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Dokumentenidentifikation DE102007015458A1 08.11.2007
Titel Elektrischer Heizkörper für Fahrzeuge
Anmelder Modine Manufacturing Co., Racine, Wis., US
Erfinder Oh, Seung Taig, Cheonan, Chungnam, KR
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Anmeldedatum 30.03.2007
DE-Aktenzeichen 102007015458
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse B60H 1/00(2006.01)A, F, I, 20070803, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H05B 3/14(2006.01)A, L, I, 20070803, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, einschließend eine Karbondruckschicht und eine Elektrodenschicht, die an der Oberseite einer isolierten Polymerplatte angeformt sind, wobei diese isolierte Polymerplatte, die zusammen mit Kühlrippen und Kühlblechen in einer radialen Form ausgebildet ist, die so konfiguriert ist, dass ein Maximum an Wärmeeffizienz bei einem Minimum an Wärmeverlusten während der Konversion von Elektrizität zu Wärme und eine Verlängerung der Zeit erzielt wird, in der gewährleistet ist, dass der elektrische Widerstand auf einem konstanten Niveau gehalten wird, um die Strahlungswärme zu verbessern und die Herstellungskosten zu reduzieren.

Beschreibung[de]
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Schrägansicht des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der konventionellen Technologie.

2a ist eine Konfiguration des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung.

2b ist eine andere Konfiguration des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine Schrägansicht des Aufnahmemoduls für Karbonheizelemente gemäß der vorliegenden Erfindung.

4 ist eine vergrößerte Sicht des Teiles A der 3.

Beschreibung der Bezugszeichen der wichtigen Teile der Zeichnungen

100
Kühlblech
200
Aufnahmemodul für Karbonheizelemente
210
isolierte Polymerplatte
220
Karbondruckschicht
330
Elektrodenschicht
300
Kühlrippe
410
positive Elektrode
420
negative Elektrode

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Ziel der Erfindung Technisches Gebiet, zu dem die Erfindung gehört und Stand der Technik des Gebietes

Die vorliegende Erfindung, die sich auf einen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge bezieht, besteht aus einem Wärme erzeugenden Aufnahmemodul für Karbonheizelemente und Kühlrippen und Kühlblechen, die radial ausgebildet sind und in dem HVAC oder der Düse zu maximaler Wärmeeffizienz installiert sind.

Der typische elektrische Vorwärmer für Fahrzeuge umfasst einen Kühlmittelheizungsvorwärmer zum Heizen des Kühlmittels, und einen Luftheizungsvorwärmer zum Erwärmen der Luft, und die Luftheizungsvorwärmer können weiterhin in Luftheizungs-Einzelelementvorwärmer und freistehende Luftheizungs-PTC Vorwärmer eingeteilt werden.

Zum Beispiel heizt der Kühlmittelheizungsvorwärmer das Kühlmittel, das dem Wärmeaustausch durch den Widerstandsheizelementdraht zugeführt wird. Solche Kühlmittelheizungsvorwärmer sind jedoch charakteristischerweise langsam zu erwärmen wegen des Wärmeverlustes durch das Kühlmittel, und außerdem kann der Widerstandsheizelementdraht Feuer fangen. Um diese Probleme, im Falle des Kühlmittelsheizungsvorwärmers, der an ein PTC-Heizelement angepasst ist, zu lösen, erhöht sich der Widerstand des PTC charakteristischerweise sehr stark, wenn der Vorwärmer einen bestimmten Temperaturwert überschreitet. In diesem Moment sinkt die Spannung, um eine Überhitzung zu vermeiden, und damit die Möglichkeit eines Feuers auszuschließen. Selbst der Aufbau des Vorwärmers als solcher hat den Nachteil, dass sich die Zeit zur Erwärmung des Kühlmittels verlängert.

Der konventionelle Luftheizungsvorwärmer arbeitet mit Bezug auf die beigefigten Zeichnungen, wie unten beschrieben:

1 zeigt den konventionellen Luftheizungsvorwärmer.

Wie in 1 dargestellt, ist der Luftheizungsvorwärmer mit einer Mehrzahl von Kühlrippen (10) versehen. Zwischen diesen Kühlrippen (10) ist eine isolierte PTC-Einheit (20) installiert, wobei das PTC-Element in dem Rahmen eingefügt ist, der eine Heizungskernbaugruppe darstellt. An dem oberen und unteren Ende dieser Heizungskernbaugruppe ist ein oberes Gehäuse (30) bzw. ein Endgehäuse (40) installiert, und eine Seitenplatte (50), welche von dem oberen Gehäuse (30) und dem Endgehäuse (40) Spannung erhält, ist zwischen dem oberen Gehäuse (30) und dem Endgehäuse (40) montiert. Dabei stellt die PTC-Einheit (20) den positiven Anschluss dar, und an der Seite der PTC-Einheit (20) ist der negative Anschluss (60) angeordnet, wodurch ein elektrischer Strom in diesem PTC-Element erzeugt wird, mit alternierend benachbarten positiven und negativen Anschlüssen (60).

Bei einer derartigen Konfiguration des Luftheizungsvorwärmers liegen die positiven und negativen Anschlüsse (60) benachbart zueinander während sie ungeschützt und somit möglicherweise einem Kurzschluss ausgeliefert sind, wenn Feuchtigkeit eindringt.

Insbesondere ist der Luftheizungs-Einzelelementvorwärmer konfiguriert, um die Luft, die um den Heizungskern herum fließt, zu erwärmen, indem ein PTC-Heizelement vorgesehen ist, das aus PTC-Material, Kühlrippe und Kühlrohr hergestellt ist. Eine derartige Konfiguration liefert typischerweise nur 30 bis 40 % der Wärme, die von dem PTC-Heizelement erzeugt wird, durch die Kühlrippe und der verbleibenden Wärme an das Kühlrohr. Wegen des beträchtlichen Wärmeverlustes durch das Kühlmittel ist die Wärmeeffizienz sehr niedrig. Außerdem gibt es das Problem des Einschaltstroms, der die Batteriekapazität überschreitet, welcher ein charakteristischer Nachteil eines PTC-Heizungselementes ist.

Darüber hinaus steigt der Widerstand des Luftheizungs-PTC-Einzelvorwärmers stark an, wenn die Temperatur ansteigt, was dazu führt, dass der anfängliche Einschaltstrom die Batteriekapazität überschreitet. Weil das PTC-Pulver zum Sintern mittels einer Presse geschmolzen wird, um die PTC-Eigenschaften während des Vorwärmerherstellungsverfahrens zu erzeugen, ergibt sich weiterhin das Problem einer ungleichmäßigen Verteilung der Temperatur, wenn eine Kühlrippe benutzt wird, die einen Teil des Raumes des Einzelelementvorwärmers als PTC-Element benutzt. Darüberhinaus gibt es das Problem einer niedrigen Herstellungsproduktivität wegen der Komplexität des Montageverfahrens und der Schwierigkeiten des Herstellungsverfahrens.

Technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme der konventionellen Technologie zu lösen, um letztlich einen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge bereitzustellen, der Wärmeverluste reduziert, die während des Umwandlungsverlaufs von Elektrizität in Wärme auftreten.

Ein anderes Ziel ist es, einen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge vorzusehen, der die Temperatur in kurzer Zeit auf ein gewünschtes Niveau erhöht.

Weiterhin hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt, einen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge bereitzustellen, der die Strahlungswärmecharakteristik erhöht durch Aufrechterhalten des elektrischen Widerstands auf einem konstanten Niveau für eine längere Zeitperiode.

Konfiguration der Erfindung

Um diese Ziele zu erreichen, weist der elektrische Heizkörper für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente und Kühlrippen auf, die auf diesem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente angeordnet sind, welche die Wärme von dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente abstrahlen.

Dabei wird eine zusätzliche Installation der Kühlbleche zwischen dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente und den Kühlrippen bevorzugt, und das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, die Kühlbleche und die Kühlrippen können in einer radialen Form aufgewickelt sein. Das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, die Kühlbleche und die Kühlrippen können auch parallel zueinander geschichtet sein. Weiterhin kann das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente eine isolierte Polymerplatte, eine Karbondruckschicht, welche auf der isolierten Polymerplatte angeformt ist, und eine Elektrodenschicht aufweisen, welche auf die isolierte Polymerplatte aufgedruckt und elektrisch mit der Karbondruckschicht verbunden ist. Hierbei erstreckt sich die Elektrodenschicht an der Oberseite der isolierten Polymerplatte in horizontaler Richtung und schließt eine erste Elektrodenleitung ein, die elektrisch mit der positiven Elektrode, sowie eine zweite Elektrodenleitung, die parallel zu der ersten Elektrodenleitung angeordnet und elektrisch mit der negativen Elektrode verbunden ist. Eine Vielzahl von Zweigelektroden kann abwechselnd angeordnet sein, welche sich in der ersten Elektrodenleitung und in der zweiten Elektrodenleitung entgegengesetzt erstrecken. Außerdem schließt die Karbondruckschicht eine Mehrzahl von Karbonbelagleitungen ein, die sich in horizontaler Richtung auf der Oberseite der isolierten Polymerplatte erstrecken. Und diese Mehrzahl von Karbonbelagleitungen kann elektrisch mit den Zweigelektroden der ersten und zweiten Elektrodenleitungen verbunden sein.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen dargestellt:

2a zeigt eine Konfiguration des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der Erfindung; 2b zeigt die Konfiguration eines anderen Ausführungsbeispiels des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge der vorliegenden Erfindung; 3 ist die Schrägansicht des Aufnahmemoduls für Karbonheizelemente des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge; 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Teiles „A" von 3.

Wie in den 2a bis 4 dargestellt, umfasst der elektrische Heizkörper für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und Kühlrippen 300, die nahe dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 fest installiert sind. Dabei können separate Kühlbleche 100 zusätzlich zwischen dieses Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und die Kühlrippen 300 installiert sein.

Insbesondere bilden das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200, das Kühlblech 100 und die Kühlrippe 300 ein Schneckenhaus, das radial aufgewickelt ist. Dabei sind die Kühlrippen 300 zwischen diesen Kühlblechen 100 ausgebildet, um dabei eine Wärmeventilation zu erzeugen, wenn die Wärme durch das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 generiert wird.

Dieses Kühlblech 100 ist ein dünnes Band aus Aluminiumfilm, das ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweist. Auf einer Seite davon ist ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 fest angebracht, welches Wärme erzeugt, wenn es eingeschaltet ist (Details werden später erläutert). Auf der anderen Seite sind Kühlrippen 300 befestigt, welche Wärme nach außen abstrahlen, die von dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 erzeugt wird. Dabei können dieses Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200, das Kühlblech 100 und die Kühlrippen 300 aneinander durch eine typische mechanische Pressung befestigt sein. Zum Beispiel kann zusätzlich eine Pressabdeckung unter Druck installiert sein, um die Teile zu sichern.

Die Beispiele der Ausführungsform des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung, welche durch Aufwickeln dieses Aufnahmemoduls für Karbonheizelemente 200 geformt sind, sind nicht darauf beschränkt. Sie können alle Konfigurationen einschließen, die effektiv Wärme abstrahlen können, die von dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 durch die Kühlrippen 300 generiert wurde. Zum Beispiel, wie in 2b dargestellt, können dieses Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und das Kühlblech 100 und die Kühlrippe 300 parallel zueinander geschichtet sein.

Die Kühlrippe 300 gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Funktion, die identisch zu dem konventionellen elektrischen Heizkörper 300 ist, welcher Wärme nach außen strahlt, und deshalb sind Einzelheiten davon von dieser Beschreibung weggelassen worden. Obwohl die Kühlrippe 300 vorzugsweise in Zick-Zack-Form konfiguriert ist, welche das Kühlblech 100 berührt, kann sie in einer Vielzahl von Formen konfiguriert sein, so lange ihr Zweck ist, die Luftkontaktfläche zu vergrößern in einer Weise, um effektiv Wärme abzustrahlen, während sie in Kontakt mit einer Vielzahl von Kühlblechen 100 steht.

Der als solcher konfigurierte elektrische Heizkörper für Fahrzeuge kann zusammengebaut und am Eingang der Leitung innerhalb der Klimaanlage HVAC befestigt sein, und der eingebaute elektrische Heizkörper kann innerhalb des Fahrzeugs Wärme erzeugen, wenn 12 bis 13,5 Volt Strom angewendet wird oder kann Nebel oder Frost entfernen, der sich an den Fenstern des Fahrzeugs gebildet hat. Ein Temperatursensor kann zusätzlich zu dem elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge installiert werden, um die Energieversorgung abzuschalten, um eine Überhitzung zu vermeiden, wenn die Temperatur einen bestimmten Grad überschreitet, so dass der elektrische Heizkörper nur in einem vorgegebenen Temperaturbereich arbeitet. Zum Beispiel hat der elektrische Heizkörper gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eine abgestufte Leistung, d.h. 0,1 bis 1,5 kW bei 12 bis 13,5 Volt und kann innerhalb eines Temperaturbereichs von 20 bis 300° arbeiten.

Weiterhin, im Gegensatz zu dem konventionellen elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge, welcher ein Problem eines Einschaltstromstoßes aufweist, der die Ausgangsbatteriekapazität von 100 bis 120 A überschreitet, kann der elektrische Heizkörper gemäß der vorliegenden Erfindung den Strom unter 70 A aufrechterhalten, und dabei das Einschaltstromproblem eliminieren.

Das oben erwähnte Aufnahmemodul für Karbonheizelemente wird im Einzelnen wie folgt erklärt:

Das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 umfasst eine isolierte Polymerplatte 210, eine Karbondruckschicht 220, die auf dem oberen Ende dieser isolierten Polymerplatte 210 angeformt ist und eine Elektrodenschicht 230, die elektrisch mit dieser Karbondruckschicht 220 verbunden ist.

Die Elektrodenschicht 230 umfasst eine erste Elektrodenleitung 231, die sich horizontal auf der Oberseite der isolierten Polymerplatte 210 erstreckt, und eine zweite Elektrodenleitung 232, die parallel zu dieser ersten Elektrodenleitung 231 ausgebildet ist. Diese ersten und zweiten Elektrodenleitungen 231 und 232 sind mit der positiven Elektrode 410 bzw. mit der negativen Elektrode 420 elektrisch verbunden. Sich in einer bestimmten Länge erstreckend in jeder entsprechenden gegenläufigen Richtung der ersten Elektrodenleitung 231 und der zweiten Elektrodenleitung 232 befindet sich eine Vielzahl von Zweigelektroden 233, wobei die Zweigelektroden 233 der ersten Elektrodenleitung 231 und die Zweigelektroden 233 der zweiten Elektrodenleitung 232 alternativ angeordnet sind. Derartige Elektrodenschichten 230 sind vorzugsweise aus elektrisch hochleitendem Material, so wie Aluminium (Al), Eisen (Fe), Kupfer (Cu) und Silber (Ag) zusammengesetzt.

Die Karbonschicht 220 ist aus Pulvern hergestellt, die aus leitenden Karbonmaterialien wie Karbon und Holzkohlenruß bestehen, welche dann erhitzt und bei hoher Temperatur und Druck komprimiert und gekühlt werden, bevor sie zu Karbonpulver werden. Das Karbonpulver wird dann mit einem Bindemittel gemischt und auf der Oberseite der isolierten Polymerplatte 210 angeformt. Beim Anformen des Karbonpulvers sollte dies so geschehen, dass die Winkel der Elektronen an der äußersten Kreisbahn L durch das Atmosphärengas und die Kühlgeschwindigkeit, welche das Karbonpulver erzeugt, eingestellt werden. In anderen Worten, je größer die Abstandwinkel der vier umlaufenden Elektronen ist, die die äußerste Kreisbahn L beschreiben, desto mehr erhöht sich der Widerstand, mehr als die Leitfähigkeit, wodurch der Heizungseffekt erhöht wird. Wie oben beschrieben, formt die Karbondruckschicht 220, die an der oberen Seite der isolierten Polymerplatte 210 angeformt ist, eine Vielzahl von Karbonschichtlinien, um so mit den Zweigelektroden 233 der ersten und zweiten Elektrodenleitungen 232 elektrisch verbunden zu sein.

Außerdem kann an dieser Karbondruckschicht 220 und der Elektrodenschicht 230 eine Isolierschicht angeformt sein, um die Leitfähigkeit von der Außenseite zu verhindern. Das bedeutet, diese Isolierschicht sollte aus einem Hitze beständigen Isoliermaterial wie Polyamid hergestellt sein, um die Leitfähigkeit der Karbondruckschicht 220 und der Elektrodenschicht 230, die an der isolierten Polymerplatte 210 angeformt sind, mit anderem leitfähigem Material an der Außenseite zu verhindern.

Nun wird das Herstellungsverfahren des elektrischen Heizkörpers für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben:

Ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 wird hergestellt und Kühlbleche 100 und Kühlrippen 300 werden an dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 fest angebracht und gewickelt, um ein Schneckenhaus zu formen und so den elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge zu vervollständigen. Dabei können die Kühlbleche 100 und Kühlrippen 300 an dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 so befestigt werden, dass sie parallel zueinander geschichtet sind.

Um das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 herzustellen, bereitet man zuerst eine Karbonschlammmischungslösung und druckt die Karbonschlammmischungslösung auf die isolierte Polymerplatte 210, um eine Karbondruckschicht 220 zu formen, und druckt die Elektrodenschicht 230, die mit der Karbondruckschicht 220 elektrisch verbunden ist, welche auf die isolierte Polymerplatte 210 aufgedruckt ist.

Beispielsweise, um eine Karbonschlammmischung zu erzeugen, um das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente (200) herzustellen, füllt man eine Kammer einer bestimmten Kapazität mit den Ingredienzien von leitendem Karbon, umfassend Karbon oder Ruß, Holzkohlepulver und Graphitpulver. Wenn die Kammer mit den Ingredienzien von leitendem Karbon gefüllt ist, schmilzt man die Ingredienzien durch Erwärmen auf eine Temperatur im Bereich von 1500 bis 3000° in einem Druckbereich von 5 bis 15. Die Karboningredienzien unter solchem hohen Druck werden dann flüssig durch eine feine Düse, die in der Kammer installiert ist, gesprüht. Man kühlt die Karbonflüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit im Vakuum und lässt die Karbonflüssigkeit sich als Karbonpulver verfestigen. Dabei justiert man den Abstandswinkel der vier Elektronen in einem größeren Maße, welche die äußerste Kreisbahn umkreisen, durch die Geschwindigkeit des Atmosphärengases und kühlt, was das Karbonpulver dazu bringt, den Heizungseffekt durch Erhöhen des Leitungswiderstandes zu erhöhen. Wenn das Karbonpulver, das einen bestimmten Strom und Widerstand bei einer bestimmten Spannung hat, hergestellt ist, mischt man das hergestellte Karbonpulver mit einer bestimmten Menge von Bindemittel, um eine Karbonschlammmischung zu erzeugen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Karbonschlammmischung für das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 durch Zugabe eines Dispergiermittels zu einem Widerstandsmaterial von metallischen Ingredienzien mit hohem Widerstand, wie organischen Isoliermischungen, keramischen Bindemitteln, Ni, Cr, und Mo hergestellt werden.

Wenn dann eine Karbonschlammmischung wie oben beschrieben hergestellt wurde, druckt man die hergestellte Karbonschlammmischung in mehreren Reihen einer gewissen Dicke auf eine Hitze beständige flexible isolierte Polymerplatte 210, z.B. aus Polyamid, durch Rollen oder Sprühen, um eine Vielzahl von Karbonschichtlinien zu formen.

Dann verbindet man die Elektrodenschicht 230, die aus der ersten Elektrodenleitung 231 und der zweiten Elektrodenleitung 232 besteht, elektrisch mit den Karbonschichtlinien, die auf der isolierten Polymerplatte 210 angeformt sind. Jetzt verbindet man die Elektrodenleitungen in paralleler Position mit einer positiven Elektrode und einer anderen negativen Elektrode. Schließlich stellt man das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 dadurch her, dass man die positiven Elektroden und negativen Elektroden durch einen Draht verbindet, so dass die positiven und negativen Elektroden alternierend angeordnet sind. Ebenso versiegelt man vorzugsweise diese Karbonschicht 220 und die Elektrodenschicht 230 mit einer Wärme beständigen Isolierschicht wie Polyamid, um die Leitfähigkeit mit einem anderen leitfähigen Material an der Außenseite zu unterbinden.

Wie oben beschrieben, wenn ein Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 hergestellt ist, formt man Kühlrippen 300 auf dieses Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200, die in solcher Weise aufgewickelt sind, dass das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und die Kühlrippen 300 radial aufgewickelt sind, um ein Schneckenhaus zu formen und den elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge zu vervollständigen. Dabei können das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und die Kühlrippen 300 parallel zueinander geschichtet sein, und Kühlbleche 100 können zwischen das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 und die Kühlrippen 300 eingeschoben sein.

Durch diese Maßnahmen können die Kühlrippen 300 und Kühlbleche 100, die fest an das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 angeformt sind, effektiv die Wärme abstrahlen, die von dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 erzeugt wird, wenn dem elektrischen Heizkörper Energie zugeführt wird.

Währenddessen kann ein elektrischer Heizkörper als solcher innerhalb des HVAC der Fahrzeugklimaanlage installiert werden, welche die Außenluft erwärmt, welche durch die Lüfteröffnung eingeführt wird, um sowohl den Frost an den Scheiben zu eliminieren, als auch das Innere des Fahrzeugs zu heizen. Insbesondere, wenn das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente 200 Wärme unmittelbar nach dem Start des Motors erzeugt, wird gleichzeitig Energie in diesen elektrischen Heizkörper geschickt, wobei das Problem gelöst wird, Frost oder Nebel nicht beseitigen zu können wegen ungenügender Wärme des Motors unmittelbar nach dem Start des Motors.

Außerdem kann der Schutz des Heizelementes gegen Überhitzung möglich gemacht werden durch Abschalten der Energieversorgung des elektrischen Heizers, wenn die Temperatur über einen bestimmten Wert ansteigt, durch Hinzufügen eines Temperatursensors zu diesem elektrischen Heizkörper.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele und Zeichnungen beschrieben ist, ist es für eine Person mit üblichen Kenntnissen auf diesem Gebiet klar, dass die vorliegende Erfindung in einer Vielzahl von Weisen modifiziert werden kann im Rahmen des Geistes und des Umfangs der Ansprüche wie unten beschrieben.

Effekte der Erfindung

Wie oben beschrieben, hat die vorliegende Erfindung einen wesentlichen Vorteil, nämlich die Erzielung einer exzellenten Wärmeeffizienz in einem elektrischen Heizkörper für Fahrzeuge durch Reduzierung der Wärmeverluste während der Umwandlung von Elektrizität in Wärme.

Weiterhin hat die vorliegende Erfindung einen anderen Vorteil, nämlich die Reduzierung der Zeit zur Erreichung einer bestimmten Temperatur durch Reduzierung der extremen Einschaltstromspitze.

Darüber hinaus hat die vorliegende Erfindung einen weiteren Vorteil, nämlich die Reduzierung der Kosten für die Verbesserung der Strahlungswärmeeffizienz und der Herstellung des elektrischen Heizkörpers, da die Zeit der Gewährleistung der Aufrechterhaltung eines konstanten elektrischen Widerstands länger ist, als die konventioneller PTC-Vorwärmer.


Anspruch[de]
Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, wobei ein elektrischer Heizkörper für Fahrzeuge, ausgerüstet mit diesem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, Kühlrippen hat, die die von dem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente erzeugte Wärme abstrahlen. Der elektrische Heizkörper für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei zusätzlich Kühlbleche zwischen diesem Aufnahmemodul für Karbonheizelemente und den Kühlrippen installiert sind. Das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, die Kühlbleche und die Kühlrippen radial gewickelt sind, um ein Schneckenhaus zu bilden. Das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente, die Kühlbleche und die Kühlrippen parallel zueinander geschichtet sind. Das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Aufnahmemodul für Karbonheizelemente eine isolierte Polymerplatte ist, wobei eine Karbondruckschicht auf der Oberseite dieser isolierten Polymerplatte ausgebildet ist, und auf die Oberseite dieser isolierten Polymerplatte eine Elektrodenschicht aufgedruckt ist, die mit der Karbondruckschicht elektrisch verbunden ist. Der elektrische Heizkörper für Fahrzeuge gemäß Anspruch 5, wobei sich die Elektrodenschicht an der Oberseite dieser isolierten Polymerplatte in horizontaler Richtung erstreckt und eine erste Elektroden-Leitung einschließt, die elektrisch mit der positiven Elektrode und einer zweiten Elektrode verbunden ist, welche parallel zu der ersten Elektroden-Leitung angeordnet und elektrisch mit der negativen Elektrode verbunden ist, wobei in der ersten Elektroden-Leitung und der zweiten Elektroden-Leitung eine Vielzahl von Zweigelektroden abwechselnd angeordnet sind, die sich in der entsprechenden Gegenrichtung erstrecken. Der elektrische Heizkörper für Fahrzeuge gemäß Anspruch 6, wobei die Karbondruckschicht eine Mehrzahl von Karbonbelagleitungen einschließt, die sich in horizontaler Richtung auf der Oberseite der isolierten Polymerplatte erstrecken, und wobei die Mehrzahl von Karbonbelagleitungen elektrisch mit den Zweigelektroden der ersten und zweiten Elektroden-Leitungen in Kontakt steht.






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