圖12示出混合裝置的另一示例。
[0034]圖13示出在通道中的圖12的混合裝置。
[0035]圖14示出流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]在下面的附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記指的是相同或類似的部件。
[0037]圖1至圖5示出用于車輛(例如，用于機(jī)動(dòng)車輛或移動(dòng)房屋或工作容器)的電加熱裝置10。在圖1至圖4中，裝置10被表示為在其頂側(cè)開放以顯示裝置10的內(nèi)部區(qū)域。加熱裝置10包括殼體12。用于液體熱傳送介質(zhì)(例如，水)的流動(dòng)路徑被限定在殼體12內(nèi)側(cè)。在所示的示例中，流動(dòng)路徑包括以如下順序的流動(dòng)部:入口 14、入口室16(入口部)、由熱傳遞單元18限定的若干通道20、出口室22 (出口部)和出口 24。通道20被并行地彼此連接并且將入口室16連接到出口室22。
[0038]至少一個(gè)加熱單元25(圖8和圖9所示)被集成到熱傳遞單元18中或者布置在熱傳遞單元18上或熱傳遞單元18之下并且機(jī)械地連接到熱傳遞單元18以使得加熱單元25與熱傳遞單元18之間的熱阻最小。在所示的示例中，加熱裝置10包括多個(gè)電加熱單元25 (圖8和圖9所示)和用來控制加熱單元25中的每個(gè)的單獨(dú)加熱功率的對(duì)應(yīng)數(shù)量的電子控制單元26 (也在圖8和圖9中示意性示出)。每個(gè)加熱單元25因此具有與所述加熱單元25相關(guān)聯(lián)的電子控制單元26。加熱單元25可以包括一個(gè)或若干加熱元件。加熱單元25和控制單元26可以例如是加熱電阻器和與加熱電阻器串聯(lián)連接的功率晶體管?？商娲?，一組的若干加熱單元25可以具有與所述加熱單元25相關(guān)聯(lián)的共同的控制單元26。例如，實(shí)施例可以被設(shè)想，其中所述組包括加熱裝置10的所有加熱單元25并且其中這個(gè)組被與電力開關(guān)26串聯(lián)連接以控制加熱單元25的組合功率。如果提供若干控制單元26，所述控制單元26可以實(shí)施為單個(gè)部件。在所示出的示例中，控制單元26能夠每個(gè)被經(jīng)由至少兩個(gè)電觸頭30接觸用于施加電源電壓。
[0039]控制單元26中的每個(gè)被機(jī)械地連接到熱量排放體28。熱量排放體28用來從電子控制單元26向入口室16中的熱傳送介質(zhì)排放廢熱。因此入口室16也被稱為流動(dòng)路徑的預(yù)熱部。每個(gè)控制單元26可以具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)熱量排放體28。可替代地，若干熱量排放體28可以被看作單個(gè)更大的熱量排放體。在所示的示例中，熱量排放體28從控制單元26延伸到入口室16中，并且在加熱裝置10操作期間，熱傳送介質(zhì)流經(jīng)所述熱量排放體從而來自熱量排放體28的熱量被傳遞到熱傳送介質(zhì)。在熱傳送介質(zhì)被預(yù)熱的同時(shí)，熱量排放體28和因此控制單元26從而被冷卻。被預(yù)熱的熱傳送介質(zhì)進(jìn)一步從入口室16流動(dòng)通過通道20。從而所述被預(yù)熱的熱傳送介質(zhì)流經(jīng)限定通道20的熱傳遞單元18并且吸收由加熱單元25產(chǎn)生的熱量。因此，通道20中的每個(gè)或者通道20總體也被稱為流動(dòng)路徑的加熱部。因此被加熱的熱傳送介質(zhì)然后進(jìn)一步流經(jīng)出口室22并且通過出口 24離開加熱裝置10。
[0040]熱量排放體28中的每個(gè)可以例如被形成為具有例如矩形或者V形橫截面的翼片以將熱量從控制單元(例如，從功率半導(dǎo)體)排放到熱傳送介質(zhì)。因此，熱量排放體28還能夠用來引導(dǎo)熱傳送介質(zhì)。可替代地，熱量排放體28可以例如是用于在各自的控制單元之下(例如，從相對(duì)小的芯片區(qū)域之下)的點(diǎn)排放熱量的圓錐體、螺栓或銷。這樣的圓錐體、螺栓或銷還能夠增強(qiáng)熱傳送介質(zhì)的湍流并且因此增加熱量的排放。因此能夠避免電子控制單元的過熱并且來自控制單元的廢熱被用來加熱所述熱傳送介質(zhì)。
[0041]在所示的示例中，入口部16通過殼體12的壁32限制到外部。出口部22通過殼體12的壁34限制到外部。壁32和34的每個(gè)分別從入口 14和出口 24分別沿著第一方向和第二方向延伸，其中第一和第二方向相對(duì)于基本上四邊形的殼體12的三個(gè)主軸中的兩個(gè)傾斜。因此，壁32導(dǎo)致入口部16沿著流動(dòng)方向(也就是，遠(yuǎn)離入口 14的方向)變窄。壁34延伸以使得出口部22沿著流動(dòng)方向(也就是，朝向出口 24的方向)變寬。這導(dǎo)致通道20具有熱傳送介質(zhì)的基本上相同的壓力。
[0042]進(jìn)一步在圖6中示意性地示出由加熱單元10限定的流動(dòng)路徑。在所示出的示例中，通道20由適當(dāng)形成的熱傳遞單元18形成。在操作期間，熱傳送介質(zhì)同時(shí)經(jīng)由分支36從入口部16和單獨(dú)的通道20流動(dòng)并且被在合流38處排放到出口部22。三個(gè)所示的通道20中的每個(gè)沿著迂回線延伸并且包括例如四個(gè)發(fā)夾形曲線。因此合流38相對(duì)于同一通道的分支36偏移。在每個(gè)通道20中，可以布置用于增加從熱傳遞單元18到熱傳送介質(zhì)的熱流動(dòng)的一個(gè)或更多混合裝置(見圖10至圖13)。
[0043]圖7示意性地示出熱傳遞單元18、控制單元26和熱量排放體28的示例的側(cè)視圖。在所示出的示例中，熱傳遞單元18和熱量排放體28每個(gè)包括由若干翼片構(gòu)成的組,所述若干翼片已知為冷卻翼片并且所述若干翼片用于分別向在流動(dòng)路徑的加熱部和預(yù)熱部上的熱傳送介質(zhì)的快速熱傳遞。控制單元26 (例如可以是半導(dǎo)體芯片)可以被附接到熱量排放體28。在所示出的示例中，熱傳遞單元18和熱量排放體28被形成為單個(gè)件。所述熱傳遞單元18和熱量排放體28經(jīng)由沿著非直線延伸的連接件44彼此連接。因此，實(shí)現(xiàn)了在一方面簡單制造和很好的堅(jiān)固性與在另一方面在熱傳遞單元18與熱量排放體28之間良好的絕熱之間的折中。至少如果與熱傳遞單元18熱接觸的加熱單元25 (見圖8和圖9)要達(dá)到高于控制單元26的操作溫度，期望熱量排放體28良好地與熱傳遞單元18絕熱。在所示的示例中，連接件44是基本上U形的。給定相同的端點(diǎn)距離的情況下，與假想的直線連接件相比較，連接件44具有更長的長度并且因此具有更大的熱阻，這減少電子控制單元的加熱。熱傳遞單元18和熱量排放體28因此被彼此熱分離到一定程度。換言之，給定在熱傳遞單元18與熱量排放體28之間的應(yīng)該最小的相同的距離，與等同地可能的直線連接件相比，非直線連接件44導(dǎo)致從加熱單元25到控制單元26的熱流動(dòng)減少。因此實(shí)現(xiàn)緊湊的構(gòu)造，其中熱傳遞單元18 (加熱熱傳遞單元)和熱量排放體28 (電子熱傳遞單元)可以實(shí)施為單個(gè)部件而沒有由加熱單元25導(dǎo)致的過度加熱電子控制單元26。
[0044]圖8示出加熱裝置10的實(shí)施例，其中熱傳遞單元18和熱量排放體28經(jīng)由直線連接件44彼此連接。
[0045]圖9示意性示出的實(shí)施例與其不同僅僅在于連接件44是非直線的(例如，S形)，從而在給定加熱裝置10的相同總體積的情況下，實(shí)現(xiàn)熱傳遞單元18與熱量排放體28之間更好的絕熱?？刂茊卧?6可以通過直接材料連接附接到熱量排放體28以實(shí)現(xiàn)廢熱從控制單元26經(jīng)由熱量排放體28的迅速排放。
[0046]圖10示出混合裝置46的第一示例?；旌涎b置46例如由共同形成鏈的若干旋轉(zhuǎn)元件48和一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件50構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)元件48的每個(gè)可以是螺紋狀的或者風(fēng)扇狀的。兩個(gè)緊接地接連的旋轉(zhuǎn)元件42可以具有相對(duì)于彼此例如90°的旋轉(zhuǎn)角度以混合液體傳送介質(zhì)的不同的“包”(packet)。
[0047]圖11示出從圖1到圖9的通道20的一個(gè)和混合裝置46?；旌涎b置46 (還被稱為旋轉(zhuǎn)鏈)被放置在通道20中。偏轉(zhuǎn)元件50的每個(gè)定位在通道20的相應(yīng)發(fā)夾形曲線處。當(dāng)被放置在通道20中時(shí)，旋轉(zhuǎn)鏈46可以是剛性的或者至少不動(dòng)的。盡管高導(dǎo)熱性的材料可以在一定程度提高熱量的傳遞，旋轉(zhuǎn)元件48和偏轉(zhuǎn)元件50并非必須由具有高導(dǎo)熱性的材料構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)元件48和偏轉(zhuǎn)元件50可以例如由塑料材料制成?；旌涎b置46被設(shè)計(jì)以向流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)施加旋轉(zhuǎn)并且以分隔所述熱傳送介質(zhì)一次或重復(fù)地分隔所述熱傳送介質(zhì)。旋轉(zhuǎn)能夠?qū)е聼醾魉徒橘|(zhì)的分子被引導(dǎo)到熱傳遞單元的不同的溫度區(qū)并且導(dǎo)致撕裂在通道的壁處的熱邊界層。流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)的每次分隔可以混合來自不同溫度區(qū)的分子。
[0048]例如，如從用于多組分粘合劑的混合噴射器已知的裝置可以被用作混合裝置。在本文所描述的實(shí)施方式中，然而，不是不同的物質(zhì)而是相同的熱傳送介質(zhì)的不同溫度區(qū)域被混合。
[0049]偏轉(zhuǎn)元件50的總數(shù)量和所述偏轉(zhuǎn)元件的偏轉(zhuǎn)角度(例如，在150°與180°之間)可以根據(jù)通道20的形狀而改變。由于混合裝置46本身僅僅取代相對(duì)小的體積并且可以是例如流線型的，能夠避免流動(dòng)截?cái)嗪退浪畢^(qū)。因此，在顯著增大熱量的流動(dòng)的同時(shí)，由混合裝置46導(dǎo)致的額外的壓力損失可以是非常小的。
[0050]圖12和圖13示出這樣的混合裝置46的另一示例。
[0051]圖14中的流程圖示出加熱裝置10的操作模式。在方框SI中，加熱裝置10被接通。例如，泵(未示出)可以被接通以沿著流動(dòng)路徑驅(qū)動(dòng)熱傳送介質(zhì)。同時(shí)或者在此之前或在此之后，電子控制單元26可以被致動(dòng)以使得加熱單元25被供應(yīng)電流從而產(chǎn)生熱量。因此電加熱單元25向在流動(dòng)路徑的加熱部上的熱傳送介質(zhì)排放加熱熱量(方框S2)。在此之前，流經(jīng)熱量排放體28并且圍繞熱量排放體28流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)經(jīng)由熱量排放體28吸收來自控制單元26的廢熱，從而控制單元26被冷卻并且熱傳送介質(zhì)被預(yù)熱。在方框S3中，加熱裝置10被斷開。
[0052]在前面的描述中、附圖中以及權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的特征可以單獨(dú)地相關(guān)以及以任意組合相關(guān)以實(shí)施本發(fā)明。
[0053]附圖標(biāo)記列表
[0054]10加熱裝置
[0055]12 殼體
[0056]14 入口
[0057]16 入口室
[0058]20 通道
[0059]22 出口室
[0060]24 出口
[0061]25加熱單元
[0062]26控制單元
[0063]28熱量排放體
[0064]30 電觸頭
[0065]32 壁
[0066]34 壁
[0067]36 分支
[0068]38 合流
[0069]40 頂壁
[0070]42熱傳遞單元
[0071]44連接件
[0072]46混合裝置
[0073]48旋轉(zhuǎn)元件
[0074]50偏轉(zhuǎn)元件
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的加熱裝置(10)，其包括: 用于液體熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)路徑(14、16、20、22、24)，和 用于加熱在所述流動(dòng)路徑的加熱部上的液體熱傳送介質(zhì)的電加熱單元(25)； 其特征在于，所述加熱部包括至少兩個(gè)迂回通道(20)，所述熱傳送介質(zhì)能夠并行地流過所述至少兩個(gè)迂回通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置(10)，其特征在于，所述流動(dòng)路徑包括: 所述加熱部上游的入口部(14);和 所述加熱部下游的出口部(16)； 其中所述通道從所述入口部(36)分支并且排放到所述出口部(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱裝置(10)，其特征在于，所述入口部的橫截面積根據(jù)所述通道的分支(36)沿著所述熱傳送介質(zhì)的流動(dòng)方向減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的加熱裝置(10)，其特征在于，所述入口部(14)和所述出口部(16)是細(xì)長的并且彼此平行地延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的加熱裝置(10)，其特征在于，所述通道均從所述入口部垂直地分支并且垂直地排放到所述出口部。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置(10)，其特征在于，所述通道中的每個(gè)包括正好2XN個(gè)發(fā)夾形曲線，其中N是自然數(shù)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置(10)，其中所述流動(dòng)路徑還包括: 所述入口部上游的入口(14)，用于使所述熱傳送介質(zhì)進(jìn)入所述加熱裝置；和 所述出口部下游的出口(24)，用于將所述熱傳送介質(zhì)從所述加熱裝置排放。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置(10)，其中所述通道中的至少一個(gè)包括用于產(chǎn)生在所述通道(20)中流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件(48)，所述旋轉(zhuǎn)圍繞所述通道的縱向軸線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱裝置(10)，其中所述旋轉(zhuǎn)元件(48)被布置以混合在所述通道內(nèi)側(cè)的熱傳送介質(zhì)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置(10)，其包括用于控制所述加熱裝置的加熱功率的電子控制單元(26)，其中所述控制單元(26)設(shè)有用于從所述控制單元(26)向在所述流動(dòng)路徑的入口部(20)上的熱傳送介質(zhì)排放廢熱的熱量排放體(28)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱裝置(10)，其包括用于從所述加熱單元向所述加熱部(20)中的熱傳送介質(zhì)傳遞熱量的熱傳遞單元(18)，其中所述熱傳遞單元(18)和所述熱量排放體(28)被形成為單個(gè)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的加熱裝置(10)，其包括使得所述熱傳遞單元(18)與所述熱量排放體(28)互相連接的連接件(44)，并且所述連接件(44)沿著非直線延伸以使得與最短的直線相比所述熱傳遞單元(18)與所述熱量排放體(28)之間的熱阻增大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加熱裝置(10)，其中所述非直線被形成為L、U、V、S、Z、N、M或W形。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的加熱裝置(10)，其中所述熱傳遞單元(18)至少部分地限定所述通道。
15.一種操作車輛中的加熱裝置(10)的方法，其特征在于，液體熱傳送介質(zhì)同時(shí)流過所述加熱裝置的至少兩個(gè)迂回通道，所述至少兩個(gè)迂回通道被并行地流動(dòng)技術(shù)上連接，從而所述熱傳送介質(zhì)由所述車輛的電加熱單元(52)加熱。
【文檔編號(hào)】F24H1/00GK104272054SQ201380022973
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】D·?？颂? F·韋格納, M·施塔克 申請人:韋巴斯托股份公司