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CN102434968B - 热交换器 - Google Patents

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CN102434968B CN201110270298.4A CN201110270298A CN102434968B CN 102434968 B CN102434968 B CN 102434968B CN 201110270298 A CN201110270298 A CN 201110270298A CN 102434968 B CN102434968 B CN 102434968B
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Abstract

本发明涉及一种热交换器(1)，包括：至少一个电阻加热元件，特别是至少一个PTC元件；至少两个导体(4)，特别是导电板(6，7)，该导体与至少一个电阻加热元件(2)电连接，以将电流传导通过至少一个电阻加热元件并由此对电阻加热元件进行加热；至少一个导热元件(11，12，18)，其用于将来自至少一个电阻加热元件(2)的热量传递到待加热流体；至少一个电绝缘元件(22)，其将至少两个导体(4)和优选的至少一个电阻加热元件(2)电绝缘；至少一个管(18)，具有管开口，其中至少两个导体(4)、至少一个电绝缘元件(22)和至少一个电阻加热元件设置在由至少一个管(18)限定的至少一个空腔内，在例如大于50V的高压电流下工作的热交换器(1)而不会对环境，特别是人带来危险。为了实现此目的，热交换器(1)包括具有至少一个开口(39)的转接板(34)，各管开口(37)设置在转接板(34)的开口(39)上，至少一个管(18)优选与转接板(34)液密地连接并且转接板(34)与电子器件壳体(43)和/或HVAC系统壳体液密地连接。<pb pnum="1" />

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器和机动车辆暖通空调(HVAC)系统。
背景技术
机动车辆HVAC系统用于对引入机动车辆内部空间的空气进行加热和/或冷却。在机动车辆HVAC系统中使用热交换器作为电加热装置，以对引入内部空间的空气进行加热。电加热装置包括PTC元件。PTC元件(PTC：正温度系数)是导电材料，其具有电阻并且电流在低温下会比在高温时更好地传导电流。因此，它的电阻在温度升高时增大。PTC元件通常由陶瓷构成并且是一个电热调节器。由此独立于边界条件(例如在PTC元件上的外施电压、标称电阻或空气量)调节PTC元件上十分均匀的表面温度。由于在此处独立于边界条件设置近似相同的电阻并由此实现了基本上一致的电热值，所以可以避免例如加热丝放出常规热量时可能出现的过热。
热交换器包括：PTC元件，至少两个电导体，PTC元件通过该导体传导电流；以及导热元件，特别是鳃片或波纹状肋片，由此增大加热空气的表面。具有混合动力或仅为电动的机动车辆的产量不断增加。用于这类机动车辆的HVAC系统通常不再具有用于对空气进行加热的热交换器，该热交换器被冷却液穿流通过。因此，机动车辆HVAC系统的全部热效率必须由电加热装置或PTC元件提供。因此，PTC元件还需要在例如在50至600伏特范围内的高电压而不是12伏特的低电压下工作，。然而，在机动车辆HVAC系统中的高电压具有安全性问题，因为例如由于人与处于高电压下的部件的接触会因高电压而使人的健康受到伤害。
US 4 327 282描述了一种具有PTC加热元件的热交换器。电流借助触片被传导通过PTC加热元件并且在触片上设置有绝缘层。组件通过U形夹具保持在一起。
由EP 1 768 458A1已知一种用于加热空气的加热装置的发热元件，包括至少一个PTC元件和贴靠在PTC元件的相对侧面上的电导线，其中两个电导线在外侧由不导电的绝缘层包围。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种热交换器和机动车辆HVAC系统，其中，热交换器在例如大于50V的高电压的下工作时不会对环境，特别是人带来危险。热交换器和机动车辆HVAC系统能够以低成本生产并且在工作中可靠地运行。
为了实现此目的，提出一种热交换器，包括：至少一个电阻加热元件，特别是至少一个PTC元件；至少两个导体，特别是导导电板，该导电板与至少一个电阻加热元件电连接，以将电流导引通过至少一个电阻加热元件并由此对电阻加热元件进行加热；至少一个导热元件，其用于将来自至少一个电阻加热元件的热量传递到待加热流体；至少一个电绝缘元件，其将至少两个导体和优选的至少一个电阻加热元件电绝缘；至少一个管，具有管开口，由此至少两个导电板、至少一个电绝缘元件和至少一个电阻加热元件设置在由至少一个管限定的至少一个空腔内，其中，热交换器包括具有至少一个开口的转接板，并且各管一个开口设置在转接板的开口上，至少一个管优选与转接板液密地连接并且转接板与电子器件壳体和/或HVAC系统壳体液密地连接。
在包围空腔的管中，设置有至少一个电绝缘元件、至少一个电阻加热元件，优选多个电阻加热元件和两个导体。在此处，至少一个管在上端部仅具有一个管开口，在管的其它区域，特别是在管的下端部，例如通过支承板或盖板或者基于管的结构将管液密地封闭。因此，作为唯一的开口，管仅具有(上部)管开口，流体可以通过该管开口进入由管包围的空腔中。在此处，热交换器优选具有多个管且这些管的具有管开口的上端部在此设置在转接板的开口上，使得流体由于管在转接板上液密的设置而仅能够通过转接板的开口和管开口到达空腔中。在此处，转接板用于例如将电子器件壳体液密地与转接板连接，从而将管的空腔由此完全地相对于周围环境密封，因为电子器件壳体是与转接板液密地连接的。转接板因此用作与其它部件连接的接口，所述其它部件特别是电子器件的电子器件壳体，尤其是功率电子器件，或HVAC系统壳体。由此，设置在由管包围的空腔中的组件可以持久地以液密的方式密封，还确保了向电阻加热元件输送电流。与转接板液密地连接的电子器件壳体例如具有接触元件，优选两个接触元件，电流可以通过该接触元件被传导至电阻加热元件，还具有至少一个或优选两个控制电流接触元件，电阻加热元件热效率可以借助设置在电子器件壳体中的电子器件由所述控制电流接触元件控制和/或调节。在此处，这些接触元件和优选的控制电流接触元件液密地相对于电子器件壳体密封，使得空腔相对于周围环境液密地密封。
特别地，管以在管开口处的端部设置在转接板的开口内。
在另一实施例中，转接板，优选为在其下方，分别在开口处具有围绕所述开口的槽，并且各管的管开口的端部设置在所述转接板的槽中。
在另外补充实施方案中，管在外侧与转接板液密地连接。
优选的是，至少一个管在具有管开口的端部的外部几何形状对应于转接板的开口的几何形状。
在一种变型中，管液密地与转接板上的槽连接。
有利的是，至少一个管在具有开口的端部的几何形状对应于槽的几何形状。
在另一种实施方案中，转接板至少部分地，特别是完全地由金属构成，所述金属例如是铝、钢或不锈钢，或者转接板优选由热塑性合成材料构成；和/或仅通过相对于至少一个管和转接板的转接板的开口和管开口构成由至少一个管限定的空腔中的连接；和/或在转接板与电子器件壳体之间和/或在转接板与HVAC系统壳体之间设置有密封元件，所述密封元件特别是垫圈，例如O形环垫圈，或者是粘合剂或硅树脂。至少一个管与转接板液密地连接，使得在仅考虑转接板和管时，例如在不考虑例如密封填料时，流体可以仅通过管开口和转接板的开口到达由管包围的空腔中。
特别地，转接板以单件式形成；和/或在电子器件壳体外侧且在电子器件壳体上设置有用于冷却电子器件壳体内的电子器件的冷却元件元件。
在另一设计中，至少一个管与转接板以材料配合和/或形状配合和/或力配合地连接。
在另外补充的变型中，至少一个管与转接板通过钎焊连接、焊接连接或粘合连接；和/或至少一个管通过密封元件，例如密封垫圈，液密地在转接板上密封，其中密封元件优选是单独的部件。
优选的是，转接板通过嵌接、卡接或压接(Krimmverbindung)连接在至少一个管上。
在另一变型中，至少一个管在横截面上是单件式或多件式的，特别是双件式的；和/或至少一个管在横截面上是对称或不对称的；和/或至少一个管由两个半壳件构成。
在另一设计中，至少一个电绝缘元件是优选可硬化和/或已硬化的密封填料；和/或至少一个电绝缘元件是成形密封件，例如管、薄层或小片，特别是陶瓷小片，所述小片优选与至少一个电阻加热元件材料配合地连接。
在另外补充的设计中，所述填料是液体，例如凝胶或膏状物或可硬化和/或已硬化的液体或油，特别是硅油，或一种液态有机化合物，或者是固体，例如粉末或颗粒或可硬化的液态合成材料。有利的是，填料和/或成形密封件，即至少一个电绝缘元件，设有传热或导热的颗粒，例如碳化硅和/或氮化硼。
特别地，转接板具有用于与电子器件壳体连接的第一连接区段；和/或转接板具有用于与所述HVAC系统壳体连接的第二连接区段；和/或转接板与电子器件壳体和/或与HVAC系统壳体材料配合和/或形状配合和/或力配合地连接；和/或转接板通过卡接和/或压接和/或螺接与电子器件壳体和/或与HVAC系统壳体连接。因此，转接板可以在转接板的第一连接区段处与电子器件壳体连接，而在第二连接区段与HVAC系统壳体连接。在此处，第一连接区段的几何形状优选与在此区域与第一连接区段相连的电子器件壳体的几何形状互补地构造，相似地，转接板在第二连接区段处的几何形状与HVAC系统壳体的与转接板第二连接区段形成连接的区段互补。有利的是，转接板通过可松脱的连接(例如螺接或卡接)或者通过不可松脱的连接(例如压接或钎接或焊接连接)与电子器件壳体和/或与HVAC系统壳体连接。
在另一变型中，在第一连接区段和/或第二连接区段处设置有密封元件，例如垫圈，特别是O形垫圈，或者作为密封元件的粘合剂或硅树脂，以液密地在转接板与电子器件壳体和/或在转接板与HVAC系统壳体之间进行密封。
在又一设计中，电子器件壳体和/或HVAC系统壳体至少部分地，特别是完全地由例如是铝或钢的金属构成，优选由热塑性合成材料构成。
优选的是，密封元件在转接板与电子器件壳体和/或在转接板与HVAC系统壳体之间弹性地预紧和/或过压，以确保可靠的密封。
在另外补充实施方案中，至少一个空腔壁作为至少一个管的壁在横截面上具有两个宽边侧壁和一个或两个窄边侧壁；和/或至少一个空腔壁在截面上构成封闭管，特别是扁管。
在另一实施方案中，至少一个导热元件具有至少一个空腔壁；和/或至少一个导热元件具有波纹状肋片，该波纹状肋片特别是通过钎焊设置在至少一个空腔壁外侧；和/或至少两个导体与至少一个空腔壁不直接接触。
在另一设计中，波纹状肋片和至少一个空腔壁通过粘合彼此连接。
在一补充的实施方案中，至少一个导热元件，特别是至少一个空腔壁和/或波纹状肋片至少部分地，特别是完全地由例如是铝或钢的金属或者合成材料构成。
有利的是，至少一个成形密封件具有弹性和/或至少一个成形密封件至少部分地由硅树脂或合成材料或橡胶构成；和/或至少一个成形密封件与至少一个空腔壁力配合和/或形状配合和/或材料配合地连接。由于至少一个成形密封件的弹性特性，通过至少一个成形密封件的弹性变形而使该成形密封件固定在空腔内，即在空腔壁之间，由此力配合地连接。
在另一实施方案中，至少一个成形密封件包括传热或导热的颗粒，例如氧化铝和/或碳化硅和/或氮化硼。尽管至少一个成形密封件具有足够大的电绝缘性，仍可以由此增强至少一个成形密封件的导热性。
特别地，至少一个电阻加热元件、至少两个导体和至少一个电绝缘元件连接成至少一个加热组件，该加热组件设置在至少一个空腔中。
根据本发明的机动车辆HVAC系统包括至少一个在本申请中描述的热交换器。
优选的是，至少一个成形密封件分别设置在至少一个管的一个壁与导体之间，使得至少两个导体相对于至少一个管电绝缘。
有利的是，至少一个管在下方的第二端部处由下方的盖板液密地封闭。下方的第二端部是与管的第一端部相对的另一端部，该第一端部具有管开口且位于上方。
在另一设计中，至少一个成形密封件构造为热缩性套管，并且通过对热缩性套管加热，热缩性套管收缩在至少两个导体上。
至少一个成形密封件由电绝缘的且导热的材料构成。由于至少一个成形密封件在热交换器内几何方面的布置，至少两个导体和至少一个电阻加热元件是电绝缘的。至少一个成形密封件在例如70℃或100℃下是固态，即不是液态或气态。
在另一设计中，至少一个成形密封件是薄层或绝缘薄层，例如聚酰亚胺薄层(Kapton薄层)、(弹性的|陶瓷填充的薄层或(弹性的)陶瓷填充的硅树脂薄层。
在又一变型中，热交换器具有为67的IP保护等级，从而实现了足够的防水性和防尘性。
在另一设计中，波纹状肋片和至少一个管通过粘合和/或钎焊和/或在预紧下力配合地彼此连接。
在另一设计中，至少一个导热元件和/或至少一个电绝缘元件的导热系数为至少1W/mK，特别是至少15W/mK。
在另一实施方案中，至少一个电绝缘元件的电绝缘系数为至少1kV/mm，特别是至少25kV/mm。
在一变型中，至少一个电绝缘元件优选在横截面上的介电强度为至少1kV。
在另一设计中，至少一个电绝缘元件的导热系数为至少1W/mK，特别是至少15W/mK。因此，至少一个电绝缘元件可以一方面很好地进行电绝缘，而另一方面可以足够良好地将电阻加热元件的热量传导至导热元件。
附图说明
以下参照附图详细说明本发明的实施例。在附图中：
图1为机动车辆HVAC系统的横向截面图，
图2为在第一实施例中的热交换器或加热器件的分解视图，
图3为根据图2的热交换器的多个加热器件的立体图，
图4示出了根据图3的热交换器的侧视图，
图5示出了根据图3的热交换器的俯视图，
图6示出了根据图2的加热器件的横截面图，
图7示出了多个扁管的横截面图，
图8示出了三个扁管和一个加热组件的横截面图，
图9示出了扁管的横截面图，其中加热组件在扁管中作为加热器件或热交换器，
图10示出了第一实施例中的转接板的立体视图，
图11示出了根据图10的转接板的立体视图，其中管在转接板的开口中，
图12示出了第二实施例中的转接板的立体视图，其中管在转接板的开口中，
图13示出了根据图12的转接板的立体图，
图14示出了根据图12的转接板带有加热器件的立体图，
图15以局部立体图示出了第三实施例中的转接板，以及加热器件和电子器件壳体，采用压接的方式将转接板与电子器件壳体连接，
图16示出了具有转接板、电子器件壳体和HVAC系统壳体的热交换器立体图，
图17示出了根据图16的热交换器的纵向剖视图，
图18示出了第二实施例中的加热器件的横截面图，
图19示出了第三实施例中的加热器件的横截面图，
图20示出了第四实施例中的加热器件的纵截面图，
图21示出了管与第四实施例中的转接板的纵截面图，
图22以局部立体图示出了第四实施例的转接板，以及加热器件和电子器件壳体，采用卡接方式将转接板与电子器件壳体连接，
图23示出了根据图22的在转接板与电子器件壳体之间的卡接结构的纵剖视图，
图24示出了根据图22的带有电子器件壳体和冷却元件的转接板的另一局部视图，
图25示出了根据图24的冷却元件的纵向剖视图，
图26以另一立体局部视图示出了根据图15的第三实施例中的转接板以及加热器件和电子器件壳体，采用压接的方式将转接板与电子器件壳体连接，
图27示出了根据图26的压接的纵向剖视图，
图28以局部立体图示出了第五实施例中的转接板以及加热器件和电子器件壳体，采用螺接的方式将转接板与电子器件壳体连接螺接，以及
图29示出了根据图28的螺接的纵向剖视图。
具体实施方案
图1示出了机动车辆HVAC系统24。在具有底壁27和出口段29的HVAC系统壳体26中设置有风机25、空气过滤器30、冷却剂蒸发器31和热交换器1，该热交换器是电加热装置。由此，HVAC系统壳体26形成用于引导空气通过的通道35。HVAC系统壳体26的壁28在内侧具有限定通道35的表面36。机动车辆内部空间的空气借助风机25被导引通过空气过滤器30、冷却剂蒸发器31和热交换器1。
因此，机动车辆HVAC系统24未设有被冷却剂穿流通过的热交换器来对由该HVAC系统24传输的空气进行加热。由该机动车辆HVAC系统24传输的空气仅借助热交换器1被电加热。机动车辆HVAC系统24优选用在采用混合动力或仅采用电动(未示出)的机动车辆中。为了利用热交换器1实现所需的电热值，热交换器必须在高电压，例如大于50伏特，例如为60V到600V下工作以避免过大的电流强度，因此要使用很粗的电源线。
在图2至图9中示出了用于机动车辆HVAC系统24的热交换器1的第一实施例，没有示出转接板34。然而，在第一实施例中的热交换器1包括未示出的转接板34。构造为扁管13的铝制的管18具有两个宽边侧壁20和两个窄边侧壁21(图2和图6)。宽边侧壁20和窄边侧壁21在此处是包围管18内的空腔19的空腔壁17。窄边侧壁21在此处借助舌槽连接部15来彼此连接。在扁管13内设置有两个作为电绝缘元件22的成形密封件23。两个成形密封件23在此处由弹性硅树脂构成并且在一侧分别具有凹形区14。当两个成形密封件23叠置形成容置空腔时，在两个成形密封件23的这两个凹形区14内设置有两个导体4，即第一导电板6和第二导电板7。在两个导电板6、7之间设置有三个构造为PTC元件3的电阻加热元件2。PTC元件3在此处通过粘合剂与两个导电板6、7彼此连接。两个成形密封件23在此处分别具有一个槽16(图2)，导电板6、7各自的电触片5通过所述槽导引。管18包括具有管开口37的上端部38。管18在下端部被液密地封闭。
由于成形密封件23在凹形区14之外的边缘直接彼此叠置并且在此处由于其弹性特性还形成密封，两个导电板6、7由此被两个成形密封件23完全包围。因此，具有设置于其间的三个PTC元件3的两个导电板6、7由于成形密封件23的电绝缘而电绝缘，此外，两个导电板6、7由于两个彼此叠置的成形密封件23的密封特性而液密封。通过电触片5处的电线(未示出)而使两个导电板6、7电接触。具有三个PTC元件3的两个导电板6、7在此处是加热单元10。在由两个成形密封件23包围加热单元10之后，它们构成加热组件8。在将加热组件8置入具有波纹状肋片12的扁管13之后，便构成加热器件9或热交换器1。如图4所示，多个加热器件9也可以与数目更多的加热器件9彼此连接成热交换器1。
图7至图9示出了用于将加热组件8设置在扁管13中的制造步骤。扁管13通过在钎焊炉中的钎焊与波纹状肋片12彼此连接。在钎焊时，在舌槽连接部15的区域中插入一个位于舌槽连接部15中的间隔保持件(未示出)使得扁管13在舌槽连接部15不会彼此焊连，即不会材料配合地彼此连接。在取下未示出的间隔保持件之后，扁管13在舌槽连接部15的区域中的打开，使得扁管13在下部窄边侧壁21的区域内变形，特别是弯折。带有波纹状肋片12的扁管13的打开在此处根据图7至图8的视图以手风琴方式实现。在图8示出的扁管13的打开位置，加热组件8可以沿管深度(Rohrtiefe)的方向，即与管18的纵轴垂直的方向插入扁管13中，所述轴垂直于图8视图平面。在加热组件8插入扁管13之后，扁管13在舌槽连接部15上再次彼此连接并借助挤压舌槽连接部15实现了舌槽连接部15的持久固定。成形密封件23由硅树脂构成并且可弹性变形，因此成形密封件23与加热单元10相匹配而使即加热组件8略微大于封闭的扁管13。由此，成形密封件23在舌槽连接部15封闭时弹性变形且预紧，使得加热组件8因此在预紧的情况下固定在扁管13的空腔壁17之间，特别是扁管13的宽边侧壁20之间，由此与扁管13力配合地连接。为此，在宽边侧壁20上施加有相应指向的力F(图9)。
根据图4的热交换器1的格高度HN约为50至300mm，优选100至200mm，而格宽度BN约为50至300mm，优选100至200mm。根据图5的横向间距Q，即扁管13之间的间隔在此处为5至30mm之间，优选为9至18mm，而根据图5的格深度TN在此处为6至60mm，优选为10至40mm。
由扁管13的空腔壁17包围的空腔19在窄边侧壁21的区域内是空置腔32，即在空置腔32内只有空气(图6)。与其不同的是，当成形密封件23具有相应不同的几何构造时，在根据图6的空置腔32中也可以设置有成形密封件23(图8)。与以下实施例相似地，在管18的上端部38，管18被设置在未示出的转接板34的开口39中。
在图10和图11中示出了具有开口39的转接板34的第一实施例。转接板34由热塑性合成材料或由特别是铝的金属构成，在作为铝进行构造时以深拉工艺制造。在此处，转接板34的开口39的几何形状对应于管18在其上端部38(图2)处的几何形状。在此处，管18以端部38插入转接板34的开口39中(图11)并且与转接板34材料配合地连接，例如通过钎焊或粘合。图11中的加热器件9仅示出了管18，而未示出导体4，电触片5和电绝缘元件22。因此，在图11中未示出加热组件8。由此，在由管18包围的空腔19中，由于管18与转接板34的流体密封的连接，仅通过转接板34的开口39和管开口37形成在空腔19中的流体导通连接。图11示出的管18在横截面上是单件式的并且具有两个窄边侧壁21和两个宽边侧壁20。
在图12、图13和图14中示出了转接板34的第二实施例。转接板34的开口39的几何形状在此处对应于根据图12和图14的管18的外部几何形状。管18在此处在横截面上双件式地由两个不对称的半壳件构成。转接板34的开口39的几何形状也相应地形成。在图14中示出了具有加热器件9的根据图12和图13的转接板34。
转接板34用作与其它组件连接的接口，所述其它组件例如是具有电子器件(未示出)的电子器件壳体43，特别是用于控制和/或调节在各加热器件9中的电阻加热元件2的热值的电子器件。在图15所示的局部视图中，示出了电子器件壳体43和具有第三实施例形式的转接板34的热交换器1的分解视图。各加热器件9借助转接板34彼此连接，并可以借助作为密封元件44的垫圈45，例如由橡胶构成的弹性O形圈，在电子器件壳体43与转接板34之间建立液密的连接，此外电子器件壳体43还可通过压接53(Krimmverbindung)与转接板34机械地连接。在此处，电子器件壳体43是完全封闭的并且在周围没有开口或隙缝，由此在电子器件壳体43与转接板34液密地连接时，空腔19由于管18与转接板34的液密的连接而液密地相对于周围环境密封。在图15中还示出了电触片5和构造为管子46或薄层47的成形密封件23。在此处，完全包围加热单元10的管子46略微伸出管18的上端部38之外，由此在两个导电板6，7至管18之间存在足够的间距。在此处，该间距优选为4mm。此外，与前述图10至图14不同地，在图15中的波纹状肋片12作为在管18之间的导热元件11。
图16示出了在HVAC系统壳体26中的热交换器1的立体图。在此处，转接板34与电子器件壳体43液密地连接并且与HVAC系统壳体26液密地连接。转接板34与电子器件壳体43之间的液密连接以及转接板34与HVAC系统壳体26之间的液密连接的结构方式是相同的。因此，由管18包围的空腔19能够液密地相对于周围环境密封并且当在电阻加热元件2中使用高电压时确保相对于环境可靠的电绝缘。图17示出了根据图16的热交换器1的纵向剖视图。转接板34具有用于将转接板34与电子器件壳体43连接的第一连接区段41和用于将转接板34与HVAC系统壳体26连接的第二连接区段42。在此处，HVAC系统壳体26和/或电子器件壳体43与转接板34形状配合和/或材料配合和/或力配合地连接，例如通过粘合连接或钎焊连接或者借助螺接或嵌紧连接(未示出)。在第一连接区段41处在转接板34与电子器件壳体43之间以及在第二连接区段42处在转接板34与HVAC系统壳体26之间分别设置有密封元件44，特别是垫圈45。在此处，垫圈45优选构造为O形垫圈，其完全包围第一连接区段41和/或第二连接区段42，从而由此确保在第一连接区段41和第二连接区段42处相对于HVAC系统壳体26和电子器件壳体43的液密连接。密封元件44在此处可以是单独的部件，或者安装或集成在电子器件壳体43和/或HVAC系统壳体26上，例如，通过在电子器件壳体43由合成材料注射成型或HVAC系统壳体26注射成型时，将密封元件44用注射成型工具放置并成型或者以2K注射成型方法将密封元件44制于HVAC系统壳体26和/或电子器件壳体43上。管18例如通过粘合连接与转接板34液密地连接并且设置在转接板34的开口39中。
图18示出了第二实施例中的加热器件9的横截面图。加热单元10由管子46或薄层袋薄层包围并且在此处管的壁构造为薄层47。由此，加热单元10由管子46或薄层袋薄层完全(薄层袋薄层或管子46仅在触片5上部具有开口)包围并由此相对于管18或管18的壁电绝缘。垫圈45或成形密封件23在此处也可以设有导电颗粒，以提供除了所需的电绝缘之外还确保成形密封件23的足够的导热性能。
图19示出了加热器件9的第三实施例。以下基本上仅对与根据图18的第二实施例的不同之处进行说明。成形密封件23被构造为陶瓷小片49的小片48，并且管18内设有定位边条50。定位边条50防止加热单元10在管18内的滑动，由此确保充分的电绝缘。与此不同的是(未示出)，只要陶瓷小片49与两个导体24材料配合地连接，例如通过粘合，并因此由于陶瓷小片49的足够的强度而不再存在加热单元10在管18内滑动的危险，就可以省去定位边条50。
图20示出了加热器件9的第四实施例的纵向剖视图。在此处，填料51用作电绝缘元件22。在将加热单元10置入空腔19中并且实现管18与转接板34的机械的和液密的连接之后，将填料51置于转接板34的上方。可流动的或液态的填料51可以由此流入管18内的空腔19中并填满该加热单元10之外空置的空腔19，由此实现电绝缘。在此处，转接板34由于其几何形状而用作填料51的“防溢出挡板”，仅电触片5和必要时导电板4的极小一部分从填料51伸出。因此，在填料51硬化之后可提供加热单元10的持久的电绝缘，此外空腔19通过填料51液密地相对于周围环境密封，因为在空腔19中不会流入液体或流体。例如由于将电子器件壳体43设置在转接板34上并与转接板34液密地连接，仅在填料51之外的电触片5和可能的导体4将持久地相对于周围环境进行电绝缘。
图21示出了转接板34的第四实施例。加热器件9的管18在此处并不插入转接板34的开口39中，而是转接板34设有完全围绕开口39的槽40，管18的端部38设置在该槽40中并且与转接板34在槽40上机械地连接且液密地连接。这种连接在此处可以材料密封地实现，例如通过粘合、焊接或钎焊。
图22至图24示出了转接板34的第四实施例。在热交换器1的此实施例中，转接板34通过卡接部52与电子器件壳体43连接。转接板34设有总共六个转接板翼片57，在转接板34的每一侧分别设有三个转接板翼片57。此外，电子器件壳体43在下边缘还具有六个电子器件壳体翼片56，在每一侧分别具有三个电子器件壳体翼片56。电子器件壳体翼片56和转接板翼片57分别具有翼片开口58(图23)。图22示出了电子器件壳体43与转接板34并未连接的状态，而图23示出了转接板34与电子器件壳体43的连接状态。这里，在根据图23的连接状态中，卡扣59分别以其端部设置在电子器件壳体翼片56的翼片开口58中的上端部上和转接板翼片57的翼片开口58的下端部上。卡扣59，例如由金属或合成材料构成，在此处是预紧的，电子器件壳体翼片56由此压在转接板翼片57上。在此处，相对于电子器件壳体43或电子器件壳体翼片56中的凹部，在电子器件壳体43与转接板34之间的垫圈45具有过盈，使得在图23示出的电子器件壳体43与转接板34之间的机械连接状态中的垫圈45作为弹性的橡胶O形垫圈是预紧的并由此确保在电子器件壳体43与转接板34之间的持久且可靠的液密方式的密封。O形垫圈45在此处完全环绕地设置在电子器件壳体43与转接板34之间。
图24和图25示出了对于图22和图23所示实施例的补充。电子器件壳体43设有冷却元件64(图24和图25)。在此处，冷却元件64液密地相对于电子器件壳体43密封并且既设置在电子器件壳体43内又设置在电子器件壳体43之外。由此，借助设置在电子器件壳体43之外的冷却元件64可以将来自未示出的电子器件，特别是功率电子器件的热量借助热传导通过冷却元件64发散到环境空气中。这可以是毫无问题的，因为热交换器1被环境空气环流。
图26和图27示出了对于图15的第三实施例的转接板34的补充。在此处，根据图15、图26和图27的第三实施例的转接板34借助压接53与电子器件壳体43连接。转接板34在外边缘具有竖直定向的转接壁61。完全环绕且竖直定向的转接壁61沿竖直方向仅具有一个微小的尺寸，并且在此转接壁61中设置有多个长形孔60。转接壁61的限定长形孔60或将其限定其上部的转接壁61的部分在此处是转接壁61的一部分62。这里的转接壁61的该部分62可以变形。电子器件壳体43与转接板34之间液密方式的密封以与前述实施例相似的方式通过垫圈45来实现，作为垫圈45的弹性O形圈是弹性预紧的。为了建立压接53，首先电子器件壳体43以下部的开口设置在竖直定向的转接壁61的区域或空间内并且置放且平压在垫圈45上，直至垫圈45弹性地预紧。随后，在位于长形孔60上方的转接壁61的部分62(图27示出了转接壁61的部分62的未变形状态)上施加力，使得部分62变形而使部分62根据图26靠在电子器件壳体43上方。由此可以建立在电子器件壳体43与转接板34之间的不可松脱的机械连接。
图28和29示出了转接板34的第五实施例。在转接板34的第五实施例中，转接板34通过螺接54与电子器件壳体43可松脱地连接。转接板34以与根据图22至图24的第四实施例相似的方式具有总共六个转接板翼片57，在每一侧分别设有三个转接板翼片57。以相似的方式，电子器件壳体43具有总共六个电子器件壳体翼片56，在每一侧分别设有三个电子器件壳体翼片56，在图28中由于是立体的视图仅可见到三个转接板翼片57。电子器件壳体翼片56在此处分别具有带有螺纹的盲孔。转接板翼片57具有镗孔，螺钉63可以从下方穿过所述孔进入并且由于螺钉头部的直径大于转接板翼片57中的镗孔的直径，螺钉63的头部置放在转接板翼片57上。对于通过螺接54的机械连接，电子器件壳体43以下述方式置放在转接板34上：在电子器件壳体翼片56中的盲孔与在转接板翼片57中的镗孔平齐，随后可以通过螺丝刀将具有外螺纹的螺钉63与在电子器件壳体翼片56的盲孔中的内螺纹旋接。热交换器1的管18的下端部通过根据图28和图29的盖板55封闭。在此处，盖板55例如通过钎焊与管18连接。这对于在图22所示的实施例中的热交换器1的管18也适用。
只要没有相反的说明，不同实施例的细节可以彼此组合。
综上，通过根据本发明的热交换器1可观察到实质性的优点。热交换器1的各加热器件9可以通过转接板34机械地连接成具有多个加热器件9的热交换器1。在此处，加热器件9或加热器件9的管18液密地设置在转接板34的开口39上，使得由此能够以简单的方式实现加热器件9液密地相对于周围环境的密封。例如在转接板34上可以液密地设置有电子器件壳体43并由此以极小的技术成本实现了热交换器1的持久电绝缘。由此可以实现热交换器1的导电部分的持久的接触保护。
附图标记列表
1热交换器
2电阻加热元件
3PTC元件
4导体
5电触片
6第一导电板
7第二导电板
8加热组件
9加热器件
10加热单元
11导热元件
12波纹状肋片
13扁管
14成形密封件中的凹形区
15舌槽连接部
16在成形密封件中的用于触片的槽
17空腔壁
18管
19空腔
20宽边侧壁
21窄边侧壁
22电绝缘元件
23成形密封件
24机动车辆HVAC系统
25风机
26HVAC系统壳体
27底壁
28壁
29出口段
30过滤器
31冷却剂蒸发器
32在扁管内的空置腔
33成形密封件上的蘑菇状密封部
34转接板
35通道
36表面
37管开口
38管的具有管开口的端部
39转接板的开口
40转接板中的槽
41在转接板上用于与电子器件壳体连接的第一连接区段
42在转接板上用于与HVAC系统壳体连接的第二连接区段
43电子器件壳体
44密封元件
45垫圈
46管子
47薄层
48小片
49陶瓷小片
50定位边条
51填料
52卡接
53压接
54螺接
55盖板
56电子器件壳体翼片
57转接板翼片
58  翼片开口
59  卡扣
60  长形孔
61  转接壁
62  转接壁的部分
63  螺钉
64  冷却元件
HN  格高度
BN  格宽度
Q   横向间距
TN  格深度

Claims (30)

1.一种热交换器(1)，包括：
-至少一个电阻加热元件(2)，
-至少两个导体(4)，该导体与所述至少一个电阻加热元件(2)导电地连接，以将电流传导通过所述至少一个电阻加热元件(2)并由此对所述电阻加热元件(2)进行加热，
-至少一个导热元件(11，12)，其用于将来自所述至少一个电阻加热元件(2)的热量传递到待加热流体，
-至少一个电绝缘元件(22)，其将所述至少两个导体(4)和所述至少一个电阻加热元件(2)电绝缘，
-至少一个管(18)，具有管开口(37)，其中
-所述至少两个导体(4)、所述至少一个电绝缘元件(22)和所述至少一个电阻加热元件(2)设置在由所述至少一个管(18)限定的至少一个空腔(19)内，
其特征在于，
所述热交换器(1)包括具有至少一个开口(39)的转接板(34)，并且各管开口(37)设置在所述转接板(34)的开口(39)上，所述至少一个管(18)与所述转接板(34)液密地连接并且所述转接板(34)与电子器件壳体(43)和/或HVAC系统壳体(26)液密地连接。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述电阻加热元件(2)是PTC元件(3)。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述导体(4)是导电板(6，7)。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，各管(18)以在管开口(37)处的端部(38)置于所述转接板(34)的开口(39)内而设置。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)，在其下方，分别在所述开口(39)处具有围绕所述开口(39)的槽(40)，并且各管(18)以在管开口(37)处的端部(38)置于所述转接板(34)  的槽(40)中而设置。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述管(18)与所述转接板(34)在外侧液密地连接。
7.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)在具有所述管开口(37)的端部(38)处的外部几何形状对应于所述转接板(34)的开口(39)的几何形状。
8.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述管(18)液密地与所述转接板(34)上的槽(40)连接。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)在具有管开口(37)的所述端部(38)的几何形状对应于所述槽(40)的几何形状。
10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)至少部分地由金属构成，或者所述转接板(34)由热塑性合成材料构成；和/或仅通过相对于所述至少一个管(18)和所述转接板(34)的所述转接板(34)的开口(39)和所述管开口(37)构成由所述至少一个管(18)限定的空腔(19)中的连接；和/或在所述转接板(34)与所述电子器件壳体(43)之间和/或在所述转接板(34)与所述HVAC系统壳体(26)之间设置有密封元件(44)。
11.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)完全地由金属构成。
12.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，所述金属是铝或钢。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，所述钢是不锈钢。
14.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，所述密封元件(44)是垫圈(45)或者是一种粘合剂。
15.根据权利要求14所述的热交换器，其特征在于，所述垫圈(45)是O形环圈。
16.根据权利要求14所述的热交换器，其特征在于，所述粘合剂是硅树脂。
17.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)单件式地构造；和/或在所述电子器件壳体(43)外侧和在所述电子器件壳体(43)上设置有用于冷却所述电子器件壳体(43)内的电子器件的冷却元件(64)。
18.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)与所述转接板(34)材料配合和/或形状配合和/或力配合地连接。
19.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)与所述转接板(34)通过焊接连接或粘合连接；和/或所述至少一个管(18)通过所述密封元件(44)液密地与所述转接板(34)密封。
20.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)与所述转接板(34)通过钎焊连接。
21.根据权利要求19所述的热交换器，其特征在于，所述密封元件(44)是密封垫圈。
22.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)在横截面上是单件式或多件式的；和/或所述至少一个管(18)在横截面上是对称或不对称的；和/或所述至少一个管(18)由两个半壳件构成。
23.根据权利要求22所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个管(18)在横截面上是双件式的。
24.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个电绝缘元件(22)为可硬化和/或已硬化的填料(51)；和/或所述至少一个电绝缘元件(22)是成形密封件(23)。
25.根据权利要求24所述的热交换器，其特征在于，所述成形密封件(23)是管子(46)、薄层(47)或小片(48)。
26.根据权利要求25所述的热交换器，其特征在于，所述小片(48)是陶瓷小片(49)。
27.根据权利要求25所述的热交换器，其特征在于，所述小片(48)与所述至少一个电阻加热元件(2)材料配合地连接。
28.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)具有用于与所述电子器件壳体(43)连接的第一连接区段(41)；和/或所  述转接板(34)具有用于与所述HVAC系统壳体(26)连接的第二连接区段(42)；和/或所述转接板(34)与所述电子器件壳体(43)和/或与所述HVAC系统壳体(26)材料配合和/或形状配合和/或力配合地连接。
29.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述转接板(34)通过卡接(52)和/或压接(53)和/或螺接(54)与所述电子器件壳体(43)和/或与所述HVAC系统壳体(26)连接。
30.一种机动车辆HVAC系统(24)，其特征在于，所述机动车辆HVAC系统(24)具有至少一个按照前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)。
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