加热设备和热交换器制造技术

本发明专利技术涉及一种加热设备，包括在沿纵向方向可由流体介质流过的壳体中的加热装置，其中至少一个加热装置包括至少两个格栅元件，用作带有孔的热交换器板，介质通过这些孔流动，它们的格栅平面构造为用于在板与流体介质之间进行热能交换，还包括至少一个加热元件、特别是ＰＴＣ元件，其设置在各格栅元件之间，其中，在壳体中设置至少一个加热装置，使格栅元件的格栅平面基本上垂直于纵向方向设置，从而介质流基本上垂直于各格栅平面定向，其中，各格栅元件和至少一个加热元件借助于至少一个夹紧元件相互夹紧设置而形成它们的接触，以及，格栅元件分别具有至少一个接触区域并且设置为，使它们基本上经由接触区域吸收至少一个加热元件的热能。该加热设备能在简化加工生产的情况下低成本地制造，其中，在加热设备的运行过程中也考虑了环境方面的因素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热设备和热交换器本专利技术涉及一种具有加热装置的加热设备以及一种热交换器。 这样的加热器被广泛使用，例如在开关柜中，为的是在外部温度很低时也能使包 含于其内的电子器件保持在工作温度或者避免相应的冷凝物形成。该加热器以不同的热功 率大批量地制造。市场上接受的价格是比较低的，此外，已知设备通常有很高的耗电量。对 于环境友好型生产的要求也日益提高。已知设备在制造中是昂贵和麻烦的。特别是，运行成本由于耗电量高也通常是很 高的。对于这种设备，经常也采用一些带来环境负担的材料。本专利技术的目的在于，能在简化加工生产的情况下低成本地制造开头所述型式的加 热设备，同时，在加热设备的运行过程中也应考虑环境方面的因素。上述目的通过按照权利要求1所述的加热设备得以实现。特别是通过这样一种加热设备实现上述目的，其包括_至少一个加热装置，-供电装置，用于向加热装置供给电流，-沿纵向方向可由流体介质流过的壳体，用以容纳加热装置，其中所述至少一个加热装置包括-至少两个格栅元件，用作带有孔的热交换器板，介质通过这些孔流动，它们的格栅平面构造为用于在板与流体介质之间进行热能交换，-至少一个加热元件、特别PTC元件(正温度系数热敏电阻元件)，其设置在各格 栅元件之间，其中，所述至少一个加热装置这样设置在壳体中，S卩，格栅元件的格栅平面基本上 垂直于纵向方向设置，使得介质流基本上垂直于各格栅平面定向，其中，所述格栅元件和所述至少一个加热元件借助于至少一个夹紧元件相互夹紧 设置而形成它们的接触，以及，各格栅元件分别具有至少一个接触区域并且设置为，使它们基本上经由接 触区域吸收所述至少一个加热元件的热能。本专利技术的一个要点在于，将格栅元件用作热交换器板，格栅元件由于其有许多孔 之故而能够使得流过的介质例如空气达到高的涡流程度，而在各格栅元件之间流动的介质 又可以平静下来。因而可以明显提高加热设备的散热效果并由此达到较高的效率。同时，通 过热交换而冷却了加热元件，因此加热元件总是可以随时投入使用。并且通过孔的变化，亦 即通过不同多孔栅格或者说格栅元件的使用，实现功率匹配是可能的(孔的尺寸、形状)。 可以设定任何的孔形状，例如菱形的、椭圆的或圆形的孔。通过所述至少一个夹紧元件，格栅元件和加热元件可以简单而无附加连接措施地 相互接合，从而产生加热元件向格栅元件的最佳传热。这样就可以例如放弃导电的胶粘连 接。与胶粘连接情况可能允许的温度相比，夹紧允许更高温度下的使用。在此方面，各格栅 元件与至少一个在其中间设置的加热元件构成一个加热装置，该加热装置可以简单地利用 少量的材料进行制造并且高效地工作。由于格栅元件的孔之故，加大了热交换器板的表面，并且流过的介质还产生涡流， 因而可实现更好的热能散发。在产生涡流之后，介质缓和下来并且是以层流方式流向下一 个格栅元件。涡流区和缓和区提高了加热设备的效率。所说“纵向方向”在这里指的是加热设备构造建立的方向。各格栅元件依次相继设 置在壳体中，使它们可由介质相继地流过。也就是说，介质可沿壳体的纵向方向流过壳体。 纵向方向也可称为Z方向。优选地，在壳体中设置一风扇，用以产生介质流。因此确保将由这个或这些加热 元件产生的热能充分地向周围环境释放。优选地，格栅元件由能导电的材料构成，并且供电装置这样构造和设置在格栅元 件上，使得能经由格栅元件实现所述至少一个加热元件的通电。由于在按照本专利技术的设置 系统中流动的不仅是热流而且还有电流，该设置系统是这样构造的，即，使其能够以简单的 方式实现，而不必在加热元件与格栅元件之间设置绝缘区域(这些区域会使加热元件向格 栅元件的散热或传热变得困难)。这样，电流通路经由各格栅元件导向各加热元件，同时热 能的最佳交换也是可能的。在一种优选的实施形式中，设置有至少两个加热装置，其中，各加热装置相互迭层 状设置，使它们相继地由介质流过。在此，将所述加热元件和所述至少一个夹紧元件设置 为，使得加热元件和接触区域上下叠置并且越过全部的加热装置相互夹紧。格栅元件、特别 是接触区域必须具有一种尽可能为平面的用于加热元件(例如PTC元件)的接触面，以便 在加热元件与格栅元件之间实现尽可能好的传热。这是一个用以从加热设备获取尽可能多 的功率的因素。作为加热元件，例如已说明的PTC元件是适用的。但为此也可以设置其他的加热 元件。也就是说，由于各加热装置在壳体中叠置地沿纵向方向、亦即沿流动方向设置，因 此各接触区域也是重叠设置的，其中，在各接触区域之间在一加热装置内分别设置加热元 件。在该设置结构中考虑，将供电装置这样设置和构造，使得各加热元件特别是PTC元件是 并联的，因为只有这样才确保加热设备的无摩擦(无干涉)操作。PTC元件(正温度系数)在低温时导电性非常好，而随着温度升高其电阻也增大。 因此PTC元件是自限制性的，它在一定的温度下断路。由此避免发生过热现象。在一种实施形式中，在加热装置之间设置至少一个间隔件，其优选构造为，使得全 部的格栅元件彼此间具有基本上相同的间距。在一个加热装置内的各格栅元件有利地通过 至少一个加热元件彼此间隔开。间隔件现在优选这样设计，即，依次相继设置的加热装置的 相互面对的格栅元件同样彼此间隔开，其中，该间距优选基本上相当于在一加热装置内各 格栅元件的间距。其中，该设置结构必须这样设定，即，电流通路通过大量加热装置引导并 由此确保各加热元件的供电。另外，关于所述间距，无论如何要考虑VDE (德国电工规范/德国电气工程师协会) 的电气规定。各间距还必须这样设计，即，如上文所述，可以构成用于流动的介质的实际的 平静区域。该间距也通过弹簧预先给定，该弹簧承担偏压、电接触和相应地与相邻的串联设 置的PTC热脱联的功能。按照本专利技术的一种方案规定，在格栅元件的相互对置的边缘上设置接触区域。这样可以例如在两个对置的侧面上设置接触区域。借此，在层状的设置结构中，也可以在一格 栅元件的各接触区域上设置大量加热元件，以形成一个包括多个格栅元件和多个加热元件 的稳定的堆叠。必要时还设置间隔件，如以上所述，这些间隔件同样设置在接触区域和加热 元件的区域内，使得它们有助于堆叠的稳定性。优选地设置一桥接元件或固定卡箍并且构造为夹紧元件，使其包围至少两个加热 装置并且将各格栅元件和各加热元件相互夹紧。就是说，该桥接元件用作加热设备的联接 固定，其中，通过桥接元件也在每一加热设备内确保在各格栅元件与至少一个加热元件之 间的联接固定。此外，桥接元件(如下文还要详细说明的那样)还承担着导电的任务。单独一个加热装置也可以用桥接元件包围，用以使各格栅元件和所述至少一个加热元件就位并相互夹紧固定。在一种优选的实施形式中，桥接元件设计有间隔元件，使得至少一个加热装置能 被固定于壳体中并且能与风扇和/或与壳体有间隔地支承于壳体中。间隔元件优选从桥接 区域中伸出，使它们例如支承到壳体内部空间中的突出部上或夹紧在它们之间，这样便将 加热装置在壳体内部固定就位。同时通过间隔元件可以确保一种适合的相对壳体中其他构 件的间距。由此，桥接元件在这种情况下可以承担加热装置在壳体中定位的功能，从而确保 加热设备的功能合理的运行。优选地，所述至少一个优选在各加热设备之间设置的间隔件设计为有弹性的，以 构成一个附加的夹紧元件并且例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
加热设备，包括：－至少一个加热装置（３０、３１），－供电装置（９０、９１），用于向加热装置（３０、３１）供给电流，－沿纵向方向（Ｌ）可由流体介质流过的壳体（２０），用以容纳加热装置（３０、３１），其中，所述至少一个加热装置包括：－至少两个格栅元件（４０、４１或４２、４３），用作带有孔的热交换器板（４４），介质通过这些孔流动，它们的格栅平面（４６）构造为用于在板与流体介质之间进行热能交换，－至少一个加热元件（５０、５１、５２、５３），特别是ＰＴＣ元件，其设置在格栅元件（４０、４１或４２、４３）之间，其中，所述至少一个加热装置（３０、３１）按下述方式设置在所述壳体（２０）中：格栅元件（４０、４１、４２、４３）的格栅平面（４６）基本上垂直于纵向方向（Ｌ）设置，使得介质流基本上垂直于各格栅平面（４６）定向，其中，所述格栅元件（４０、４１、４２、４３）和所述至少一个加热元件（５０、５１、５２、５３）借助于至少一个夹紧元件（７０、７１、７０′、８０、８１）相互夹紧设置而形成它们的接触，以及，所述格栅元件（４０、４１、４２、４３）分别具有至少一个接触区域（４５ａ、４５ｂ）并且设置为，使得它们基本上经由接触区域（４５ａ、４５ｂ）吸收所述至少一个加热元件（５０、５１、５２、５３）的热能。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-10-18 102007049957.6;DE 2007-10-18 1020070加热设备，包括-至少一个加热装置(30、31)，-供电装置(90、91)，用于向加热装置(30、31)供给电流，-沿纵向方向(L)可由流体介质流过的壳体(20)，用以容纳加热装置(30、31)，其中，所述至少一个加热装置包括-至少两个格栅元件(40、41或42、43)，用作带有孔的热交换器板(44)，介质通过这些孔流动，它们的格栅平面(46)构造为用于在板与流体介质之间进行热能交换，-至少一个加热元件(50、51、52、53)，特别是PTC元件，其设置在格栅元件(40、41或42、43)之间，其中，所述至少一个加热装置(30、31)按下述方式设置在所述壳体(20)中格栅元件(40、41、42、43)的格栅平面(46)基本上垂直于纵向方向(L)设置，使得介质流基本上垂直于各格栅平面(46)定向，其中，所述格栅元件(40、41、42、43)和所述至少一个加热元件(50、51、52、53)借助于至少一个夹紧元件(70、71、70′、80、81)相互夹紧设置而形成它们的接触，以及，所述格栅元件(40、41、42、43)分别具有至少一个接触区域(45a、45b)并且设置为，使得它们基本上经由接触区域(45a、45b)吸收所述至少一个加热元件(50、51、52、53)的热能。2.按照权利要求1所述的加热设备，其特征在于，在所述壳体(20)中设置一风扇 (100)，用以产生介质流。3.按照权利要求1或2所述的加热设备，其特征在于，所述格栅元件(40、41、42、43)由 能导电的材料构成，并且，所述供电装置(90、91)按下述方式构造和设置在格栅元件上使 得经由格栅元件(40、41、42、43)实现所述至少一个加热元件(50、51、52、53)的通电。4.按照上述权利要求之一项所述的加热设备，其特征在于，设置有至少两个加热装置 (30、31)，其中，各加热装置相互迭层状设置，使得它们相继地由介质流过，其中，所述加热 元件(50、51、52、53)和所述至少一个夹紧元件(70、71、70'、80、81)按下述方式构造使加 热元件(50、51、52、53)和接触区域(45a、45b)上下叠置并且越过全部的加热装置(30、31) 相互夹紧，以及，所述供电装置(90、91)设置和构造为，使各加热元件(50、51、52、53)并联。5.按照上述权利要求之一项所述的加热设备，其特征在于，在各加热装置(30、31)之 间设置至少一个间隔件(80、81)，所述间隔件优选构造为，使得全部的格栅元件(40、41、 42,43)彼此间具有基本上相同的间距。6.按照上述权利要求之一项、特别按照权利要求5所述的加热设备，其特征在于，在格 栅元件(40、41、42、43)的相互对置的边缘(47a、47b)上设置接触区域(45a、45b)，并且与此 相应地设置大量的加热元件(50、51、52、53)以及必要时设置间隔件(80、81)以形成一个包 括格栅元件、加热元件以及必要时包括间隔件的稳定的堆叠。7.按照上述权利要求之一项所述的加热设备，其特征在于，按下述方式设置一桥接元 件(70、71、70')并构造为夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：H艾森豪尔，E曼戈尔德，
申请(专利权)人：斯特格控股有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]