加热器制造技术

本发明专利技术涉及一种加热器（１０），特别是一种机动车加热器（１０），该加热器具有确定温度的装置和／或作为过热保护的装置。如本发明专利技术所要求保护的那样，提供了确定温度的装置和／或作为过热保护的装置，该装置包括根据量热测量原理工作的流量传感器（１２）。此外，本发明专利技术还涉及根据量热测量原理工作的作为温度传感器的流量传感器（１２）的用途以及用于确定温度和／或用于形成有效过热保护的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种加热器，特别是一种机动车加热器，此加热器具有与确定温度的装置一起工作和/或作为过热保护的装置。此外，本专利技术涉及一种用于流量传感器的新的可能应用，其中该流量传感器根据量热测量原理工作。例如，在用作辅助和/或独立车辆加热的机动车加热器中，系统安全性必须通过过热保护系统来确保。特别是当它是这样一种加热器时应用，当其中液体传热介质被加热以能够在期望位置释放热时。此外，对用于控制加热器传热介质的当前温度的认识也是重要的。在现有技术中，通常至少两种传感器用于防止过热以及用于测量温度。例如，在通过PTC实施过热保护中，双金属开关或者易熔嵌入体是已知的。为了确定温度，通常使用热变电阻(NTC)。此外，利用温度梯度的评估作为另外的安全标准也是已知的。在这方面，假设异常高的温度增加源于硬件或者系统故障。然而，利用上述已知的温度传感器作为过热保护或者用于测量温度与一些缺陷有关。例如，双金属开关的可靠性非常高，但是对于操作、短路或者断开的进给线状态的软件诊断是不可能的。包括需要的进给线、紧固元件、插塞式连接器等等，该双金属开关是相对昂贵的部件。此外，双金属开关与传热介质的接触对操作有很大影响。由于针对在热交换器中安装安全、侵蚀和沉积方面可能出现问题，在加热器的使用寿命期间，多数情况下不能可靠地确保此热接触，而这种热接触对于双金属开关的正确操作是重要的。在已知设计中，只有在达到元件特定操作温度后，才出现对危险状态的反应。这还应用于对PTC或者熔断体作为过热保护的利用中。此外，熔断体具有的缺陷是，它通过起动而被破坏，因此必须替换。温度梯度评估具有的缺陷是，在所谓的干过热中，此原理失效，例如当在系统中太少或者没有冷却水时出现干过热。此失效是由于冷却介质导致温度传感器延迟探测过热而引起的，而其中由于较低热容量和低热导率而在这种情况下存在冷却介质。这可导致对加热器的损害。本专利技术的目的是设计普通类型的加热器，从而上述说明的问题能够避免，同时，根据量热测量原理工作的已知流量传感器的可能用途增加。此目的通过独立权利要求的特征获得。本专利技术的有益实施例和改进将在从属权利要求中显而易见。本专利技术所要求保护的加热器基于一般的现有技术，在于确定温度的装置和/或基于为过热保护的装置，该装置包括根据量热测量原理工基于的流量计。此方法基于这样的发现，即最初用作量热流量传感器的部件可用作温度传感器，即可作为防止过热的温度传感器，也可以作为测量温度的温度传感器。在这里，特别可行的是，只使用单个元件用于进行温度探测和防止过热。此元件最好为具有最大为四个以及理想的为两个的触点；这将在下面详细描述。在过去作为防止过热的部件总成本可同样地降低。以后在这种流量传感器中，其中该流量传感器根据量热测量原理工作并如本专利技术要求保护的那样来使用，就可以评估能量迁移，而不是边界温度，在达到边界温度前很早，就可以探测临界状态。因此系统的反应速率极大地提高，安全性也极大地提高。由于流量传感器在临界温度到达前很早识别大低能量迁移，因此特别是最初提到的干过热问题可通过在本专利技术要求保护的方法被可靠地控制。以此方式，加热器可在不受损的情况下经受若干次干过热。在本专利技术要求保护的加热器优选实施例中，流量传感器布置成由传热介质至少分段环绕。与机动车加热器协同，传热介质可特别通过冷却水形成，而该冷却水通过加热器被加热，以随后在预定位置至少部分地释放被吸收的热量。在此情况中，流量传感器最好位于加热器热交换器区域。然而本专利技术要求保护的加热器还可以是空气加热器，其中用于加热空间的空气直接被加热。在这种情况下，流量传感器最好位于空气流中。可选择的是，由于无论哪里有能量流，本专利技术要求保护的流量传感器都可使用，因此该流量传感器还可以容纳在固体介质中。此外，流量传感器最好具有加热元件和温度测量装置。该加热元件尤其可以是加热电阻，而该温度测量装置可以是温变测量电阻器。该加热电阻和测量电阻器可经由每次两条导线而单独触发，从而在这种情况下传感元件具有四个触头。可选择的是，可以把加热电阻器和测量电阻器连接起来，从而存在中间支线(middle tap)，在这种情况下传感器具有三个触头。然而，在本专利技术要求保护的特别优选实施例中，加热元件和温度测量装置由一个部件或者部件组形成，其中所述部件作为加热元件和温度测量装置交替操作。例如，适当的电阻元件可作为加热电阻器和温变测量电阻器交替使用，因此传感器只需要具有两个触点；这使得传感器特别节约。即使只有一个元件的设计特别节约，但在需要提高安全性的系统中，可以使用至少一个除了最好发生的短路、断开、操作和似真性(plausibility)核查外的其他冗余系统。所以在这种情况下，用作加热装置和温度测量装置的具有两个电阻元件的实施例是一个好主意。假定两个电阻器具有特征已知的温度依赖性。因此，有可能在稳定状态下通过测量在一个电阻器上的电阻值来推导周围温度，并从此周围温度确定第二电阻器将必须具有的电阻值。如果此设定点相对于实际值的偏差在容许范围外，则在该传感器中存在误差，在软件方面，该误差将导致相应措施的开始。例如，这种措施可以是车辆加热系统的错误联锁。有益的是，如果额定值和可选择的是两个电阻器特性不同，从而性能变化即特别是寄生电阻、漂移和材料变化，则参考标准特性而不同地作用在测量值上。核查可循环地重复进行，希望在传感器正常工作循环之间进行，因此还希望在车辆加热系统燃烧器操作期间进行。优选的是，经由加热元件产生限定的能源供应，同时经由随后的冷却引起能量迁移，而该能量迁移通过温度测量装置被探测。就此而论，假定能量输送冷却剂一定能除去的能量至少与通过加热系统输送的相同。在这里，与传热介质流动速率多少完全无关，或者也与其热容量多高也完全无关。重要的仅仅是确定的冷却曲线特性，该曲线特性构成了系统能量平衡的量度标准，此外，根据冷却阶段长短，曲线特性可直接测量介质的温度，并可通过外推法来推导出温度。如在本专利技术要求保护的那样，与最初提到的梯度评估的重要区别在于，传感器限定的电加热，而这构成了限定的能量供应，并因此推导出允许通过随后冷却进行的限定的能量迁移。临界能量平衡(过低能量迁移)是保护系统过热的重要标准，并可在达到临界温度前很早就能被识别，并可用作启动安全措施的阈值。在这种情况下，如果传感器热惯性很低，则对于传感器反应速度特别有益。本专利技术的另一个方面涉及根据量热测量原理作为温度传感器工作的流量传感器的用途。这些流量传感器基于从传感元件迁移的能量，而该传感元件已经通过环绕它的介质加热超过环境温度。传感元件冷却得越强烈，介质流动越大，或者它的导热性和它的比热容越高。传感器冷却或者加热曲线传统地遵循渐近线e-函数。由于在任何时刻，都有对于短路或者断开给料管道检定的可能性，因此把这种流量传感器作为温度传感器的使用特别有益。通过事先和以后加热元件并且测量电阻，可循环地核查部件的正确操作。对于完好的传感元件，则电阻值出现变化。如果电阻不变化，则一定出现故障。与根据量热测量原理操作的流量传感器传统用途相比，在本专利技术要求保护的用途中，由于最好只探测到足够的能量迁移，因此对介质性能的认识是必需的。无论什么情况下冷却和/或加热有影响时，系统的均衡的能量平衡是用于防止临界状态的前提，则可行的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热器（１０），特别是机动车的加热器（１０），具有确定温度的装置和／或作为过热保护的装置，其特征在于，确定温度的装置和／或作为过热保护的装置包括流量传感器（１２），该流量传感器根据量热测量原理工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HM瓦尔登加，D霍宁，
申请(专利权)人：韦巴斯托股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]