EP3600928A1 - Elektrisches heizgerät - Google Patents

Elektrisches heizgerät

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Publication number
EP3600928A1
EP3600928A1 EP18713634.6A EP18713634A EP3600928A1 EP 3600928 A1 EP3600928 A1 EP 3600928A1 EP 18713634 A EP18713634 A EP 18713634A EP 3600928 A1 EP3600928 A1 EP 3600928A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
flow line
liquid
electric heater
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18713634.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus MÖSL
Paul Leinsle
Vitali Dell
Patrick SPIELBERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of EP3600928A1 publication Critical patent/EP3600928A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/16—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled
    • F24H1/162—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled using electrical energy supply
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    • H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/33—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles
    • H02J2105/37—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles exchanging power with electric vehicles [EV] or with hybrid electric vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to an electric heater, in particular auxiliary heater, for a motor vehicle and a method for operating a heater.
  • Electric heaters for motor vehicles such as parking heaters are well known.
  • Electric parking heaters usually have a water-bearing area (water-carrying volume) with a
  • an electric heater in particular a parking heater, for a motor vehicle (preferably cars or trucks) is proposed, comprising a volume for receiving and
  • Liquid inlet and a liquid outlet such that liquid can be flowed through the liquid inlet into the volume and over the
  • Liquid outlet can be flowed out, wherein in the volume at least one heating element, in particular a heating resistor, and a
  • Flow line device (in particular deflection), is arranged, wherein the flow line device has at least one flow deflection and / or turbulence generation device for (local) deflection of the flow and / or for (local) generation of turbulence.
  • Flow line device to provide (at) at least one Strömungsablenk- and / or turbulence generating device (ie, for example, opening or breakthrough and / or recess and / or projection), so that the flow (local) to reduce or avoid can be distracted by dead spaces or turbulence can be introduced, which improves the heat transfer to the at least one heating element.
  • Strömungsablenk- and / or turbulence generating device ie, for example, opening or breakthrough and / or recess and / or projection
  • an electric heater preferably a heater, for a motor vehicle (eg car or truck) comprising a volume for receiving and passing a Liquid, in particular of water, a liquid inlet and a
  • Liquid output such that liquid can be flowed into the volume via the liquid inlet and can be flowed out via the liquid outlet, wherein in the volume at least one heating element, in particular a
  • Heating resistor and a flow line device (in particular
  • Deflection device is arranged, wherein the flow line device is detachably connected to a main body of the electric heater,
  • a core idea of the second aspect is a solvable one
  • flow line device flow line element
  • the flow line device can be specifically or more specifically adapted to desired situations, so that an effective operation of the electric heater is made possible, and under stress of comparatively little space.
  • a suitable flow conduit device can already be selected during production
  • Heater around a water heater can be integrated, for example, in the cooling water circuit of a vehicle.
  • a water heater can be integrated, for example, in the cooling water circuit of a vehicle.
  • another liquid or a water mixture eg water glycol
  • the heat released in the water heater can be transferred from a heat source to the cooling water. This can be done in a heat exchanger or within a housing.
  • an interior and / or component heating electrical energy for heating the fluid can be used, wherein the heat can be transmitted via a heat exchanger to the fluid.
  • cooling water (fluid) and heating element (resistance heating conductor) are not in direct contact with each other.
  • cooling water (fluid) and heating conductors are preferably not spatially separated (and the latter
  • the heating conductors eg.
  • Tube heaters tubular heaters
  • a flow line device Under a flow line device is in particular a device (an element) to understand, which is disposed within the (fluid leading) volume and at least partially (co-) defines a direction of the flowing fluid.
  • the flow line device is immersed in the volume just like the at least one heating element (such that the fluid in the volume is in contact both with the flow line device and with the at least one heating element).
  • the flow conduit means preferably does not have the (or any) electrical (s) heating element supporting and / or supporting function.
  • the flow line device may be formed as a plate or cylinder and (generally) have a constant thickness (possibly apart from projections, openings and / or recesses, eg for turbulence entry).
  • the flow line device is formed at least predominantly (by weight) of metal, in particular aluminum.
  • a turbulence generating device is in particular to be understood as meaning a device which is structurally structured in such a way that it is introduced into and / or into and / or around the fluid flow which is conducted through the flow line device. flows, turbulence imprints, which promotes mixing and prevents the formation of so-called dead spaces (or a corresponding probability for at least reduced).
  • a flow deflection device is in particular to be understood as a device which deflects the flow locally (possibly at several locations) (in particular without generating turbulence).
  • the flow deflection device can preferably have a plurality of openings (apertures) and / or recesses and / or projections which divide the liquid flow into regions
  • the flow conduit means may take the form of a hole cylinder.
  • the hole cylinder preferably has a slot-like cross-section.
  • the length of the cross section is preferably 1.5 times, more preferably at least 2.5 times and / or at most 10 times, preferably at most 5 times as large as the width.
  • An axial length of the flow line device is preferably at least 0.5 times, preferably at least 1.0 times and / or at most 3.0 times, preferably at most 1.8 times as large as the length of the cross section.
  • Flow line device preferably at least 1.8 times, more preferably at least 3.0 times and / or at most 12.0 times, preferably at most 6.0 times as large as the width of the cross section.
  • the flow conduit device preferably comprises a plurality of (for example circular) holes, which are furthermore preferably grid-like or in (multiple) rows, for example at least 5 or at least 10 rows and / or multiple columns, for example at least 5 or at least 10 columns are arranged.
  • the "lines" preferably extend in
  • Circumferential direction of the perforated cylinder the "columns" in the axial direction.
  • a total of at least twenty or at least one hundred holes may be provided.
  • the holes can each individually or in total Form flow diverter that deflects the flow (locally), so that dead spaces are avoided or at least reduced.
  • Single or multiple or all holes may be round or unrounded, e.g. B. elliptical, oval, and / or polygonal, in particular quadrangular and / or triangular cross-section and / or a cross-section, as described in the following embodiments have.
  • a longitudinal axis of the perforated cylinder may extend across a longitudinal axis of a housing.
  • a second flow line device (in particular in addition to the hole cylinder) may be provided in the form of a partition wall, in particular a separating plate.
  • the second flow line device may be arranged on at least approximately half the axial length (possibly +/- 10% of the axial length) of the perforated cylinder. Furthermore, the second
  • Flow line device are at least substantially perpendicular to the axial direction of the hole cylinder.
  • the first (perforated cylinder) and / or second flow line device can form a deflection device (individually or in combination).
  • the volume can be subdivided into two partial volumes by the second flow line device (dividing wall or separating plate).
  • the second flow line device dividing wall or separating plate.
  • Flow line device preferably extends straight from one (longitudinal) side wall of the housing to an opposite side wall (perpendicular to these side walls). Fluid inlet and
  • Liquid outlet can be arranged on the same side wall (preferably next to each other, based on a longitudinal extension of the housing). Specifically, liquid inlet and liquid outlet can be in one
  • End portion of a side wall are located.
  • the heating element (in particular in the form of a Schuchtis or heating tube) is preferably arranged around the (first) flow line device (hole cylinder) around.
  • the (first) flow conduit means 12 may be in (mechanical) contact with, for example, plugged into, the heating element, but is preferably spaced from the heating element. This allows the
  • Flow of the liquid can be further improved in terms of heat transfer.
  • the (first) flow line device (hole cylinder) can be detachably connected, in particular by being plugged in or plugged in, to a main body.
  • the (first) flow line device (perforated cylinder) can be held by the second flow line device, in particular be plugged into the second flow line device.
  • Flow conduit means may be releasably or non-releasably connected (e.g., by plugging or welding) to the main body per se.
  • the flow line device comprises a deflection device, in particular at least one partition wall, or is designed as a deflection device, in particular a partition wall, preferably in such a way that on
  • Fluid inlet to the liquid outlet flowing liquid is deflected, so that a flow path is increased.
  • a further development is to force the liquid flowing through the volume through the deflecting device so that a "short cut" of the liquid from the liquid inlet to the liquid outlet is excluded (at least largely)
  • the manner in which the heating element flows around it thus becomes (at least for the most part) independent of the installation position, although adequate ventilation can still be provided in different (eg two or three different) installation positions
  • the electric heater are exploited. Overall, the electric heater can be used variably.
  • the volume (water-conducting area) is preferably formed by a container in which (at least in sections) the heating element or in particular the heating resistor is arranged.
  • the volume or the container can in particular cuboid (possibly with rounded edges) or (circular) cylindrical.
  • the container may be integrally formed (preferably monolithically) with the deflection device.
  • the container may be composed of a plurality of elements, and / or the container and diverter may be formed by separate components.
  • the container may be made (at least in sections) of metal and / or plastic.
  • Liquid inlet and / or outlet preferably have a round cross-section.
  • a heating element is to be understood in particular as meaning an element which makes it possible to heat up a liquid in the volume, so that the temperature of the liquid as it leaves the liquid outlet is opposite to that of the liquid
  • Such a heating element is preferably sealed (ie in particular formed without fluid channels integrated therein).
  • the heating element is preferably an (electrical) heating resistor, ie a structure which heats up when an electric current is applied, wherein the heat can then be dissipated to the liquid in the volume.
  • an arrangement of the heating element in the volume is in particular an arrangement to understand, in which the
  • Heating element protrudes into an interior of the volume.
  • it may also be an arrangement in which the heating element is disposed on an inner surface of a wall of the volume or defined by the wall itself.
  • the heating element is disposed on an inner surface of a wall of the volume or defined by the wall itself.
  • Liquid inlet and a liquid outlet provided. It is also conceivable that more than one fluid inlet and / or more than one
  • Liquid outlet is provided.
  • Liquid outlet is at least partially blocked by the deflecting, so that the liquid is at least partially forced to a detour to the flow through the volume from the liquid inlet to
  • Liquid exit to get This should not be ruled out that at least a certain proportion of the liquid flowing through the volume can also flow directly from liquid inlet to liquid outlet (for example through one or more openings in the tank) Bypass, which allows at least a small part of the liquid to flow without detour from the liquid inlet to the liquid outlet). However, at least the major part of the liquid should by the
  • This detour should preferably be at least twice as large, more preferably at least four times as large as a (potential) direct path between
  • the flow line device (deflection device) can have at least 25%, more preferably at least 50% and / or at most 98%, preferably at most 92%, of a distance between two mutually opposite (eg parallel) wall sections of the housing extend.
  • the flow line device can have at least 25%, more preferably at least 50% and / or at most 98%, preferably at most 92%, of a distance between two mutually opposite (eg parallel) wall sections of the housing extend.
  • the flow line device can have at least 25%, more preferably at least 50% and / or at most 98%, preferably at most 92%, of a distance between two mutually opposite (eg parallel) wall sections of the housing extend.
  • the flow line device can have at least 25%, more preferably at least 50% and / or at most 98%, preferably at most 92%, of a distance between two mutually opposite (eg parallel) wall sections of the housing extend.
  • the flow line device can have at least 25%, more preferably at least 50% and / or at most 98%, preferably at
  • the flow line device and / or the main body preferably has at least one clamping device, in particular comprising at least one insertion strap.
  • the clamping device insertion tab
  • the clamping device preferably cooperates with at least one corresponding device (eg edge and / or strip-like projection) in such a way that the flow conduit device is held in a clamping manner.
  • the flow deflecting and / or turbulence generating device preferably has at least one (in particular from the
  • the tab can preferably be formed at least partially by at least partially cutting out and / or at least partially setting up (bending) a section of the flow line device.
  • the at least one tab is arranged on an edge of the (preferably plate-shaped) flow line device and can be pivoted outward from a main surface of the flow line device (eg by bending). This can be up a particularly simple way to adapt the flow deflection and / or turbulence generating device done (especially after production).
  • at least one tab may be provided which is not provided on an edge of the flow conduit device. Again, however, the tab is preferably such that it can be made different far outward (so that they can project different lengths).
  • the flow deflection and / or turbulence generating device comprises at least one turbulator.
  • the turbulator preferably extends perpendicularly to one through which (in particular
  • Turbulator may assume a cylindrical shape and / or have a circular cross-section.
  • At least one projection may be at least twice, preferably at least three times, a thickness of
  • Flow line device protrude from the flow line device.
  • a thickness of the flow conduit means is (with varying local thickness), in particular, an average thickness or a thickness of a largest contiguous area of constant thickness among all
  • the projection may protrude from the flow conduit device by at least 2 mm, preferably by at least 3 mm and / or at most 100 mm, preferably at most 50 mm, more preferably at most 10 mm.
  • Turbulence generating device (in particular in the form of a projection) a downstream end of an inflow surface of the
  • Flow line device closer than an upstream end or vice versa.
  • An inflow surface of the flow line device is to be understood as an area which (directly) comes into contact with passing fluid. "Upstream” and “Downstream” refers to this
  • the flow deflecting and / or turbulence generating means preferably has at least one opening (breakthrough), more preferably within an edge (or spaced therefrom).
  • the flow deflection and / or turbulence generating device may have at least one recess, preferably at one edge.
  • Turbulence generating device have at least one projection.
  • the protrusion may for example be such that it is inclined downstream or downstream (again relative to a main flow direction).
  • a projection and a corresponding opening and / or recess can be combined in such a way that the projection directly adjoins the opening or recess or at least partially borders it. This can be done in a simple way
  • Turbulence can be introduced.
  • the production of the projection and the corresponding opening / recess can take place in only one step (for example, by cutting out of a metal sheet).
  • the flow deflection and / or turbulence generation device is formed partially or exclusively in a distal half of the flow line device.
  • a distal half of the flow line device is to be understood as that half which is further away from a mounting region of the flow line device (for example on a cover or flange part or other housing element). This makes it possible for the fluid to first travel a certain distance (at least via the corresponding proximal half) of the
  • the flow line device may comprise at least one flow line plate (deflection plate) and / or at least one flow line cylinder
  • the flow line plate extends
  • Flow line cylinder is preferably formed perpendicular to a longitudinal axis of the housing.
  • a (radial) cross section of the flow line cylinder may be circular or elliptical or slot-like.
  • a length of the cross section may be at least twice, preferably at least four times as large as a width of the cross section.
  • the flow line cylinder is preferably a hollow cylinder.
  • the flow line device may have at least two mutually (at least substantially) parallel wall sections, namely a first wall section and a second wall section. Between the wall sections preferably extends at least a portion of the heating element.
  • a first flow deflection and / or turbulence generation device (in particular opening) is preferably provided on (in) the first wall section and / or a second flow deflection and / or flow path is provided on the second wall section
  • Turbulence generating device in particular opening
  • First and second flow deflection and / or turbulence generating means are preferably (partially or completely) offset or (alternatively) arranged in alignment with each other. Under a flush arrangement is to be understood in particular that all the straight lines, which are on the one hand perpendicular to the first and second wall portion and the flow deflection and / or
  • Turbulence generating device (opening) penetrate, also the second
  • a partial offset means that a subset of the above-defined straight lines penetrates only the first flow deflection and / or turbulence generation device (opening) and a further subset penetrates both the first flow deflection and / or flow
  • Turbulence generating means (opening) and the second flow deflection and / or turbulence generating means (opening) penetrates.
  • a complete offset is understood to mean an arrangement in which all the above-defined straight lines only the first flow deflecting and / or
  • Turbulence generating means and not the second flow deflecting and / or turbulence generating means (orifice) or any other flow deflecting and / or turbulence generating means (orifice) on the second wall portion.
  • Such an offset of the flow deflection and / or turbulence generation devices (openings) can generate an additional (superimposed) velocity component, whereby the heat transfer to the liquid (the fluid) can be further increased.
  • the liquid inlet and the liquid outlet may be arranged adjacent to each other and / or arranged on the same side of the electric heater and / or arranged offset to one another.
  • a staggered arrangement for example, on the same side
  • a further speed component of the flowing liquid can be impressed, which can further improve the heat transfer.
  • the object is achieved by an electric heater (in particular auxiliary heater) for
  • Liquid in particular of water, a liquid inlet and a liquid outlet such that liquid is flowed into the volume via the liquid inlet and can be flowed out via the liquid outlet, wherein in the volume a heating resistor is arranged, wherein the electric heater is configured such that it can be vented in at least two, preferably at least three different mounting positions.
  • Heater proposed that is configured to be in different
  • Installation positions (permanently) works, in particular can be vented.
  • the electric heater should be configured so that it (efficient) can be operated in the multiple mounting positions, so a corresponding heat transfer can take place.
  • the electric heater is also configured so that it can be mounted in the various mounting positions (installation orientations). This requires corresponding mounting devices, which in the multiple mounting positions (installation orientations) also an assembly
  • Installation position can be achieved by rotation of the electric heater from the first installation position by 90 degrees, if necessary.
  • An optional third mounting position can be rotated by 90 degrees from the second mounting position by a second (different) axis can be achieved.
  • the second axis is preferably perpendicular to the first axis.
  • the first axis may be parallel to a longitudinal extension of the electric heater and the second axis perpendicular thereto (ie, extend transversely).
  • electrical heaters especially electric parking heaters of the prior art, in particular prevents the type of configuration of the flow and the arrangement of the water connections that different mounting positions of the heater can be realized. This limitation is now overcome according to the invention.
  • various orientations of the electric heater with respect to the gravity vector are meant under various mounting positions.
  • the deflection device (the deflection element, in particular the partition wall) may be formed from metal and / or plate-shaped or as a plate.
  • the deflecting device may at least partially be a sheet (preferably straight).
  • a floor plan of the deflection can be square.
  • the flow line device or deflection device can be spaced from the heating element or not connected to it, in particular not be in contact with at least one or more or all heating element (s).
  • the flow line device or deflection device can be mounted at a proximal end within the electric heater, in particular on a housing or housing part of the electric heater. A distal end is preferably free.
  • liquid inlet and liquid outlet are adjacent to each other.
  • fluid inlet and liquid outlet are adjacent to each other.
  • Liquid outlet on the same side (for example, in the same wall, in particular side wall) of the electric heater (or a volume-forming container) may be arranged.
  • adjacent to one another is meant, in particular, a distance between the liquid inlet and the liquid outlet of less than 5 cm, for example, the liquid inlet and the liquid outlet can be arranged on a longitudinally extending wall of the liquid
  • the liquid inlet and the liquid outlet may be at a distance from one another which is (significantly) less than a maximum possible distance between two points within the volume, for example less than half, preferably less than a quarter, preferably less than one-eighth, this maximum possible distance to each other.
  • the liquid outlet is arranged in at least three different mounting positions either at the same level or above the liquid inlet / can be arranged.
  • the liquid outlet is arranged in at least three different mounting positions either at the same level or above the liquid inlet / can be arranged.
  • Liquid inlet in two installation positions at the level of the liquid inlet, and in a third installation position above the liquid inlet
  • Liquid outlet and liquid inlet preferably arranged at the same height of this wall or arranged so that a line connecting the liquid inlet and liquid outlet parallel to a
  • the flow path enlarged by the deflection device may be at least twice, preferably at least four times, more preferably at least eight times, even more preferably at least sixteen times as long as a distance between the liquid inlet and the liquid outlet.
  • the deflection device extends within the volume over at least 50%, preferably at least 80%, even more preferably at least 90% and / or at most 95%, preferably at most 92%, of a (longitudinal) extent of the volume.
  • the flow conduit device or deflection device separates the volume into two partial volumes, which are preferably connected to one another by at least one or exactly one connection opening.
  • the connection opening can be further from the
  • Fluid inlet be removed as the liquid outlet (from the
  • a heating element or a section of such can be arranged in both partial volumes.
  • a separation surface defined by the flow conduit device or deflecting device (partition wall) preferably has at least 20%, more preferably at most 10% (of the area), an opening or openings. In other words, the interface is mostly dense.
  • Embodiment can only at a distal (of the
  • Be arranged liquid inlet for example, to improve the vent and / or the flow of individual areas of the heating element.
  • the flow line device or deflection device can be arranged and oriented in such a way that a cross section of a
  • the flow line device or deflection device can extend diagonally from a first side to a second (opposite, possibly parallel side).
  • a volume-defining housing and the flow line device or deflection device can be realized as a one-piece (monolithic) component be. As a result, the production cost can be reduced and (additionally) sealing points are avoided.
  • At least one tubular heater and / or at least one layer heater is provided as a heating element or component thereof.
  • Under a tubular heater can be understood in particular a meandering and / or helical and / or spiral course of a (possibly dense, ie formed without inner fluid channels) electrical conductor.
  • Layer heating is in particular a heating element in which an electrical conductor is applied over a surface (for example, at least 5 cm 2 or 10 cm 2 ) to a substrate (for example housing inner wall) and is applied for heating with electric current.
  • a surface for example, at least 5 cm 2 or 10 cm 2
  • a substrate for example housing inner wall
  • WO 2013/186106 AI and WO 2013/030048 AI referenced There, heaters are described which have an electrical heating layer which heats when an electrical voltage (or the flow of a current) is applied.
  • the use of a tubular heater allows in particular the implementation of an easy-to-manufacture geometry.
  • a motor vehicle comprising an electric heater of the type described above.
  • the object is achieved by a method for operating a heater of the type described above or a motor vehicle of the type described above, wherein the liquid flows into the liquid inlet and flows out of the liquid outlet at elevated temperature.
  • the liquid flowing out of the volume is preferably used for heating an interior of a motor vehicle, in particular a passenger compartment, and / or for heating (or preheating) a drive element, in particular an engine.
  • a set comprising the above heater (in which the at least one flow line device is possibly detached or separated) is proposed, wherein the set has at least one first and one second flow line device comprises, which differ in terms of their structure, preferably by the structure of at least one flow deflection and / or turbulence generating device from each other.
  • First and second flow line device can in principle, respectively, as above in
  • first and second flow conduit means are interchangeable and / or jointly usable.
  • first and second flow conduit means may have a size and / or shape thereof and / or a size and / or shape and / or number of
  • Distinguish flow deflection and / or turbulence generating devices (differ in particular with respect to a size and / or shape and / or number of protrusions or openings or recesses).
  • the present set can be done in a simple manner, a comparatively good adaptation of the heater to the desired location.
  • the heating element (the electrical heating resistor) can via a
  • Power supply of the motor vehicle to be supplied with electricity (for example, a vehicle battery) and / or via an (external) power grid.
  • the partial volumes each comprise at least 10%, preferably at least 20%, even more preferably at least 40% of the (total) volume.
  • the volume may comprise at least 200 cm 3 , preferably at least 1000 cm 3 . Furthermore, the volume (in a longitudinal extension) at least 5 cm, preferably at least 12 cm long.
  • An upper limit may be 40 cm, preferably 30 cm.
  • a width and / or depth and / or (eg in the case of a cylindrical design) a diameter may be for example at least 4 cm, preferably at least 6 cm.
  • a corresponding upper limit may be 12 cm, preferably 8 cm.
  • the electric heater For mounting on the installation / mounting location, the electric heater
  • corresponding fastening devices eg bores
  • the flow line device may (exactly) one or more sheets
  • perforated sheets have. Through the holes (openings) can be a localized (local area) control of the flow or (local) Dead areas are avoided. Furthermore, a perforated plate is inexpensive to produce.
  • Turbulence generating device eg comprising several holes
  • the (locally) passing fluid flow can be adjusted accordingly.
  • the fluid flow can by number, diameter and
  • Positioning of flow deflection and / or turbulence generating device (such as projections, holes, in particular holes,
  • Recesses are divided variably.
  • Turbulence generating means may take various forms (e.g., circular hole and / or slot and / or the shape of a polygon,
  • An optionally formed quadrilateral is preferably elongated (a length in particular exceeds at least twice or at least five times a width).
  • Long holes or (elongated) quadrilaterals are preferably oriented transversely to a main flow direction. Long holes or elongated squares are particularly advantageous when longer (straight) sections of the heating element (in particular the radiator) are present.
  • a (targeted) secondary flow can be impressed in an effective manner on a primary flow (main flow), so that the thorough mixing and circulation in the fluid flow (cooling water flow) can be drastically increased.
  • the flow of the fluid may preferably be influenced in a spatial depth (i.e., perpendicular to the flow line device, in particular deflection device) of at least 5 times or at least 15 times a thickness of the flow line device (the deflection device).
  • Unfavorable boiling processes such as partial or complete film boiling, can be prevented comparatively well by the targeted introduction of turbulence into the fluid flow (cooling water flow).
  • the turbulence entry is preferably based on the principle of
  • This vortex cascade (secondary flow) may be superimposed on the primary flow and anchored such that the heat transfer coefficient in the heater
  • Flow line device (deflection) can be realized so that one or more trailing edges arise.
  • the flow deflecting and / or turbulence generating device preferably comprises a (rectangular) opening (eg, punched out) which lies within an outer contour of the flow line device (deflecting device) (similar to a window).
  • the flow deflecting and / or turbulence generating means may be a cascade of openings located within the outer contour of the flow conduit means (baffle) (eg, a cascade of slots).
  • the turbulence device can have a register of exhibitions (for example, rectangular or trapezoidal) which extend, for example, along a deflecting edge (distal end) of the flow conduit device (the deflecting device) (a corresponding free end can then be attached to a corresponding free end, for example). Be executed form).
  • a register of exhibitions for example, rectangular or trapezoidal
  • Perforations or perforations of the flow conduit means are present (similar to a sieve).
  • Fluid liquid or cooling water
  • Higher heating capacities can be achieved both globally and locally.
  • the security unfavorable boiling processes eg partial or complete film boiling
  • the flow can be controlled locally (low).
  • the production especially when using a perforated plate is relatively
  • the fluid flow (cooling water flow) can be selectively influenced in a simple way (whereby a larger operating window is allowed).
  • bypass areas can be introduced (allowing a defined reduction of dead water areas).
  • the flow conduit means is releasably formed
  • the usual heating elements are usually helical (as a tubular heater) designed to obtain a particular wetted surface. In the flow around such complex, spiral tubular heating then arise the local
  • Fig. 2 is a side view of the embodiment of FIG. 1;
  • Fig. 3 shows a further embodiment of an inventive
  • FIG. 6 shows a flow line device (deflection device) analogous to FIG.
  • FIG. 7 shows a flow line device (deflection device) analogous to FIG.
  • FIG. 8 shows a flow line device (deflection device) analogous to FIG.
  • FIG. 10 shows the flow conduit device according to FIG. 9 in a plan view
  • FIG. 11 shows the flow line device (deflection device) according to FIG.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of the heater according to the invention in a sectional view
  • FIG. 13 shows a plan view analogous to FIG. 10 for the heater according to FIG. 12;
  • FIG. 14 shows a side view similar to FIG. 11 for the heater according to FIG. 12;
  • Fig. 15 is a schematic sectional view of an arrangement of a
  • 16 shows a further schematic section of a section of a
  • FIG. 17 shows a further embodiment of the heater according to the invention in an oblique view (partially in exploded view).
  • Fig. 18 shows a detail of a heater according to the invention.
  • Figs. 1 and 2 show an embodiment of an inventive
  • the housing 10 can (approximately) cuboid (optionally with
  • a corresponding volume 15, which is defined by the housing 10 is cuboid (with rounded edges) or (circular) cylindrical.
  • Heating element (heater) 16 which (s) in the present embodiment comprises a tubular heater. Due to electric current, this heating element 16 heats up so that a liquid (water) in the volume 15 can also be heated.
  • a flow conduit device 12 is shown in the form of a hole-cylinder.
  • the hole cylinder preferably has a slot-like cross-section.
  • the length of the cross section is preferably 1.5 times, more preferably at least 2.5 times and / or at most 10 times, preferably at most 5 times as large as the width.
  • An axial length of the flow conduit device 12 is preferably at least 0.5 times, preferably at least 1.0 times and / or at most 3.0 times, preferably at most 1.8 times as large as the length of the cross section. Alternatively or additionally, the axial length of
  • Flow line device 12 preferably at least 1.8 times, more preferably at least 3.0 times and / or at most 12.0 times, preferably at most 6.0 times as large as the width of the cross section.
  • the flow line device according to FIG. 1 comprises a multiplicity of holes 40 which are arranged in (several) rows, for example at least 5 or at least 10 rows and a plurality of columns, for example at least 5 or at least 10 columns.
  • the "lines" extend
  • the "gaps" in the axial direction preferably in the circumferential direction, the "gaps" in the axial direction.
  • a total of at least twenty or at least one hundred holes 40 may be provided.
  • the holes 40 form a total of
  • Flow deflection device 25 which deflects the flow locally, so that
  • Dead spaces are avoided or at least reduced.
  • Single or multiple or all holes may be round or unrounded, e.g. B. elliptical, oval, and / or polygonal, in particular quadrangular and / or triangular cross section and / or a cross section as described in the following embodiments.
  • a second flow line device 12a may be provided in the form of a partition wall, in particular a separating plate.
  • the second flow line device 12a may be at least approximately half the axial length (possibly +/- 10% of the axial length) of the
  • Flow line device 12 may be arranged. Furthermore, the
  • Flow line device 12a at least substantially perpendicular to the axial direction of the flow line device 12.
  • the first and / or second flow line device 12, 12a may form a deflection device (individually or in combination).
  • the volume 15 is passed through the second flow conduit means 12a
  • the second flow line device 12a preferably extends straight from one (longitudinal) side wall of the housing 10 to an opposite side wall (perpendicular to these side walls).
  • Liquid outlet 14 can be arranged on the same side wall (and next to each other, based on a longitudinal extension of the housing 10). Specifically, liquid inlet 13 and liquid outlet 14 may be located in an end portion of a side wall.
  • liquid can flow around the flow line device 12, through the flow line device 12 and around an edge 41 of FIG
  • Flow line device 12a flow, so that the liquid is a total of a variety of "ways" available or dead spaces can be avoided or at least reduced.
  • the heating element 16 (here in the form of a Schuchtis or heating tube) is preferably arranged around the flow conduit means 12 around.
  • the flow conduit means 12 may be in (mechanical) contact with the heating element, for example plugged into it, but is preferably spaced from the heating element 16. Thereby, the flow of the liquid can be further improved in terms of heat transfer.
  • the flow line device 12 can be detachably connected to a main body 22, in particular by being plugged in or plugged in.
  • Flow line device 12 may through the second
  • Flow line device 12a are held, in particular be plugged into the second flow line device 12a.
  • Flow conduit means 12a may be releasably or non-detachably (eg by plugging or by welding) connected to the main body per se, for example, as with reference to Fig. 3 and 2 for the local
  • a guide member 29 is further recognizable, which is explained below with reference to Figure 2 in more detail (another guide member may, as described in Fig. 4, there provided with the reference numeral 30, may be provided).
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the heater according to the invention.
  • This has a housing 10 (only indicated by dashed lines) and a lid or flange 11.
  • a lid or flange 11 On the flange 11 is a
  • Flow line device 12 (in the form of a separating plate).
  • Liquid inlet 13 and liquid outlet 14 are symbolized by corresponding arrows.
  • the housing 10 can (approximately) cuboid (optionally with
  • Heating element (heater) 16 which (s) in the present embodiment comprises a tubular heater. Due to electric current, this heating element 16 heats up so that a liquid (water) in the volume 15 can also be heated.
  • the volume 15 is subdivided by the flow line element 12 (dividing wall or separating plate) into two partial volumes 17, 18.
  • the Flow line device 12 extends straight (obliquely) from a (longitudinal) side wall of the housing 10 to an opposite side wall.
  • Liquid inlet 13 and liquid outlet 14 can at the same
  • liquid inlet 13 and liquid outlet 14 may be located in an end portion of a side wall.
  • the heating element (heating means) 16 preferably extends over (almost) the entire longitudinal extent of the volume 15 (at least over at least 90% of this longitudinal extension, optionally over a maximum of 98% of this longitudinal extension).
  • the heating element 16 extends, in particular, from the cover or flange part 11, through which the heating element connections possibly run, to (almost) the opposite wall.
  • a distal end 19 of the flow conduit means 12 preferably extends less far than the heating element 16.
  • liquid (water) may surround the distal end 19 through a portion located between the distal end 19 and the corresponding wall portion of the housing 10. flow from one sub-volume 17 in the other sub-volume 18, so that liquid from the
  • Liquid inlet 13 can flow into the liquid outlet 14.
  • the flow line element (the flow line device) 12 may be integrally formed on the flange part 11 (for example welded to it). Furthermore, the flow line device 12
  • At least one turbulence device which, as described in the following figures (in particular in Figures 2 to 12), may be formed.
  • the flow conduit device 12 (adjacent to its distal end 19) has recesses 21a, 21b.
  • the recesses 21a, 21b (in particular a plurality of each, eg two) may be arranged on the two longitudinal edges of the flow line device 12.
  • the recesses 21a, 21b further define tabs 23, 24, which are pivotable (in particular by bending), so that targeted the turbulence introduced thereby can be improved / adjusted.
  • the structures 21a, 21b, 23 and 24 form a corresponding flow deflection and / or turbulence generation device 25.
  • Fig. 4 further guide elements 29, 30 are provided which taper (at its distal end) in sections and advantageously allow the fluid flows through the liquid inlet 13 and the
  • Liquid outlet 14 close to the respective opening (input and output) split or unite accordingly and at least component relocate from the liquid inlet in the direction of a rear end of the housing 10 and are guided out of this rear end in the direction of liquid outlet.
  • Flow deflection and / or turbulence generating device 25 in addition to the structures 21 a, 21 b, 23 and 24 shown in FIG. 4 additionally a slot 26 within the flow conduit means 12 (in the vicinity of the distal end 19 and in a corresponding distal half thereof).
  • FIG. 6 an embodiment similar to FIG. 5 is shown, with the difference that not only one, but several (three) slots 26 a, 26 b, 26 c are provided, which are arranged in a row, preferably a width of the slots within this row increases (preferably towards the distal end 19).
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the flow line device 12, here with a plurality of (round) openings 27.
  • the openings 27 may (as here) be provided in several rows, preferably one
  • FIG. 8 shows some further embodiments of
  • Flow line device 12 here with several rows of triangular openings 28 (actually three rows, each with three openings 28, deviations are conceivable).
  • the triangles are in the direction of the distal end 19
  • FIG. 9 shows a further embodiment of a heater according to the invention.
  • a flow deflecting and / or turbulence generating device 25 is shown, which besides the (optional
  • structures 21a, 21b, 23, 24 as shown in FIG. 4 overlap-like
  • Projections 31, 32 have.
  • the projections 31, 32 are preferably aligned so that they are directed (obliquely) downstream or upstream (relative to a respective main or primary current direction).
  • the projection 31 can in this case be arranged in a downstream (depending on the course of the primary flow) arranged half of a corresponding inflow surface 33.
  • the same may apply to the protrusion 32, based on the (opposite) inflow surface 34.
  • the protrusion 31 may be arranged in a half of a corresponding inflow surface 33 arranged upstream (in the case of reverse flow of the primary flow).
  • the same can apply to the projection 32, based on the (opposite) inflow surface 34.
  • FIG. 12 another heater according to the invention is shown. This is basically the same as the embodiment of FIGS. 9 to 11. Instead of the projections 31, 32 (which may be additionally provided), a (cylindrical) turbulator 44 is provided which is perpendicular to a main plane of the flow conduit means 12 (preferably both
  • FIGS. 15 and 16 illustrate further embodiments of the invention
  • Sections 37, 38 of a flow conduit device 12 may be arranged.
  • the sections 37, 38 form mutually parallel wall sections with corresponding openings 39.
  • the openings 39 are aligned in the embodiment of FIG. 15 with each other.
  • the openings 39 can be offset relative to one another (alternatively or additionally also in the transverse direction) at least in the longitudinal direction (relative to the section of the heating element 16 extending between the sections 37, 38).
  • the section of the heating element 16 shown here is
  • Fig. 18 shows a further heating device according to the invention (partial, in oblique view).
  • the heater here has a plate-shaped
  • Flow line device 12 wherein on both sides of a (spiral) heating conductor 16 is arranged.
  • the flow line device 12 is as
  • Perforated plate (perforated plate) formed with a plurality of (preferably at least ten) holes 40th
  • Liquid inlet 13 and liquid outlet 14 are here offset in the longitudinal direction of the housing 10 to each other. As a result, the amount of heat can be further improved.
  • Fig. 19 shows (fragmentary) another embodiment of the
  • the flow line device 12 is designed here as a hole cylinder (circular cylinder). This cylinder preferably extends in the same direction as corresponding ones
  • Flow line device (flow line element) a flow line device

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Standheizung, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Volumen (15) zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, sowie einen Flüssigkeitseingang (13) und einen Flüssigkeitsausgang (14) derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (13) in das Volumen (13) einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang (14) ausströmbar ist, wobei in dem Volumen (15) mindestens ein Heizelement (16), insbesondere ein Heizwiderstand, sowie eine Strömungsleitungseinrichtung (12) angeordnet ist, wobei die Strömungsleitungseinrichtung (12) mindestens eine Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) zum Ablenken der Strömung und/oder zur Erzeugung von Turbulenzen aufweist.

Description

Elektrisches Heizgerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Standheizung, für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes.
Elektrische Heizgeräte für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Standheizungen sind allgemein bekannt. Elektrische Standheizungen haben üblicherweise einen wasserführenden Bereich (wasserführendes Volumen) mit einer
Hauptströmungsrichtung. Weiterhin sind dem wasserführenden Bereich
Wasseranschlüsse zugeordnet, die es erlauben, Wasser in den wasserführenden Bereich hinein- und aus diesem hinauszuleiten. Zum dauerhaften Betrieb einer solchen Standheizung ist es üblicherweise notwendig, dass eine Entlüftung ermöglicht wird . In diesem Zusammenhang wird die Ausnutzung von zur
Verfügung stehendem Bauraum als verbesserungswürdig angesehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, zur Verfügung stehenden Bauraum in einem Kraftfahrzeug effizient ausnutzen zu können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung (der insbesondere auch mit dem nachfolgenden zweiten Aspekt kombiniert werden kann) wird ein elektrisches Heizgerät, insbesondere eine Standheizung, für ein Kraftfahrzeug (vorzugsweise Pkw oder Lkw) vorgeschlagen, umfassend ein Volumen zur Aufnahme und
Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen
Flüssigkeitseingang und einen Flüssigkeitsausgang, derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang in das Volumen einströmbar ist und über den
Flüssigkeitsausgang ausströmbar ist, wobei in dem Volumen mindestens ein Heizelement, insbesondere ein Heizwiderstand, sowie eine
Strömungsleitungseinrichtung (insbesondere Umlenkeinrichtung), angeordnet ist, wobei die Strömungsleitungseinrichtung mindestens eine Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung zum (lokalen) Ablenken der Strömung und/oder zur (lokalen) Erzeugung von Turbulenzen aufweist.
Ein Kerngedanke des ersten Aspekts liegt darin, eine
Strömungsleitungseinrichtung (Strömungsleitungselement) vorzusehen, die (das) mindestens eine Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (also z. B. Öffnung bzw. Durchbruch und/oder Ausnehmung und/oder Vorsprung) aufweist, so dass die Strömung (lokal) zur Reduzierung oder Vermeidung von Toträumen abgelenkt werden kann bzw. Turbulenzen eingebracht werden können, was den Wärmeübertrag auf das mindestens eine Heizelement verbessert.
Weiterhin wird die Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt (der insbesondere auch mit dem ersten Aspekt kombiniert werden kann) durch ein elektrisches Heizgerät, vorzugsweise eine Standheizung, für ein Kraftfahrzeug (z. B. Pkw oder Lkw), umfassend ein Volumen zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen Flüssigkeitseingang und einen
Flüssigkeitsausgang, derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang in das Volumen einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang ausströmbar ist, wobei in dem Volumen mindestens ein Heizelement, insbesondere ein
Heizwiderstand, sowie eine Strömungsleitungseinrichtung (insbesondere
Umlenkeinrichtung) angeordnet ist, wobei die Strömungsleitungseinrichtung mit einem Hauptkörper des elektrischen Heizgerätes lösbar verbunden ist,
insbesondere auf diesen aufgesteckt ist, gelöst.
Ein Kerngedanke des zweiten Aspektes liegt darin, eine lösbare
Strömungsleitungseinrichtung (Strömungsleitungselement) vorzusehen, so dass die Strömungsleitungseinrichtung entfernt und/oder ausgetauscht werden kann. Dadurch kann die Strömungsleitungseinrichtung gezielt bzw. gezielter an gewünschte Situationen angepasst werden, so dass ein effektiver Betrieb des elektrischen Heizgeräts ermöglicht ist, und zwar unter Beanspruchung von vergleichsweise wenig Bauraum. Beispielsweise kann während der Herstellung bereits eine passende Strömungsleitungseinrichtung ausgewählt werden
(gegebenenfalls aus einer Vielzahl verschiedener
Strömungsleitungseinrichtungen) und an einen bestimmten Hauptkörper angebracht werden. Auch ein nachträglicher Austausch wäre gegebenenfalls denkbar. Grundsätzlich handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen (elektrischen)
Heizgerät um ein Wasserheizgerät. Ein derartiges Wasserheizgerät kann beispielsweise in den Kühlwasserkreislauf eines Fahrzeugs integriert sein. An Stelle von Wasser kann auch eine andere Flüssigkeit oder ein Wasser-Gemisch (z. B. Wasser-Glycol) zum Einsatz kommen. Die im Wasserheizgerät freigesetzte Wärme kann von einer Wärmequelle an das Kühlwasser übergeben werden. Dies kann in einem Wärmetauscher oder innerhalb eines Gehäuses erfolgen.
Zum Zwecke beispielsweise einer Innenraum- und/oder Komponentenheizung kann elektrische Energie zur Erwärmung des Fluids (Kühlwassers) benutzt werden, wobei die Wärme über einen Wärmetauscher an das Fluid übertragen werden kann. Grundsätzlich kann eine Wärmeübertragung über eine räumliche Trennung von Kühlwasser führenden Kanälen und Heizelementen
(Widerstandsheizleitern) erfolgen (insbesondere bei Hochvoltheizern). Dann sind Kühlwasser (Fluid) und Heizelement (Widerstandsheizleiter) nicht in direktem Kontakt zueinander. Bei der vorliegenden Erfindung sind Kühlwasser (Fluid) und Heizleiter jedoch vorzugsweise nicht räumlich getrennt (und letzterer
beispielsweise als Tauchsieder ausgebildet). Die Heizleiter (z. B.
Rohrheizelemente, Rohrheizkörper) können in die Kühlwasser führenden (Fluid führenden) Kanäle direkt integriert sein.
Unter einer Strömungsleitungseinrichtung ist insbesondere eine Einrichtung (ein Element) zu verstehen, die innerhalb des (Fluid führenden) Volumens angeordnet ist und eine Richtung des strömenden Fluids zumindest teilweise (mit-) definiert. Die Strömungsleitungseinrichtung ist dabei genauso wie das mindestens eine Heizelement in das Volumen eingetaucht (derart, dass das in dem Volumen stehende Fluid sowohl mit der Strömungsleitungseinrichtung als auch mit dem mindestens einen Heizelement in Kontakt ist). Die Strömungsleitungseinrichtung hat vorzugsweise keine das (bzw. irgendein) elektrische(s) Heizelement stützende und/oder tragende Funktion. In Ausführungsformen sind
Strömungsleitungseinrichtung und das mindestens eine (bzw. alle vorgesehenen) Heizelement(e) nicht in mechanischen Kontakt bzw. voneinander beabstandet. Die Strömungsleitungseinrichtung kann als Platte oder Zylinder ausgebildet sein und (im Allgemeinen) eine konstante Dicke (ggf. abgesehen von Vorsprüngen, Öffnungen und/oder Ausnehmungen, z. B. zum Turbulenzeintrag) aufweisen. Vorzugsweise ist die Strömungsleitungseinrichtung zumindest überwiegend (gewichtsprozentmäßig) aus Metall, insbesondere Aluminium gebildet. Unter einer Turbulenzerzeugungseinrichtung ist insbesondere eine Einrichtung (ein Element) zu verstehen, die (das) derart strukturell beschaffen ist, dass es in den Fluidstrom, der durch die Strömungsleitungseinrichtung geleitet wird, also an und/oder in und/oder um diese (herum) fließt, eine Turbulenz aufprägt, was die Durchmischung fördert und die Entstehung von sogenannten Toträumen verhindert (oder eine entsprechende Wahrscheinlichkeit dafür zumindest reduziert).
Unter einer Strömungsablenkeinrichtung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, die lokal (ggf. an mehreren Orten) die Strömung (insbesondere ohne Turbulenzen zu erzeugen) ablenkt. Die Strömungsablenkeinrichtung kann dazu vorzugsweise mehrere Öffnungen (Durchbrüche) und/oder Ausnehmungen und/oder Vorsprünge aufweisen, die den Flüssigkeitsstrom in Bereiche
(Toträume) lenken, die ohne entsprechende Strömungsablenkeinrichtung(en) nicht erreicht bzw. durchströmt würden.
Die Strömungsleitungseinrichtung kann die Form eines Loch-Zylinders annehmen. Der Loch-Zylinder weist vorzugsweise einen langlochartigen Querschnitt auf. Die Länge des Querschnittes ist vorzugsweise 1,5-mal, weiter vorzugsweise mindestens 2,5-mal und/oder höchsten 10-mal, vorzugsweise höchsten 5-mal so groß wie die Breite. Eine axiale Länge der Strömungsleitungseinrichtung ist vorzugsweise mindestens 0,5-mal, vorzugsweise mindestens 1,0-mal und/oder höchstens 3,0-mal, vorzugsweise höchstens 1,8-mal so groß wie die Länge des Querschnittes. Alternativ oder zusätzlich ist die axiale Länge der
Strömungsleitungseinrichtung vorzugsweise mindestens 1,8-mal, weiter vorzugsweise mindestens 3,0-mal und/oder höchstens 12,0-mal, vorzugsweise höchstens 6,0-mal so groß wie die Breite des Querschnittes.
Weiterhin umfasst die Strömungsleitungseinrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von (z. B . kreisrunden) Löchern, die weiter vorzugsweise raster- bzw. gitterartig bzw. in (mehreren) Reihen, beispielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 Reihen und/oder mehreren Spalten, beispielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 Spalten angeordnet sind. Die„Zeilen" erstrecken sich vorzugsweise in
Umfangsrichtung des Lochzylinders, die„Spalten" in axialer Richtung.
Beispielsweise können insgesamt mindestens zwanzig oder mindestens hundert Löcher vorgesehen sein. Die Löcher können jeweils für sich oder insgesamt eine Strömungsablenkeinrichtung ausbilden, die die Strömung (lokal) ablenkt, so dass Toträume vermieden oder zumindest reduziert werden.
Einzelne oder mehrere oder alle Löcher können einen runden oder unrunden, z. B. elliptischen, ovalen, und/oder vieleckigen, insbesondere viereckigen und/oder dreieckigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt, wie in den nachfolgenden Ausführungsformen beschreiben, aufweisen.
Eine Längsachse des Lochzylinders kann sich quer zu einer Längsachse eines/des Gehäuses erstrecken. Eine zweite Strömungsleitungseinrichtung (insbesondere zusätzlich zum Lochzylinder) kann in Form einer Trennwand, insbesondere eines Trennbleches vorgesehen sein. Die zweite Strömungsleitungseinrichtung kann auf zumindest ungefähr halber axialer Länge (ggf. +/- 10 % der axialen Länge) des Lochzylinders angeordnet sein. Weiterhin kann die zweite
Strömungsleitungseinrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die axiale Richtung des Lochzylinders stehen.
Die erste (Lochzylinder) und/oder zweite Strömungsleitungseinrichtung können (jeweils für sich oder in Kombination) eine Umlenkeinrichtung bilden.
Das Volumen kann durch die zweite Strömungsleitungseinrichtung (Trennwand bzw. Trennblech) in zwei Teilvolumina unterteilt werden. Die zweite
Strömungsleitungseinrichtung verläuft dabei vorzugsweise gerade von einer (Längs-) Seitenwand des Gehäuses zu einer gegenüberliegenden Seitenwand (senkrecht zu diesen Seitenwänden). Flüssigkeitseingang und
Flüssigkeitsausgang können an derselben Seitenwand angeordnet sein (und zwar vorzugsweise nebeneinander, bezogen auf eine Längserstreckung des Gehäuses). Konkret können sich Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang in einem
Endabschnitt einer Seitenwand befinden.
Insgesamt kann Flüssigkeit um die (erste) Strömungsleitungseinrichtung
(Lochzylinder), durch die (erste) Strömungsleitungseinrichtung (Lochzylinder) und/oder um einen Rand der (zweiten) Strömungsleitungseinrichtung strömen, so dass der Flüssigkeit insgesamt eine Vielzahl von "Wegen" zur Verfügung steht bzw. Toträume vermieden oder zumindest reduziert werden können. Das Heizelement (insbesondere in Form eines Heizwendeis bzw. Heizrohres) ist vorzugsweise um die (erste) Strömungsleitungseinrichtung (Lochzylinder) herum angeordnet. Die (erste) Strömungsleitungseinrichtung 12 kann in (mechanischen) Kontakt mit dem Heizelement sein, beispielsweise in dieses eingesteckt sein, ist jedoch vorzugsweise von dem Heizelement beabstandet. Dadurch kann die
Strömung der Flüssigkeit weiter im Hinblick auf den Wärmeübertrag verbessert werden.
Weiterhin kann die (erste) Strömungsleitungseinrichtung (Lochzylinder) lösbar, insbesondere durch Auf- bzw. Einstecken, mit einem Hauptkörper verbunden sein. Die (erste) Strömungsleitungseinrichtung (Lochzylinder) kann durch die zweite Strömungsleitungseinrichtung gehalten werden, insbesondere in die zweite Strömungsleitungseinrichtung eingesteckt sein. Die zweite
Strömungsleitungseinrichtung kann per se lösbar oder unlösbar (z. B. durch Stecken bzw. durch Verschweißen) mit dem Hauptkörper verbunden sein.
Vorzugsweise umfasst die Strömungsleitungseinrichtung eine Umlenkeinrichtung, insbesondere mindestens eine Trennwand, oder ist als Umlenkeinrichtung, insbesondere Trennwand, ausgebildet, vorzugsweise derart, dass am
Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang strömende Flüssigkeit umgelenkt wird, so dass ein Strömungsweg vergrößert ist. Ein Kerngedanke dieser
Weiterbildung liegt darin, die durch das Volumen strömende Flüssigkeit durch die Umlenkeinrichtung auf einen Weg zu zwingen, so dass eine„Abkürzung" der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang (zumindest weitgehend) ausgeschlossen ist. Dadurch kann (insbesondere unabhängig von einer Einbaulage) das Heizelement gut (zumindest weitestgehend vollständig) und definiert umströmt werden. Die Art und Weise der Umströmung des Heizelements wird damit (zumindest weitestgehend) unabhängig von der Einbaulage. Dennoch kann auch in verschiedenen (z. B. zwei oder drei verschiedenen) Einbaulagen eine ausreichende Entlüftung ermöglicht werden. Insgesamt kann damit zur Verfügung stehender Bauraum effizienter (durch entsprechende Orientierung des
elektrischen Heizgerätes) ausgenutzt werden. Insgesamt kann das elektrische Heizgerät variabel eingesetzt werden.
Das Volumen (wasserführender Bereich) wird vorzugsweise durch einen Behälter gebildet, in dem (zumindest abschnittsweise) das Heizelement bzw. insbesondere der Heizwiderstand angeordnet ist. Das Volumen bzw. der Behälter kann insbesondere quaderförmig (ggf. mit abgerundeten Kanten) oder (kreis-) zylindrisch ausgebildet sein. Der Behälter kann ggf. mit der Umlenkeinrichtung einstückig (vorzugsweise monolithisch) ausgebildet sein. Alternativ kann sich der Behälter aus mehreren Elementen zusammensetzen und/oder können Behälter und Umlenkeinrichtung durch separate Bauteile gebildet werden. Der Behälter kann (zumindest abschnittsweise) aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt sein.
Flüssigkeitseingang und/oder -ausgang weisen vorzugsweise einen runden Querschnitt auf.
Unter einem Heizelement ist insbesondere ein Element zu verstehen, das ein Aufheizen einer Flüssigkeit in dem Volumen ermöglicht, so dass die Temperatur der Flüssigkeit bei Austritt aus dem Flüssigkeitsausgang gegenüber der
Temperatur beim Eintritt durch den Flüssigkeitseingang erhöht ist. Ein derartiges Heizelement ist vorzugsweise dicht (also insbesondere ohne darin integrierte Fluidkanäle ausgebildet). Bevorzugt handelt es sich bei dem Heizelement um einen (elektrischen) Heizwiderstand, also eine Struktur, die sich bei Anlegen eines elektrischen Stroms erwärmt, wobei die Wärme dann an die Flüssigkeit in dem Volumen abgegeben werden kann. Unter einer Anordnung des Heizelementes in dem Volumen ist insbesondere eine Anordnung zu verstehen, bei der das
Heizelement in ein Inneres des Volumens hineinragt. Es kann sich dabei jedoch auch um eine Anordnung handeln, bei der das Heizelement an einer Innenfläche einer Wandung des Volumens angeordnet ist oder durch die Wandung selbst definiert wird. In einer konkreten Ausführungsform ist genau ein
Flüssigkeitseingang und ein Flüssigkeitsausgang vorgesehen. Es ist auch vorstellbar, dass mehr als ein Flüssigkeitseingang und/oder mehr als ein
Flüssigkeitsausgang vorgesehen ist.
Unter einer Umlenkung durch die Umlenkeinrichtung ist insbesondere zu verstehen, dass ein direkter Weg zwischen Flüssigkeitseingang und
Flüssigkeitsausgang durch die Umlenkeinrichtung zumindest teilweise versperrt wird, so dass die Flüssigkeit zumindest teilweise auf einen Umweg gezwungen wird, um beim Durchströmen des Volumens vom Flüssigkeitseingang zum
Flüssigkeitsausgang zu gelangen. Dadurch soll nicht ausgeschlossen sein, dass zumindest ein bestimmter Anteil der durch das Volumen strömenden Flüssigkeit auch auf direktem Weg von Flüssigkeitseingang zu Flüssigkeitsausgang strömen kann (beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnung/en in der Umlenkeinrichtung, die es einem zumindest kleinen Teil der Flüssigkeit erlaubt, ohne Umweg vom Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang zu strömen). Zumindest der überwiegende Teil der Flüssigkeit soll jedoch durch die
Umlenkeinrichtung auf einen Umweg gezwungen werden. Dieser Umweg soll vorzugsweise mindestens doppelt so groß, weiter vorzugsweise mindestens viermal so groß sein, wie ein (potentieller) direkter Weg zwischen
Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang.
In konkreten Ausgestaltungen kann sich die Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) über mindestens 25 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 50 % und/oder höchstens 98 %, vorzugsweise höchstens 92%, eines Abstandes zwischen zwei sich gegenüberliegenden (z. B. parallel verlaufenden) Wandabschnitten des Gehäuses erstrecken. Bei einer beispielsweise (kreis- )zylindrischen Ausgestaltung kann sich die Strömungsleitungseinrichtung
(Umlenkeinrichtung) vorzugsweise über mindestens 25 %, insbesondere mindestens 50 % und/oder höchstens 98 %, vorzugsweise höchstens 92% einer Länge des Zylinders erstrecken.
Vorzugsweise weist die Strömungsleitungseinrichtung und/oder der Hauptkörper mindestens eine Klemmeinrichtung, umfassend insbesondere mindestens eine Stecklasche, auf. Die Klemmeinrichtung (Stecklasche) wirkt vorzugsweise mit mindestens einer korrespondierenden Einrichtung (z. B. Kante und/oder leistenartiger Vorsprung) so zusammen, dass die Strömungsleitungseinrichtung klemmend gehalten wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die
Strömungsleitungseinrichtung angebracht und sicher gehalten werden.
Die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens eine (insbesondere aus der
Strömungsleitungseinrichtung vorspringende) Lasche auf. Die Lasche kann vorzugsweise zumindest teilweise dadurch gebildet werden, dass ein Abschnitt der Strömungsleitungseinrichtung zumindest teilweise ausgeschnitten und/oder zumindest teilweise aufgestellt (gebogen) wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die mindestens eine Lasche an einem Rand der (vorzugsweise plattenförmigen) Strömungsleitungseinrichtung angeordnet und kann aus einer Hauptfläche der Strömungsleitungseinrichtung nach außen verschwenkt werden (z. B. durch Biegen). Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine Anpassung der Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung erfolgen (insbesondere auch nach der Herstellung). Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens eine Lasche vorgesehen sein, die nicht an einem Rand der Strömungsleitungseinrichtung vorgesehen ist. Auch hier ist die Lasche jedoch vorzugsweise so beschaffen, dass sie verschieden weit nach außen gestellt werden kann (so dass sie verschieden weit vorspringen kann).
In einer konkreten Ausführungsform umfasst die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung mindestens einen Turbulator. Der Turbulator erstreckt sich vorzugsweise senkrecht auf eine durch die (insbesondere
plattenförmige) Strömungsleitungseinrichtung vorgegebene Ebene. Der
Turbulator kann eine zylindrische Form annehmen und/oder einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
In einer Ausführungsform kann mindestens ein Vorsprung um mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens Dreifache einer Dicke der
Strömungsleitungseinrichtung aus der Strömungsleitungseinrichtung herausragen. Unter einer Dicke der Strömungsleitungseinrichtung ist (bei variierender lokaler Dicke) insbesondere eine durchschnittliche Dicke oder eine Dicke eines größten zusammenhängenden Bereichs mit konstanter Dicke unter allen
zusammenhängenden Bereichen mit konstanter Dicke zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Vorsprung um mindestens 2 mm, vorzugsweise um mindestens 3 mm und/oder höchstens 100 mm, vorzugsweise höchstens 50 mm, weiter vorzugsweise höchstens 10 mm, aus der Strömungsleitungseinrichtung herausragen.
In Ausführungsformen ist die Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (insbesondere in Form eins Vorsprungs) einem stromabwärts gelegenen Ende einer Anströmfläche der
Strömungsleitungseinrichtung näher als einem stromaufwärts gelegenen Ende oder umgekehrt. Unter einer Anströmfläche der Strömungsleitungseinrichtung ist eine Fläche zu verstehen, die (unmittelbar) in Kontakt mit vorbeiströmendem Fluid kommt. "Stromaufwärts" und "stromabwärts" bezieht sich in diesem
Zusammenhang auf eine Hauptströmungsrichtung, bei der etwaige Turbulenzen oder lokale Abweichungen nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise befindet sich der Flüssigkeitseingang in diesem Sinne stromaufwärts und der
Flüssigkeitsausgang stromabwärts.
Die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Öffnung (Durchbruch), weiter vorzugsweise innerhalb eines Randes (bzw. beabstandet von diesem), auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung mindestens eine Ausnehmung, vorzugsweise an einem/dem Rand, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung mindestens einen Vorsprung aufweisen. Der Vorsprung kann beispielsweise so beschaffen sein, dass er stromabwärts oder stromabwärts (auch hier wieder bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung) geneigt ist. Besonders bevorzugt kann ein Vorsprung und eine entsprechende Öffnung und/oder Ausnehmung kombiniert werden, dahingehend, dass der Vorsprung unmittelbar an die Öffnung bzw. Ausnehmung angrenzt bzw. diese zumindest teilweise berandet. Dadurch kann auf einfache Art und Weise
Turbulenz eingebracht werden. In der Herstellung kann beispielsweise die Herstellung des Vorsprungs und der korrespondierenden Öffnung/Ausnehmung in nur einem Schritt erfolgen (beispielsweise durch Ausschneiden aus einem Blech).
Die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung ist in den Ausführungsformen teilweise oder ausschließlich in einer distalen Hälfte der Strömungsleitungseinrichtung ausgebildet. Unter einer distalen Hälfte der Strömungsleitungseinrichtung ist diejenige Hälfte zu verstehen, die von einem Montagebereich der Strömungsleitungseinrichtung (beispielsweise auf einem Deckel bzw. Flanschteil oder sonstigen Gehäuseelement) weiter entfernt ist. Dadurch wird ermöglicht, dass die Flüssigkeit zunächst eine gewisse Strecke (jedenfalls zumindest über die entsprechende proximale Hälfte) der
Strömungsleitungseinrichtung an dieser entlang fließt und erst in einem distal liegenden Bereich entsprechende Turbulenzen eingebracht werden. Dadurch kann ein effizienter Betrieb ermöglicht werden.
Die Strömungsleitungseinrichtung kann mindestens eine Strömungsleitungsplatte (Umlenkplatte) und/oder mindestens einen Strömungsleitungszylinder
(Umlenkzylinder) umfassen. Die Strömungsleitungsplatte erstreckt sich
vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Volumens bzw. eines
entsprechenden Gehäuses (das das Volumen definiert). Der Strömungsleitungszylinder ist vorzugsweise senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses ausgebildet. Ein (radialer) Querschnitt des Strömungsleitungszylinders kann kreisrund oder elliptisch oder langlochartig ausgebildet sein. Eine Länge des Querschnitts kann mindestens zweimal, vorzugsweise mindestens viermal so groß sein wie eine Breite des Querschnitts. Der Strömungsleitungszylinder ist vorzugsweise ein Hohlzylinder.
Die Strömungsleitungseinrichtung kann mindestens zwei zueinander (zumindest im Wesentlichen) parallele Wandabschnitte aufweisen, nämlich einen ersten Wandabschnitt und einen zweiten Wandabschnitt. Zwischen den Wandabschnitten erstreckt sich vorzugsweise zumindest ein Abschnitt des Heizleiters. Auf (in) dem ersten Wandabschnitt ist vorzugsweise eine erste Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (insbesondere Öffnung) vorgesehen und/oder auf dem zweiten Wandabschnitt eine zweite Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (insbesondere Öffnung) vorgesehen. Erste und zweite Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnungen) sind vorzugsweise (teilweise oder vollständig) versetzt oder (alternativ) fluchtend zueinander angeordnet. Unter einer fluchtenden Anordnung ist insbesondere zu verstehen, dass sämtliche Geraden, die einerseits senkrecht auf den ersten bzw. zweiten Wandabschnitt stehen und die Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) durchdringen, auch die zweite
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) durchdringen. Insoweit ein Versatz vorliegt, kann dieser teilweise oder vollständig ausgebildet sein. Unter einem teilweisen Versatz ist zu verstehen, dass eine Teilmenge der oben definierten Geraden nur die erste Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) durchdringt und eine weitere Teilmenge sowohl die erste Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) als auch die zweite Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) durchdringt. Unter einem vollständigen Versatz ist eine Anordnung zu verstehen, bei der sämtliche oben definierten Geraden nur die erste Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) durchdringen und nicht die zweite Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) oder irgendeine weitere Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (Öffnung) auf dem zweiten Wandabschnitt. Durch einen derartigen Versatz der Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtungen (Öffnungen) kann eine zusätzliche (überlagerte) Geschwindigkeitskomponente erzeugt werden, wodurch der Wärmeübergang zur Flüssigkeit (dem Fluid) weiterhin erhöht werden kann.
Der Flüssigkeitseingang und der Flüssigkeitsausgang können einander benachbart angeordnet sein und/oder auf derselben Seite des elektrischen Heizgerätes angeordnet sein und/oder zueinander versetzt angeordnet sein. Durch eine versetzte Anordnung (beispielsweise auf derselben Seite) kann eine weitere Geschwindigkeitskomponente der strömenden Flüssigkeit eingeprägt werden, was die Wärmeübertragung weiter verbessern kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung (der mit dem obigen ersten und/oder zweiten Aspekt vorzugsweise kombiniert werden kann) wird die Aufgabe durch ein elektrisches Heizgerät (insbesondere Standheizung) für ein
Kraftfahrzeug, vorzugsweise der oben beschriebenen Art, gelöst, wobei das elektrische Heizgerät ein Volumen zur Aufnahme und Durchleitung einer
Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, einen Flüssigkeitseingang und einen Flüssigkeitsausgang derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang in das Volumen einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang ausströmbar ist, aufweist, wobei in dem Volumen ein Heizwiderstand angeordnet ist, wobei das elektrische Heizgerät derart konfiguriert ist, dass es in mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei verschiedenen Einbaulagen entlüftbar ist. Gemäß einem grundlegenden Gedanken der Erfindung wird also ein elektrisches
Heizgerät vorgeschlagen, das so konfiguriert ist, dass es in verschiedenen
Einbaulagen (dauerhaft) funktioniert, insbesondere entlüftet werden kann.
Weiterhin soll das elektrische Heizgerät so konfiguriert sein, dass es auch in den mehreren Einbaulagen (effizient) betrieben werden kann, also ein entsprechender Wärmeübertrag stattfinden kann. Zuletzt ist das elektrische Heizgerät auch so konfiguriert, dass es in den verschiedenen Einbaulagen (Einbauorientierungen) montierbar ist. Dies setzt entsprechende Montageeinrichtungen voraus, die bei den mehreren Einbaulagen (Einbauorientierungen) auch eine Montage
ermöglichen. Dabei ist zu beachten, dass in verschiedenen Einbaulagen
verschiedene Kräfte wirken, da die Schwerkraft immer nach unten gerichtet ist.
Es kann also zunächst eine erste Einbaulage ermöglicht sein. Eine zweite
Einbaulage kann ggf. durch Rotation des elektrischen Heizgerätes aus der ersten Einbaulage um 90 Grad erreicht werden. Eine gegebenenfalls dritte Einbaulage kann durch Rotation um 90 Grad aus der zweiten Einbaulage um eine zweite (abweichende) Achse erreicht werden. Die zweite Achse ist vorzugsweise senkrecht auf der ersten Achse. Beispielsweise kann die erste Achse parallel zu einer Längserstreckung des elektrischen Heizgerätes sein und die zweite Achse senkrecht dazu (sich also quer erstrecken). Bei elektrischen Heizgeräten, insbesondere elektrischen Standheizungen des Standes der Technik verhindert insbesondere die Art der Konfiguration der Durchströmung sowie die Anordnung der Wasseranschlüsse, dass verschiedene Einbaulagen des Heizgerätes realisiert werden können. Diese Einschränkung wird nun erfindungsgemäß überwunden. Im Allgemeinen sind unter verschiedenen Einbaulagen verschiedene Orientierungen des elektrischen Heizgerätes in Bezug auf den Schwerkraftvektor gemeint.
Die Umlenkeinrichtung (das Umlenkelement, insbesondere die Trennwand) kann aus Metall und/oder plattenförmig bzw. als Platte ausgebildet sein. Bei der Umlenkeinrichtung kann es sich zumindest abschnittsweise um ein (vorzugsweise gerades) Blech handeln. Ein Grundriss der Umlenkeinrichtung kann viereckig sein.
Die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung (das Umlenkelement) kann vom Heizelement beabstandet sein bzw. nicht mit diesem verbunden sein, insbesondere nicht in Berührung mit mindestens einem oder mehreren oder allen Heizelement(en) sein.
Die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung kann an einem proximalen Ende innerhalb des elektrischen Heizgerätes, insbesondere an einem Gehäuse oder Gehäuseteil des elektrischen Heizgerätes gelagert sein. Ein distales Ende ist vorzugsweise frei.
Vorzugsweise sind Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang einander benachbart. Alternativ oder zusätzlich können Flüssigkeitseingang und
Flüssigkeitsausgang auf derselben Seite (beispielsweise in derselben Wand, insbesondere Seitenwand) des elektrischen Heizgerätes (bzw. eines das Volumen ausbildenden Behälters) angeordnet sein. Unter„einander benachbart" ist insbesondere ein Abstand zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang von weniger als 5 cm zu verstehen. Beispielsweise können Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang auf einer sich längs erstreckenden Wand des
elektrischen Heizgeräts (bzw. des Volumens) angeordnet sein, insbesondere an einem Ende einer solchen Längswand, wobei dieses Ende durch einen Bereich von 20 % der Längserstreckung (von einer Endkante aus gesehen) definiert sein kann. Durch eine derartige Anordnung kann einerseits effektiv eine Entlüftung in verschiedenen Einbaulagen durchgeführt werden und dennoch kann das elektrische Heizgerät effizient arbeiten, da durch die Umlenkeinrichtung in den verschiedenen Einbaulagen eine ausreichende Umströmung des Heizelementes gewährleistet ist. Insgesamt ist ein effizienter Betrieb in verschiedenen
Einbaulagen, also unter effizienter Ausnutzung eines zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht.
Der Flüssigkeitseingang und der Flüssigkeitsausgang können einen Abstand zueinander aufweisen, der (deutlich) kleiner ist als ein maximal möglicher Abstand zweier Punkte innerhalb des Volumens, beispielsweise weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel, vorzugsweise weniger als ein Achtel, dieses maximal möglichen Abstandes zueinander aufweisen. Bei einem
(perfekten) Quader entspräche beispielsweise der maximal mögliche Abstand der Raumdiagonalen.
Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsausgang in mindestens drei verschiedenen Einbaulagen entweder auf gleicher Höhe oder oberhalb des Flüssigkeitseingangs angeordnet/anordenbar. In einer konkreten Ausführungsform ist der
Flüssigkeitseingang in zwei Einbaulagen auf Höhe des Flüssigkeitseinganges, und in einer dritten Einbaulage oberhalb des Flüssigkeitseinganges
angeordnet/anordenbar. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein effektiver Betrieb und auch eine Entlüftung in drei verschiedenen Einbaulagen ermöglicht sein.
Wenn Flüssigkeitsausgang und Flüssigkeitseingang auf derselben Wand
(beispielsweise im Falle eines Quaders auf derselben Seitenwand oder im Falle eines Zylinders auf der Mantelfläche) des Volumens angeordnet sind, sind
Flüssigkeitsausgang und Flüssigkeitseingang vorzugsweise auf derselben Höhe dieser Wand angeordnet bzw. so angeordnet, dass eine Verbindungslinie zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang parallel zu einer
Wandgrenze verläuft.
Der durch die Umlenkeinrichtung vergrößerte Strömungsweg kann mindestens doppelt, vorzugsweise mindestens viermal, weiter vorzugsweise mindestens achtmal, noch weiter vorzugsweise mindestens sechzehnmal so lang sein, wie ein Abstand zwischen Flüssigkeitseingang und Flüssigkeitsausgang. Vorzugsweise erstreckt sich die Umlenkeinrichtung innerhalb des Volumens über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 80 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 90 % und/oder höchstens 95 %, vorzugsweise höchstens 92 %, einer (Längs-)Erstreckung des Volumens.
In einer konkreten Ausführungsform trennt die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung das Volumen in zwei Teilvolumina, die vorzugsweise durch mindestens eine oder genau eine Verbindungsöffnung miteinander verbunden sind. Die Verbindungsöffnung kann weiter von dem
Flüssigkeitseingang entfernt sein als der Flüssigkeitsausgang (von dem
Flüssigkeitseingang). Alternativ oder zusätzlich kann in beiden Teilvolumina ein Heizelement oder ein Abschnitt eines solchen angeordnet sein. Eine durch die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung (Trennwand) definierte Trennungsfläche weist vorzugsweise über höchstens 20 %, weiter vorzugsweise höchstens 10 % (der Fläche) eine Öffnung bzw. Öffnungen auf. Mit anderen Worten ist die Trennfläche überwiegend dicht. In einer konkreten
Ausführungsform kann ausschließlich an einem distalen (von dem
Flüssigkeitseingang wegweisenden) Ende der Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung ein Durchbruch zwischen den Teilvolumina vorliegen. Ggf. können jedoch (zumindest kleinere) Durchbrüche auch weiter in Richtung
Flüssigkeitseingang angeordnet sein, beispielsweise zur Verbesserung der Entlüftung und/oder der Anströmung einzelner Bereiche des Heizelementes.
Die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung (Trennwand) kann derart angeordnet und orientiert sein, dass sich ein Querschnitt einer
Flüssigkeitsführung senkrecht zu einer Längserstreckung der Umlenkeinrichtung ausgehend von dem Flüssigkeitseingang und/oder dem Flüssigkeitsausgang trichterartig verjüngt oder verbreitert. Die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung (Trennwand) kann von einer ersten Seite zu einer zweiten (gegenüberliegenden, ggf. parallel verlaufenden Seite) diagonal verlaufen. Durch eine derartige (trichterartige) Verjüngung oder Verbreiterung kann effektiv eine Durchströmung des Volumens (auch bei verschiedenen Einbaulagen) realisiert werden, was die Effizienz insgesamt verbessert.
Ein das Volumen definierendes Gehäuse und die Strömungsleitungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung können als einteiliges (monolithisches) Bauteil realisiert sein. Dadurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden und (zusätzlich) Dichtstellen vermieden werden.
Vorzugsweise ist mindestens ein Rohrheizkörper und/oder mindestens eine Schichtheizung als Heizelement oder Bestandteil desselben vorgesehen. Unter einem Rohrheizkörper kann insbesondere ein mäandrierender und/oder schrauben- und/oder spiralförmiger Verlauf eines (ggf. dichten, also ohne innere Fluidkanäle ausgebildeten) elektrischen Leiters verstanden werden. Eine
Schichtheizung ist insbesondere ein Heizelement, bei dem ein elektrischer Leiter flächig (über beispielsweise mindestens 5 cm2 oder 10 cm2) auf einen Untergrund (beispielsweise Gehäuseinnenwand) aufgetragen ist und zur Aufheizung mit elektrischem Strom angelegt wird. Beispielhaft sei diesbezüglich auf
WO 2013/186106 AI und WO 2013/030048 AI verwiesen. Dort werden Heizungen beschrieben, die eine elektrische Heizschicht aufweisen, die sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung (bzw. dem Fließen eines Stroms) erwärmt. Die Verwendung eines Rohrheizkörpers erlaubt insbesondere die Umsetzung einer einfach zu fertigenden Geometrie.
Die obengenannte Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Kraftfahrzeug, umfasst ein elektrisches Heizgerät der oben beschriebenen Art.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes der oben beschriebenen Art oder eines Kraftfahrzeuges der oben beschriebenen Art, wobei die Flüssigkeit in den Flüssigkeitseingang einströmt und aus dem Flüssigkeitsausgang mit erhöhter Temperatur ausströmt. Die aus dem Volumen ausströmende Flüssigkeit, wird vorzugsweise zur Aufwärmung eines Innenraumes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Fahrgastzelle und/oder zur Erwärmung (oder Vorerwärmen) eines Antriebselementes, insbesondere Motors verwendet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines
Heizgerätes der oben beschriebenen Art als Vorwärmeinrichtung und/oder Zuheizeinrichtung, insbesondere als Standheizung vorgeschlagen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Set, umfassend das obige Heizgerät (bei dem die mindestens eine Strömungsleitungseinrichtung ggf. gelöst bzw. separiert), vorgeschlagen, wobei das Set mindestens eine erste und eine zweite Strömungsleitungseinrichtung umfasst, die sich hinsichtlich ihrer Struktur, vorzugsweise durch die Struktur mindestens einer Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung, voneinander unterschieden. Erste und zweite Strömungsleitungseinrichtung können grundsätzlich jeweils, wie oben im
Zusammenhang mit dem Heizgerät beschreiben, ausgebildet sein. Vorzugsweise sind erste und zweite Strömungsleitungseinrichtung gegeneinander austauschbar und/oder gemeinsam verwendbar. Beispielsweise können sich erste und zweite Strömungsleitungseinrichtung hinsichtlich einer Größe und/oder Form derselben und/oder hinsichtlich einer Größe und/oder Form und/oder Anzahl von
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtungen unterscheiden (insbesondere hinsichtlich einer Größe und/oder Form und/oder Anzahl von Vorsprüngen bzw. Öffnungen bzw. Ausnehmungen unterscheiden). Durch das vorliegende Set kann auf einfache Art und Weise eine vergleichsweise gute Anpassung des Heizgerätes an den gewünschten Einsatzort erfolgen.
Das Heizelement (der elektrische Heizwiderstand) kann über eine
Stromversorgung des Kraftfahrzeuges mit Strom versorgt werden (beispielsweise eine Fahrzeugbatterie) und/oder über ein (externes) Stromnetz.
Die Teilvolumina umfassen jeweils mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 20 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 40 % des (Gesamt-) Volumens.
Das Volumen kann mindestens 200 cm3, vorzugsweise mindestens 1000 cm3 umfassen. Weiterhin kann das Volumen (in einer Längserstreckung) mindestens 5 cm, vorzugsweise mindestens 12 cm lang sein. Eine Obergrenze kann 40 cm, vorzugsweise 30 cm sein. Eine Breite und/oder Tiefe und/oder (z. B. bei einer zylindrischen Ausführung) ein Durchmesser kann beispielsweise mindestens 4 cm, vorzugsweise mindestens 6 cm betragen. Eine entsprechende Obergrenze kann 12 cm, vorzugsweise 8 cm betragen.
Zur Montage an dem Einbau/Anbau-Ort weist das elektrische Heizgerät
vorzugsweise entsprechende Befestigungseinrichtungen (z. B. Bohrungen) auf.
Die Strömungsleitungseinrichtung kann (genau) ein oder mehrere Bleche
(gelochte Bleche) aufweisen. Durch die Bohrungen (Öffnungen) kann eine punktuelle (lokal-flächige) Steuerung der Strömung erfolgen bzw. (lokale) Totgebiete vermieden werden. Weiterhin ist ein Lochblech kostengünstig herstellbar.
Grundsätzlich erlaubt die Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung (z. B. umfassend mehrere Löcher), lokalen Anforderungen an die Strömung Rechnung zu tragen. Insbesondere kann der (lokal) durchtretende Fluidstrom (Kühlwassermassenstrom) entsprechend eingestellt werden. Der Fluidstrom kann durch Anzahl, Durchmesser und
Positionierung von Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (wie beispielsweise Vorsprüngen, Löchern, insbesondere Bohrungen,
Ausnehmungen) variabel aufgeteilt werden.
Gegebenenfalls vorgesehene Öffnungen der Strömungsablenk- und/oder
Turbulenzerzeugungseinrichtung können verschiedene Formen annehmen (z. B. kreisrundes Loch und/oder Langloch und/oder die Form eines Vielecks,
insbesondere eines Vierecks und/oder eines Dreiecks). Ein gegebenenfalls ausgebildetes Viereck ist vorzugsweise langgestreckt (eine Länge übersteigt insbesondere mindestens das Zweifache oder mindestens das Fünffache einer Breite). Langlöcher bzw. (langgestreckte) Vierecke sind vorzugsweise quer zu einer Hauptströmungsrichtung orientiert. Langlöcher bzw. langgestreckte Vierecke sind besonders vorteilhaft, wenn längere (gerade) Abschnitte des Heizelements (insbesondere des Heizkörpers) vorliegen.
Mittels der Erfindung kann auf effektive Art und Weise einer Primärströmung (Hauptströmung) eine (gezielte) Sekundärströmung aufgeprägt werden, so dass die Durchmischung und Umwälzung im Fluidstrom (Kühlwasserstrom) drastisch erhöht werden kann. Die Strömung des Fluids kann vorzugsweise in einer räumlichen Tiefe (d. h. senkrecht zur Strömungsleitungseinrichtung, insbesondere Umlenkeinrichtung) von mindestens dem 5-fachen oder mindestens 15-fachen einer Dicke der Strömungsleitungseinrichtung (der Umlenkeinrichtung) beeinflusst werden.
Besonders bevorzugt bildet sich also eine Sekundärströmung aus. Weiterhin können (zusätzliche) großskalige Wirbelstrukturen auf der Makro-Ebene in das Fluid (Kühlwasser) eingebracht werden. In jedem Fall wirkt sich eine erhöhte Durchmischung und Umwälzung vorteilhaft auf den Heizgerätebetrieb aus.
Ungünstige Siedevorgänge, wie beispielsweise partielles oder vollständiges Filmsieden, können durch den gezielten Turbulenzeintrag in die Fluidströmung (Kühlwasserströmung) vergleichsweise gut unterbunden werden.
Der Turbulenzeintrag basiert vorzugsweise auf dem Prinzip eines
Strömungsabrisses, gefolgt von einer Wirbelkaskade. Diese Wirbelkaskade (Sekundärströmung) kann der Primärströmung überlagert sein und derart verankert sein, dass der Wärmeübergangskoeffizient in dem Heizgerät
(dauerhaft) hoch gehalten wird. Dadurch kann eine kontrollierte Wärmeabfuhr von dem entsprechenden Heizelement (sicher) erfolgen sowie gegebenenfalls ein (kontrolliertes) Blasen sieden. Besonders bevorzugt kann dies durch mindestens eine Aussparung und/oder eine scharfe Kanten-Kontur im oder an der
Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) realisiert werden, so dass ein oder mehrere Abrisskanten entstehen.
Die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine (rechteckige) Öffnung (z. B. Ausstanzung), die innerhalb einer Außenkontur der Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) liegt (einem Fenster ähnlich). Alternativ oder zusätzlich kann die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung eine Kaskade von Öffnungen, die innerhalb der Außenkontur der Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtungs) liegen (beispielsweise eine Kaskade von Schlitzen). Alternativ oder zusätzlich kann die Turbulenzeinrichtung ein Register von Ausstellungen (z. B. rechteckig oder trapezförmig) aufweisen, die sich beispielsweise entlang einer Umlenkkante (distalem Ende) der Strömungsleitungseinrichtung (der Umlenkeinrichtung) erstrecken (auf ein entsprechendes freies Ende kann dann beispielsweise in Kamm-Form ausgeführt sein). Alternativ oder zusätzlich können (lokale)
Perforationen bzw. Durchlöcherungen der Strömungsleitungseinrichtung (der Umlenkeinrichtung) vorliegen (einem Sieb ähnlich).
Insgesamt kann durch die Erfindung eine vorteilhafte Durchmischung zur
(drastischen) Erhöhung einer Wärmeübertragung erfolgen. Fluid (Flüssigkeit bzw. Kühlwasser) wird aus Totwassergebieten angesaugt bzw. umgewälzt. Sowohl global als auch lokal sind höhere Heizleistungen realisierbar. Die Sicherheit gegenüber ungünstigen Siedevorgängen (z. B. partiellem oder vollständigem Filmsieden) wird erhöht.
Weiterhin kann die Strömung lokal (günstig) gesteuert werden. Die Herstellung (insbesondere bei Verwendung eines Lochbleches) ist vergleichsweise
kostengünstig.
Die Fluidströmung (Kühlwasserströmung) kann auf einfache Art und Weise gezielt beeinflusst werden (wodurch ein größeres Betriebsfenster erlaubt wird).
Ungewollte bzw. kritische Betriebszustände können systematisch vermieden werden. Der Mehraufwand im Rahmen der Herstellung einer
Strömungsleitungseinrichtung (einer Umlenkeinrichtung) ist gering.
Generell können (lokale) Bypass-Bereiche eingebracht werden (wodurch eine definierte Verringerung von Totwassergebieten ermöglicht wird).
Vorzugsweise ist die Strömungsleitungseinrichtung lösbar ausgebildet
(insbesondere einsteckbar ausgebildet). Alternativ kann diese jedoch auch einstückig auf andere Art und Weise angebracht sein, beispielsweise an einen/den Hauptkörper angeschweißt sein.
Insgesamt kann ein vorteilhaftes Baukastensystem (zur Heizgeräte-Architektur) ermöglicht werden.
Im Vergleich zur Erfindung weisen Lösungen des Standes der Technik
verschiedene Nachteile auf. Die Formgebung von Strömungsleitungseinrichtungen ist üblicherweise allein durch die Herstellmöglichkeiten (beim Lieferanten) vorgegeben. Lokale Siedevorgänge innerhalb des Heizgerätes (insbesondere innerhalb eines Wärmeübertragers und -Gehäuses) wirken sich ungünstig auf die Wärmeabfuhr durch das Fluid (Kühlwasser) aus. Es kann also zu lokalen
Überhitzungen kommen. Es kann weiterhin zu ungewollten Betriebszuständen kommen, die als störend empfunden werden (beispielsweise eine Bildung von Dampfblasen; Dampfschläge im Heizgerät). Bei sehr hohen Wärmestromdichten und bei Einsetzen von Filmsieben kann die Temperatur der Heizeinheit deutlich ansteigen und eine Zerstörung der Heizeinheit verursachen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass für den üblichen Heizleistungsbedarf mobiler elektrischer Heizgeräte (beispielsweise mit einer Leistung von 1 bis 5 kW) eine bestimmte Wärmestromdichte (von zumindest ungefähr 15 bis 20 W/cm2) schon aus
Lebensdauer- und Sicherheitsgründen nicht überschritten werden sollte. Daher (und aufgrund der allgemeinen Forderung nach einem kompakten Heizgerät) sind die üblichen Heizelemente meistens spiralförmig (als Rohrheizkörper) ausgebildet, um eine bestimmte benetzte Oberfläche zu erhalten. Bei der Umströmung solcher komplexer, spiralförmiger Rohrheizkörper entstehen dann die lokalen
Ablösegebiete. In solchen Brückengebieten führt der (verhältnismäßig) schlechte Wärmeübergang zum Fluid zu (lokalen) Überhitzungen des Heizleiters und eines ungewollt einsetzenden starken Siedens bzw. zu Dampfschlägen. Diese
Problematik limitiert die Heizleistung im Stand der Technik nach oben hin.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen :
Fig. 1 einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Heizgeräts;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Heizgerätes in einer Schrägansicht (ohne Gehäu
Fig. 4 eine Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Schräg- Explosionsdarstellung;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Strömungsleitungseinrichtung
(Umlenkeinrichtung);
Fig. 6 eine Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) analog Fig.
5 gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 7 eine Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) analog Fig.
5 gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 8 eine Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) analog Fig.
5 gemäß einer weiteren Ausführungsform; Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Schnittdarstellung;
Fig. 10 die Strömungsleitungseinrichtung gemäß Fig. 9 in einer Draufsicht;
Fig. 11 die Strömungsleitungseinrichtung (Umlenkeinrichtung) gemäß Fig.
10 in einer Seitenansicht;
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Schnittdarstellung;
Fig. 13 eine Draufsicht analog Fig. 10 für das Heizgerät gemäß Fig. 12;
Fig. 14 eine Seitenansicht analog Fig. 11 für das Heizgerät gemäß Fig. 12;
Fig. 15 eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung eines
Heizleiter-Abschnittes innerhalb des Heizgerätes;
Fig. 16 einen weiteren schematischen Schnitt eines Abschnitts einer
Anordnung eines Heizleiters innerhalb des Heizgeräts;
Fig. 17 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Schrägdarstellung (teilweise in Explosionsdarstellung); und
Fig. 18 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Heizgerätes.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Heizgerätes (ausschnittsweise).
Dieses weist ein Gehäuse 10 sowie ggf. ein Deckel bzw. Flanschteil (nicht gezeigt) auf. Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 sind durch entsprechende Pfeile symbolisiert. Das Gehäuse 10 kann (annähernd) quaderförmig (gegebenenfalls mit
abgerundeten Kanten) oder (kreis-)zylindrisch ausgebildet sein, so dass auch ein entsprechendes Volumen 15, das durch das Gehäuse 10 definiert wird, quaderförmig (mit abgerundeten Kanten) oder (kreis-)zylindrisch ausgebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 10 bzw. in dem Volumen 15 befindet sich ein
Heizelement (Heizeinrichtung) 16, das (die) im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Rohrheizkörper umfasst. Aufgrund elektrischen Stroms erwärmt sich dieses Heizelement 16, so dass auch eine Flüssigkeit (Wasser) in dem Volumen 15 erwärmt werden kann.
In der Schrägdarstellung gemäß Fig. 1 ist eine Strömungsleitungseinrichtung 12 in Form eines Loch-Zylinders gezeigt. Der Loch-Zylinder weist vorzugsweise einen langlochartigen Querschnitt auf. Die Länge des Querschnittes ist vorzugsweise 1,5-mal, weiter vorzugsweise mindestens 2,5-mal und/oder höchsten 10-mal, vorzugsweise höchsten 5-mal so groß wie die Breite.
Eine axiale Länge der Strömungsleitungseinrichtung 12 ist vorzugsweise mindestens 0,5-mal, vorzugsweise mindestens 1,0-mal und/oder höchstens 3,0- mal, vorzugsweise höchstens 1,8-mal so groß wie die Länge des Querschnittes. Alternativ oder zusätzlich ist die axiale Länge der
Strömungsleitungseinrichtung 12 vorzugsweise mindestens 1,8-mal, weiter vorzugsweise mindestens 3,0-mal und/oder höchstens 12,0-mal, vorzugsweise höchstens 6,0-mal so groß wie die Breite des Querschnittes.
Weiterhin umfasst die Strömungsleitungseinrichtung gemäß Fig. 1 eine Vielzahl von Löchern 40, die in (mehreren) Reihen, beispielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 Reihen und mehreren Spalten, beispielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 Spalten angeordnet sind. Die„Zeilen" erstrecken sich
vorzugsweise in Umfangsrichtung, die„Spalten" in axialer Richtung.
Beispielsweise können insgesamt mindestens zwanzig oder mindestens hundert Löcher 40 vorgesehen sein. Die Löcher 40 bilden insgesamt eine
Strömungsablenkeinrichtung 25, die die Strömung lokal ablenkt, so dass
Toträume vermieden oder zumindest reduziert werden.
Einzelne oder mehrere oder alle Löcher können einen runden oder unrunden, z. B. elliptischen, ovalen, und/oder vieleckigen, insbesondere viereckigen und/oder dreieckigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt, wie in den nachfolgenden Ausführungsformen beschreiben, aufweisen.
Weiterhin erkennt man in den Fig. 1 und 2, dass sich eine Längsachse der Strömungsleitungseinrichtung 12 quer zu einer Längsachse des Gehäuses 10 (in Fig. 2 gestrichelt gezeichnet) erstreckt. Eine zweite Strömungsleitungseinrichtung 12a kann in Form einer Trennwand, insbesondere eines Trennbleches vorgesehen sein. Die zweite Strömungsleitungseinrichtung 12a kann auf zumindest ungefähr halber axialer Länge (ggf. +/- 10 % der axialen Länge) der
Strömungsleitungseinrichtung 12 angeordnet sein. Weiterhin kann die
Strömungsleitungseinrichtung 12a zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die axiale Richtung der Strömungsleitungseinrichtung 12 stehen.
Die erste und/oder zweite Strömungsleitungseinrichtung 12, 12a können (jeweils für sich oder in Kombination) eine Umlenkeinrichtung bilden.
Das Volumen 15 wird durch die zweite Strömungsleitungseinrichtung 12a
(Trennwand bzw. Trennblech) in zwei Teilvolumina 17, 18 unterteilt. Die zweite Strömungsleitungseinrichtung 12a verläuft dabei vorzugsweise gerade von einer (Längs-) Seitenwand des Gehäuses 10 zu einer gegenüberliegenden Seitenwand (senkrecht zu diesen Seitenwänden). Flüssigkeitseingang 13 und
Flüssigkeitsausgang 14 können an derselben Seitenwand angeordnet sein (und zwar nebeneinander, bezogen auf eine Längserstreckung des Gehäuses 10). Konkret können sich Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 in einem Endabschnitt einer Seitenwand befinden.
Insgesamt kann Flüssigkeit um die Strömungsleitungseinrichtung 12, durch die Strömungsleitungseinrichtung 12 sowie um einen Rand 41 der
Strömungsleitungseinrichtung 12a strömen, so dass der Flüssigkeit insgesamt eine Vielzahl von "Wegen" zur Verfügung steht bzw. Toträume vermieden oder zumindest reduziert werden können.
Das Heizelement 16 (hier in Form eines Heizwendeis bzw. Heizrohres) ist vorzugsweise um die Strömungsleitungseinrichtung 12 herum angeordnet. Die Strömungsleitungseinrichtung 12 kann in (mechanischen) Kontakt mit dem Heizelement sein, beispielsweise in dieses eingesteckt sein, ist jedoch vorzugsweise von dem Heizelement 16 beabstandet. Dadurch kann die Strömung der Flüssigkeit weiter im Hinblick auf den Wärmeübertrag verbessert werden.
Weiterhin kann die Strömungsleitungseinrichtung 12 lösbar, insbesondere durch Auf- bzw. Einstecken, mit einem Hauptkörper 22 verbunden sein. Die
Strömungsleitungseinrichtung 12 kann durch die zweite
Strömungsleitungseinrichtung 12a gehalten werden, insbesondere in die zweite Strömungsleitungseinrichtung 12a eingesteckt sein. Die zweite
Strömungsleitungseinrichtung 12a kann per se lösbar oder unlösbar (z. B. durch Stecken bzw. durch Verschweißen) mit dem Hauptkörper verbunden sein, beispielsweise, wie anhand von Fig. 3 bzw. 2 für die dortige
Strömungsleitungseinrichtung beschrieben.
In Figur 2 ist weiterhin ein Führungselement 29 erkennbar, das weiter unten anhand von Figur 2 näher erläutert wird (ein weiteres Führungselement kann, wie bei Fig. 4 beschrieben, dort mit dem Bezugszeichen 30 versehen, vorgesehen sein).
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgeräts. Dieses weist ein Gehäuse 10 (nur gestrichelt angedeutet) sowie ein Deckel bzw. Flanschteil 11 auf. An dem Flanschteil 11 befindet sich eine
Strömungsleitungseinrichtung 12 (in Form eines Trennblechs).
Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 sind durch entsprechende Pfeile symbolisiert.
Das Gehäuse 10 kann (annähernd) quaderförmig (gegebenenfalls mit
abgerundeten Kanten) oder (kreis-)zylindrisch ausgebildet sein, so dass auch ein entsprechendes Volumen 15, das durch das Gehäuse 10 definiert wird,
quaderförmig (mit abgerundeten Kanten) oder (kreis-)zylindrisch ausgebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 10 bzw. in dem Volumen 15 befindet sich ein
Heizelement (Heizeinrichtung) 16, das (die) im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Rohrheizkörper umfasst. Aufgrund elektrischen Stroms erwärmt sich dieses Heizelement 16, so dass auch eine Flüssigkeit (Wasser) in dem Volumen 15 erwärmt werden kann.
Das Volumen 15 wird durch das Strömungsleitungselement 12 (Trennwand bzw. Trennblech) in zwei Teilvolumina 17, 18 unterteilt. Die Strömungsleitungseinrichtung 12 verläuft dabei gerade (schräg) von einer (Längs- ) Seitenwand des Gehäuses 10 zu einer gegenüberliegenden Seitenwand.
Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 können an derselben
Seitenwand angeordnet sein (und zwar nebeneinander, bezogen auf eine
Längserstreckung des Gehäuses 10). Konkret können sich Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 in einem Endabschnitt einer Seitenwand befinden.
Das Heizelement (die Heizeinrichtung) 16 erstreckt sich vorzugsweise über (beinahe) die gesamte Längserstreckung des Volumens 15 (zumindest über mindestens 90% dieser Längserstreckung, gegebenenfalls über maximal 98% dieser Längserstreckung). Das Heizelement 16 erstreckt sich insbesondere von dem Deckel bzw. Flanschteil 11, durch den/das ggf. Heizelementanschlüsse verlaufen, bis (beinahe) zur gegenüberliegenden Wand. Ein distales Ende 19 der Strömungsleitungseinrichtung 12 erstreckt sich vorzugsweise weniger weit als das Heizelement 16. In jedem Fall kann Flüssigkeit (Wasser) um das distale Ende 19 herum durch einen Abschnitt, der zwischen dem distalen Ende 19 und dem entsprechenden Wandabschnitt des Gehäuses 10 liegt, von einem Teilvolumen 17 in das andere Teilvolumen 18 strömen, so dass Flüssigkeit vom
Flüssigkeitseingang 13 in den Flüssigkeitsausgang 14 strömen kann.
Das Strömungsleitungselement (die Strömungsleitungseinrichtung) 12 kann stoffschlüssig an dem Flanschteil 11 ausgebildet sein (beispielsweise mit diesem verschweißt sein). Weiterhin weist die Strömungsleitungseinrichtung 12
vorzugsweise mindestens eine Turbulenzeinrichtung auf, die, wie in den nachfolgenden Figuren (insbesondere in den Figuren 2 bis 12) beschrieben, ausgebildet sein kann.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Heizgerätes. Bei dieser Ausführungsform ist die
Strömungsleitungseinrichtung 12 über Klemmeinrichtungen 20a, 20b
(Klemmlaschen) mit einem Hauptkörper 22 des Heizgerätes verbindbar. Weiterhin weist die Strömungsleitungseinrichtung 12 (benachbart zu seinem distalen Ende 19) Aussparungen 21a, 21b auf. Die Aussparungen 21a, 21b (insbesondere jeweils mehrere davon, z. B. zwei) können an den beiden Längsrändern der Strömungsleitungseinrichtung 12 angeordnet sein. Die Aussparungen 21a, 21b definieren weiterhin Laschen 23, 24, die verschwenkbar (insbesondere durch Biegen) sind, so dass gezielt die dadurch eingebrachte Turbulenz verbessert/angepasst werden kann. Insgesamt bilden die Strukturen 21a, 21b, 23 und 24 eine entsprechende Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung 25.
In Fig. 4 sind weiterhin Führungselemente 29, 30 vorgesehen, die sich (an ihrem distalen Ende) abschnittsweise verjüngen und vorteilhafterweise ermöglichen, dass sich die Fluidströme durch den Flüssigkeitseingang 13 sowie den
Flüssigkeitsausgang 14 nahe an der jeweiligen Öffnung (Eingang und Ausgang) aufteilen bzw. entsprechend vereinigen und zumindest komponentenhaft vom Flüssigkeitseingang aus in Richtung eines hinteren Endes des Gehäuses 10 verlagern bzw. aus diesem hinteren Ende in Richtung Flüssigkeitsausgang geführt werden.
Bei der Strömungsleitungseinrichtung 12 gemäß Fig. 5 umfasst die
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung 25 neben den Strukturen 21a, 21b, 23 und 24 gemäß Fig. 4 zusätzlich ein Langloch 26 innerhalb der Strömungsleitungseinrichtung 12 (in der Nähe des distalen Endes 19 bzw. in einer entsprechenden distalen Hälfte derselben).
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform analog Fig. 5 gezeigt, mit dem Unterschied, das nicht nur eines, sondern mehrere (drei) Langlöcher 26a, 26b, 26c vorgesehen sind, die in einer Reihe angeordnet sind, wobei vorzugsweise eine Breite der Langlöcher innerhalb dieser Reihe zunimmt (vorzugsweise in Richtung distales Ende 19).
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Strömungsleitungseinrichtung 12, hier mit einer Vielzahl von (runden) Öffnungen 27. Die Öffnungen 27 können (wie hier) in mehreren Reihen vorgesehen sein, wobei sich vorzugsweise ein
Öffnungsdurchmesser in Richtung distales Ende 19 (von einer Reihe zur anderen) vergrößert. Die Anzahl jeder einzelnen Reihe kann gleich bleiben oder (wie in Fig. 7) sich verringern. Fig. 8 zeigt einige weitere Ausführungsformen der
Strömungsleitungseinrichtung 12, hier mit mehreren Reihen von dreieckigen Öffnungen 28 (konkret drei Reihen mit jeweils drei Öffnungen 28, Abweichungen sind jedoch denkbar). Die Dreiecke sind in Richtung distales Ende 19
ausgerichtet. Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizgerätes. In der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist eine Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung 25 gezeigt, die neben den (optional
vorgesehenen) Strukturen 21a, 21b, 23, 24 gemäß Fig. 4 (klappenartige)
Vorsprünge 31, 32 aufweisen. Die Vorsprünge 31, 32 sind dabei vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie (schief) stromabwärts bzw. stromaufwärts gerichtet sind (bezogen auf eine jeweilige Haupt- bzw. Primärstromrichtung). Der Vorsprung 31 kann hierbei in einer stromabwärts (je nach Verlauf der Primärströmung) angeordneten Hälfte einer entsprechenden Anströmfläche 33 angeordnet sein. Dasselbe kann für den Vorsprung 32 gelten, bezogen auf die (gegenüberliegende) Anströmfläche 34. Alternativ kann der Vorsprung 31 kann in einer stromaufwärts (bei umgekehrten Verlauf der Primärströmung) angeordneten Hälfte einer entsprechenden Anströmfläche 33 angeordnet sein. Dasselbe kann für den Vorsprung 32 gelten, bezogen auf die (gegenüberliegende) Anströmfläche 34.
In Fig. 12 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Heizgerät gezeigt. Dieses entspricht grundsätzlich der Ausführungsform gemäß Fig. 9 bis 11. An Stelle der Vorsprünge 31, 32 (die jedoch zusätzlich vorgesehen sein können) ist hier ein (zylindrischer) Turbulator 44 vorgesehen, der sich senkrecht gegenüber einer Hauptebene der Strömungsleitungseinrichtung 12 (vorzugsweise in beide
Richtungen) erstreckt.
Die Fig. 15 und 16 illustrieren weitere Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Heizgerätes (ausschnittsweise und im Querschnitt).
Gemäß Fig. 15 kann ein Abschnitt des Heizelementes 16 zwischen zwei
Abschnitten 37, 38 einer Strömungsleitungseinrichtung 12 angeordnet sein. Die Abschnitte 37, 38 bilden zueinander parallel verlaufende Wandabschnitte mit entsprechenden Öffnungen 39. Die Öffnungen 39 fluchten in der Ausführungsform gemäß Fig. 15 miteinander.
Alternativ (siehe Fig. 16) können die Öffnungen 39 zumindest in Längsrichtung (bezogen auf den zwischen den Abschnitten 37, 38 verlaufenden Abschnitt des Heizelementes 16) versetzt zueinander verlaufen (alternativ oder zusätzlich auch in Querrichtung). Der hier gezeigte Abschnitt des Heizelementes 16 ist
vorzugsweise im Querschnitt rund bzw. bildet einen Zylinderabschnitt. Fig. 18 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Heizgerät (ausschnittsweise; in Schrägansicht). Das Heizgerät weist hier eine plattenförmige
Strömungsleitungseinrichtung 12 auf, wobei auf beiden Seiten ein (spiralförmiger) Heizleiter 16 angeordnet ist. Die Strömungsleitungseinrichtung 12 ist als
Lochplatte (Lochblech) ausgebildet, mit einer Vielzahl von (vorzugsweise mindestens zehn) Löchern 40.
Flüssigkeitseingang 13 und Flüssigkeitsausgang 14 sind hier in Längsrichtung des Gehäuses 10 versetzt zueinander ausgebildet. Dadurch kann der Wärmebetrag weiter verbessert werden.
Fig. 19 zeigt (ausschnittsweise) eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen elektrischen Heizgerätes. Die Strömungsleitungseinrichtung 12 ist hier als Loch-Zylinder (kreisrunder Zylinder) ausgebildet. Dieser Zylinder erstreckt sich vorzugsweise in dieselbe Richtung, wie entsprechende
Rohrheizwendel-Abschnitte 42.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden.
Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezugszeichen
Gehäuse
Flanschteil (Deckel)
Strömungsleitungseinrichtung (Strömungsleitungselement)a Strömungsleitungseinrichtung
Flüssigkeitseingang
Flüssigkeitsausgang
Volumen
Heizelement
Teilvolumen
Teilvolumen
distales Ende
a Klemmeinrichtung
b Klemmeinrichtung
a Aussparung (Ausnehmung)
b Aussparung (Ausnehmung)
Hauptkörper
Lasche
Lasche
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung
Langloch
a Langloch
b Langloch
c Langloch
(runde) Öffnung
(dreieckige) Öffnung
Aufprallelement
Aufprallelement
Vorsprung
Vorsprung
Anströmfläche
Anströmfläche
Abschnitt
Abschnitt
Öffnung
Loch
Rand
Turbulator

Claims

Ansprüche
1. Elektrisches Heizgerät, insbesondere Standheizung, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Volumen (15) zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, sowie einen Flüssigkeitseingang (13) und einen Flüssigkeitsausgang (14) derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (13) in das Volumen (13) einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang (14) ausströmbar ist,
wobei in dem Volumen (15) mindestens ein Heizelement (16),
insbesondere ein Heizwiderstand, sowie eine
Strömungsleitungseinrichtung (12) angeordnet ist,
wobei die Strömungsleitungseinrichtung (12) mindestens eine
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) zum
Ablenken der Strömung und/oder zur Erzeugung von Turbulenzen aufweist.
2. Elektrisches Heizgerät, insbesondere Standheizung, vorzugsweise nach Anspruch 1, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Volumen (15) zur Aufnahme und Durchleitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, sowie einen Flüssigkeitseingang (13) und einen Flüssigkeitsausgang (14) derart, dass Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (13) in das Volumen (15) einströmbar ist und über den Flüssigkeitsausgang (14) ausströmbar ist,
wobei in dem Volumen (15) mindestens ein Heizelement (16),
insbesondere ein Heizwiderstand, sowie eine
Strömungsleitungseinrichtung (12) angeordnet ist,
wobei die Strömungsleitungseinrichtung (12) mit einem Hauptkörper (22) des elektrischen Heizgerätes lösbar verbunden ist, insbesondere auf diesen aufgesteckt ist.
3. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Strömungsleitungseinrichtung (12) eine Umlenkeinrichtung, insbesondere mindestens eine Trennwand, aufweist derart, dass vom Flüssigkeitseingang (13) zum Flüssigkeitsausgang (14) strömende
Flüssigkeit umgelenkt wird, so dass ein Strömungsweg vergrößert ist.
4. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strömungsleitungseinrichtung (12) und/oder der Hauptkörper (22) mindestens eine Klemmeinrichtung (20a, 20b), insbesondere Stecklasche aufweist/aufweisen, die vorzugsweise mit mindestens einer
korrespondierenden Einrichtung derart zusammenwirkt/zusammenwirken, dass die Strömungsleitungseinrichtung (12) klemmend gehalten wird.
5. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) mindestens eine Öffnung (26, 26a, 26b, 26c; 27, 28), vorzugsweise innerhalb eines Randes, und/oder mindestens eine Ausnehmung (21a, 21b), vorzugsweise an einem Rand, und/oder mindestens einen Vorsprung (31, 32) aufweist, wobei der mindestens eine Vorsprung (31, 32) vorzugsweise um mindestens das Doppelte, vorzugsweise um mindestens das Dreifache, einer Dicke der Strömungsleitungseinrichtung (12) aus der
Strömungsleitungseinrichtung (12) herausragt.
6. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) mindestens eine, aus der Strömungsleitungseinrichtung (12)
vorspringende, Lasche (23, 24) aufweist, wobei die Lasche (23, 24) vorzugsweise zumindest teilweise dadurch gebildet wird, dass ein
Abschnitt der Strömungsleitungseinrichtung (12) zumindest teilweise ausgeschnitten wird und/oder zumindest teilweise aufgestellt wird.
7. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) mindestens einen Turbulator (44) aufweist.
8. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) einem stromabwärts gelegenen Ende einer Anströmfläche (33, 34) der Strömungsleitungseinrichtung näher ist als einem stromaufwärts gelegenen Ende oder umgekehrt.
9. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass die Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung (25) teilweise oder
ausschließlich in einer distalen Hälfte der Strömungsleitungseinrichtung (12) ausgebildet ist.
10. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass die
Strömungsleitungseinrichtung (12) mindestens eine
Strömungsleitungsplatte und/oder mindestens einen
Strömungsleitungszylinder, insbesondere mit langlochartigem Querschnitt, umfasst.
11. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass die
Strömungsleitungseinrichtung (12) mindestens zwei zueinander zumindest im Wesentlichen parallele Wandabschnitte (37, 38), nämlich einen ersten Wandabschnitt (37) und einen zweiten Wandabschnitt (38), aufweist, zwischen denen sich vorzugsweise zumindest ein Abschnitt des Heizleiters (16) erstreckt, wobei vorzugsweise auf dem ersten Wandabschnitt (37) eine erste Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung vorgesehen ist und auf dem zweiten Wandabschnitt (38) eine
Strömungsablenk- und/oder Turbulenzerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, wobei erste und zweite Turbulenzerzeugungseinrichtung versetzt oder fluchtend zueinander angeordnet sind.
12. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
der Flüssigkeitseingang (13) und der Flüssigkeitsausgang (14) einander benachbart sind und/oder auf derselben Seite des elektrischen
Heizgerätes angeordnet und/oder zueinander versetzt angeordnet sind.
13. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass der Flüssigkeitseingang (13) und der Flüssigkeitsausgang (14) einen Abstand zueinander aufweisen, der deutlich kleiner ist als ein maximal möglicher Abstand zweier Punkte innerhalb des Volumens, beispielsweise weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel dieses maximal möglichen Abstandes zueinander aufweisen.
14. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
der durch die Strömungsleitungseinrichtung (12) vergrößerte
Strömungsweg mindestens doppelt, vorzugsweise mindesten viermal, weiter vorzugsweise mindestens achtmal so lang ist, wie ein Abstand zwischen Flüssigkeitseingang (13) und Flüssigkeitsausgang (14).
15. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Strömungsleitungseinrichtung (12) das Volumen (15) in mindestens zwei Teilvolumina (17, 18) trennt, die durch mindestens eine oder genau eine Verbindungsöffnung miteinander verbunden sind, wobei die
Verbindungsöffnung vorzugsweise weiter von dem Flüssigkeitseingang (13) entfernt ist als der Flüssigkeitsausgang (14) und/oder wobei vorzugsweise in beiden Teilvolumina (17, 18) ein Heizelement (16) oder ein Abschnitt eines solchen angeordnet ist.
16. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
mindestens ein Rohrheizkörper und/oder mindestens eine Schichtheizung als Heizelement (16) oder Bestandteil desselben vorgesehen ist.
17. Kraftfahrzeug, umfassend ein elektrisches Heizgerät nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
18. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes nach einem der
vorangehenden Ansprüche 1 bis 16 oder eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 17, wobei die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitseingang (13) einströmt und aus dem Flüssigkeitsausgang (14) mit erhöhter Temperatur ausströmt.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die aus dem Volumen (15) ausströmende Flüssigkeit zur Aufwärmung eines Innenraumes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer
Fahrgastzelle und/oder zur Erwärmung eines Antriebselementes, insbesondere Motors verwendet wird.
20. Verwendung eines Heizgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Vorwärmeinrichtung und/oder Zuheizeinrichtung, insbesondere als Standheizung.
21. Set, umfassend ein Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Set mindestens eine erstes und ein zweites
Strömungsleitungselement umfasst, die sich hinsichtlich ihrer Struktur, vorzugsweise durch die Struktur mindestens einer
Turbulenzerzeugungseinrichtung, voneinander unterschieden.
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