[实用新型]加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种特别是用于汽车的供暖或者空调设备的加热装置。 

现有技术

由现有技术公开已知的是，将电加热装置安装在用于机动车辆的供暖设备和空调设备的热交换器中，在热交换器中电加热装置例如被用作辅助供暖设备。文献DE102004055523A1和DE102006025320A1公开了这种作为辅助供暖设备的电加热装置，这些电加热装置包括由不同材料构成的多个层。 

特别是在混合动力汽车中或者在纯电动汽车中，电加热装置例如被用作辅助加热器。在这种汽车中，车载系统电压大于60V，部分汽车甚至大于300V。由于所要求的加热装置或者辅助加热器的高加热功率，该加热器在这种汽车中通常以高电压进行工作，以能够使电流强度保持得尽可能低。电压降低将会导致必须使用较高的电流强度。这种针对借助于高压工作而设计的加热器也必须具有可靠的接触防护，通过该接触防护可以使得在工作中不会产生对乘员的危害。在这里的规定是，电加热器或者辅助加热器的所有导电的和可从外部接触的部分是无电势的，这意味着，必须保证根据防护等级I或防护等级II的绝对接触防护。 

一般地，在已知的加热调节器中对于不同层使用不同的材料，因为这些层也必须完成不同的任务。在这里，绝缘层必须具有良好的电绝缘能力、高的击穿强度和良好的导热能力，为此可以特别是使用绝缘陶瓷，比如氧化铝。此外，接触电极必须具有非常好的导热能力以及具有导电能力。接触电极例如由铝或其它材料构成。只有在加热调节器包括具有PTC层的加热单元的情况下才设有这种接触电极。相反地，在使用具有厚膜加热元件的加热单元的情况下并不设有通过表面接触形成摩擦系统的接触电极。此外，可以被构造成管壁或者铝型材的包覆层具有非常好的导热能力。 

适用于借助于高压工作的加热器例如由申请人的之前的专利申请中已知，其中，在那里所描述的加热器由不同材料构成的多个层或者元件构成， 这些层或元件位于封闭的被压紧或者被挤压出的加热调节器型材中并且相互夹紧。在这里，元件可以借助于夹紧的型材管或者通过尤其可以由弹簧和/或夹子构成的夹紧系统相互夹紧。 

下面结合附图1详细描述常规加热器的加热调节器的一种示例性结构。在图1中所示的加热调节器10包括层状加热元件20，该层状加热元件包括带有至少一个导电接触层的PTC陶瓷30，该接触层例如借助硅树脂与接触板40粘接。导电的接触层可以由金构成。此外，层状加热单元20具有位于支撑材料上的厚膜加热元件，该支撑材料例如由绝缘陶瓷构成。此外，加热调节器10包括例如由绝缘陶瓷构成的两个绝缘层50以及例如由铝构成的包覆的外层60，该外层在此具有管型材并且特别是可以被构造成被压紧的管。包覆的层60优选被构造成挤出型材（未示出）。此外，相互接触的层之间的接触区域用附图标记35表示。 

总的来说，重要的是，层状加热元件20、绝缘层50、以及包覆的层60相互夹紧或者说压紧。通过压紧力确保了从加热单元20到传热面的良好的热传递，该传热面可以是壁部或者翅片。 

此外，绝缘层50还必须具有良好的导热能力并且确保加热单元，特别是加热单元的接触板与包覆的外层60之间的电隔离。由氧化铝构成的绝缘陶瓷满足这两个要求。总的来说，接触面的环境以及接触面磨损的方式、变化过程以及程度由材料和各成分的特性，以及由中间物质、环境影响以及使用条件决定。 

由于已提到的在加热器中使用的相互接触的相邻层的不同物质或者材料分别具有不同或者非常不同的材料特性，因此，在工作中，加热器的元件之间发生相对运动和摩擦。特别地，设有具有不同热膨胀系数的材料副。因此，各个不同元件构成了摩擦系统，该摩擦系统包括至少两个相互运动地接触的组成部分的表面。 

但是这一般导致以下结果：在工作中产生的加热器元件之间的相对运动和摩擦导致元件的接触面的磨损（腐蚀）以及因此最终导致由于在这里产生的元件的接触面之间的气隙而引起的功率损失。在加热调节器的核心部位，也就是说例如在两个接触电极之间产生的热量必须经由绝缘陶瓷和包覆的管散发到环境中，其中，在存在气隙的情况下在加热器的工作中会发生功率的降低。 

特别是在比如软的铝与非常硬的绝缘陶瓷间接接触的材料副中，例如铝可能发生所提到的形成间隙的磨损，比如在接触板由铝构成、中间绝缘层由氧化铝构成以及包覆的外层被构造成管或者被构造成由挤出铝构成的型材的情况下。