專利名稱：傳熱單元,尤其用于汽車空調器的傳熱單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有可插入其內的傳熱模塊的傳熱單元，尤其用于汽車的空調器中。通過本發明，可以根據需要將單個的傳熱器作為模塊集成到傳熱單元中，其中，傳熱器模塊可以在順序上改變和互換。所有類型的適用于空氣調節的傳熱器都可在此使用。尤其是乙二醇加熱傳熱器和電加熱元件(例如PTC加熱元件和高電壓PTC)同樣可以作為傳熱器或傳熱器模塊使用，例如熱泵冷凝器、熱泵蒸發器或電冷卻元件。
背景技術：
從現有技術已知具有多個可互換的傳熱器的空調裝置的不同實施方式。用于帶有內燃機的汽車的加熱設備和空氣調節設備一般具有乙二醇加熱換熱器以及可選地具有電加熱器，例如PTC加熱元件。這兩個加熱元件具有預給定的規格和布置。電加熱器(PTC)在氣流方向上設置在乙二醇加熱換熱器的后面。US 2004/0256082公開了一種用于汽車的加熱設備和空氣調節設備，其中，壓氣機、冷凝器、壓縮機和膨脹閥這些模塊都設置在一個框架上。在DE 10 2004 051 874 B3描述了用于構造汽車空氣處理系統(空調器)的模塊系統。在此，在殼體組合內設置一個構造為插入部分的擴展模塊，其中，擴展模塊可以裝有不同的功能元件，并且由此通過可互換的擴展模塊可以快速改變帶有功能元件的結構。但在此要分別更換整套擴展模塊以實現功能元件的新配置。為了快速更換，不能在兩個插入部分內使用不同的功能元件。在DE 10 2007 027 798 Al中建議，通過耦接模塊將汽車的空調裝置與至少一個溫度調節模塊耦接。但對于連接模塊的結構和布局沒有詳細說明。具有加熱元件的固定尺寸和布置的空調器在多種不同汽型中不能使用，例如內燃機車、混合驅動車或電力驅動車。在混合驅動或純電驅動的汽車中需要使用新的加熱或取暖技術和與此相關的新型加熱元件。這些新型加熱元件一般在尺寸和布置上都不能與傳統的用于內燃機車輛的加熱元件兼容。因此需要不同的空調器殼體方案。在US 2004/0256082 Al中僅提到了具有用于混合驅動車或燃料電池車的電空調系統的汽車。所述模塊除加熱器/空調器外還包括整個冷循環回路。但沒有描述加熱器/空調器本身的結構方案。DE 10 2004 051 874 B3描述了一種可插入的擴展模塊，該擴展模塊可以裝備有不同的功能元件。該擴展模塊相當于一個插入到所設置的殼體開口中的唯一的大盒體。因此，具有不同傳熱器順序或不同傳熱器實施方式的加熱器/空調器的每種變型都要求專門適配這種大且貴的盒體。DE 10 2005 029 774 Al描述了具有多件式構成的空氣導流殼體和布置在該殼體內的部件(至少例如加熱器)的汽車空調設備，其中，空氣導流殼體在至少一個部件的區域內構造為插入部分。由DE 10 2007 027 798 Al公開了一種很一般性地描述的溫度控制模塊，該模塊
可在汽車駕駛員不需要的情況下輕易拆卸，以減小重量及節省能源。但對于其結構設計沒有任何說明。
發明內容
因此，本發明的任務是，實現一種傳熱單元，該傳熱單元使得能夠以簡易且成本低廉的方式將在功能、形狀和規格上不同的傳熱器模塊更換。該更換應當在各個傳熱器模塊的順序方面是可行的。同樣應當也可以將這些傳熱器模塊簡易地用其它模塊替代。在此，該傳熱單元應該可以簡易且節約成本地實現。這些傳熱器模塊應該可以在不同的依據本發明的傳熱單元之間兼容。該任務通過權利要求I所述特征加以解決。從屬權利要求給出本發明的改進方 案。本發明通過一種傳熱單元實現，該傳熱單元包括一個具有插入部分的殼體，其中，該殼體內的所述插入部分如此構造，使得可插入與所述插入部分相應兼容的盒體，其中，所述盒體的內部形狀分別如此構造，使得在其內部可以裝入不同的傳熱器模塊。盒體構造為根據傳熱器而特定的或者能適配于不同的傳熱器，其中，所有盒體的外部形狀相應于統一構造的插入部分的形狀實現。插入部分是適配于傳熱單元的殼體內的適配于盒體容納部分的槽口(Ausnehmung)和導向裝置。因此，通過集成于空調器內的傳熱單元可以實現，可以更換相應的車型所需要的裝備，并且，傳熱器能夠可變地以在氣流方向上所要求的順序裝入。通過標準化，盒體也可以互換，因而也可以用于其它相應實施的傳熱單元，也就是其它空調裝置、通風裝置或加熱
>J-U ρ α裝直。在有利的方案中，傳熱器模塊實施為熱泵冷凝器、熱泵蒸發器、加熱傳熱器或者實施為電的加熱或冷卻元件。最后，可以考慮使用所有類型的傳熱器用于調節溫度，例如乙二醇加熱傳熱器、輔助電加熱器(如PTC加熱元件)、完全電加熱器(如所謂高電壓PTC)或電冷卻元件。 通過不同的傳熱器模塊可以用一個傳熱單元實現不同的傳熱方案。根據本發明方案，不同的傳熱模塊如熱泵冷凝器、熱泵蒸發器、加熱傳熱器或電的加熱或冷卻元件，在它們在氣流方向上的順序方面可互換地設置在殼體內。順序的可互換性是通過盒體的統一外形得出的。通過這一方式，傳熱器可以根據汽車驅動方式、空調使用范圍、汽車裝備和其它運行條件來相應地優化和配置。甚至可以通過可互換的傳熱器來適應隨季節變化的不同的能力。這樣可以實現每種車型能夠被最優地裝備，為此不需要不同的空調器殼體型式。附加還有一個優點，也就是可以最優地使用各個傳熱器并且可以通過這一方式相應地實現總效率的最大化。根據本發明的一種方案，根據傳熱器特定地構造盒體，也就是說，盒體的用于該或這些傳熱器的內部容納部分適配于傳熱器。作為替換方案，盒體可以通過適當的適配元件來適配不同的傳熱器，因此而是可通用的。
根據本發明的一個有利方案，所述插入部分作為一個插入部分通過分格(Rasterung)這樣構型使得高度變化的盒體能夠以不同的順序插入。因此，在傳熱單元中可以使用這樣的傳熱器盒體這些傳熱器盒體在高度上適應具有與該插入部分的分格相應的分格等級的不同的傳熱器模塊。由此最終可以將不同結構高度的傳熱器模塊以節省空間且可互換的方式組合到傳熱單元中。按照符合目的改進方案，盒體在流體技術方面被優化。這可以簡單地通過在避免棱邊的情況下使盒體相應地適配對應的傳熱器橫截面來實現。最優的是，在盒體的入流區域和出流區域設置必要時帶有拱曲的斜面。通過適配于對應的傳熱器的大小，可以讓氣流最優地流過這些傳熱器。流體技術上的優化可減弱氣流噪音和減小風扇的能量消耗。這種適配也可以通過用于將傳熱器接收到盒體內的適配元件實現，其中，適配元件具有雙重作用，即用于使傳熱器配合到盒體內和從流體技術上優化傳熱器在傳熱單元內的位置。依據一個改進方案，傳熱單兀的殼體的橫截面由最大的傳熱器的大小確定。由此得出盒體的大小。所有在橫截面上較小的傳熱器可以相應地通過盒體內部形狀的構造和大小來適配插入部分的大小。 根據本發明的一個方案，殼體是汽車空調器的一部分。通過傳熱單元與空調器的結構組合能夠實現一種緊湊的并且特別節省空間的結構方式，這一方式尤其適用于汽車。根據本發明的一個方面，提供一種盒體，該盒體可以插入到設置在傳熱單元殼體內的插入部分中，其中，盒體的外部形狀分別與插入部分相對應，盒體的內部形狀如此構造，使得它們分別與可置入到其中的傳熱器的外部形狀相對應。盒體起到適配器的作用，它使得分別特定構造的傳熱器能夠適應傳熱單元的統一構造的插入部分。因此可以用不同的傳熱器組合成具有高度靈活性的傳熱單元。因此，本發明的構想是，傳熱器模塊放入盒體內。在此，盒體的內部形狀分別根據傳熱器模塊的外部形狀來實施。所有盒體都如此構造，使得它們在外部形狀上與殼體插入部分相對應，最終能夠將不同的傳熱器模塊裝入到在殼體插入部分內。如果傳熱器基于其大小并且由于相鄰盒體的存在而能夠直接安裝在具有相應密封的殼體插入部分內，那么可以對該傳熱器放棄使用盒體。通過盒體可以有利地實現，外形不同的傳熱器模塊具有統一的外部形狀并由此可以在傳熱單元內簡單地互換。通過借助盒體實現的統一的傳熱器模塊外形，傳熱器模塊能夠可互換地裝入殼體插入部分中。由此，傳熱單元能夠最優地適應不同的車型和使用領域，而不需要加熱/空調器的不同的殼體變型方案。傳熱器模塊的互換或順序的改變因而也與其大小無關。
從下面參考附圖對實施例的說明中得知本發明方案的其它細節、特征和優點。附圖中示出圖I :帶有固定裝入的傳熱器的空調器；圖2 :帶有多個傳熱器模塊的空調器；圖3 :帶有盒體的插入部分的細節圖；圖4 :帶有盒體和傳熱器模塊的插入部分的剖面圖5:帶有PTC的盒體；圖6 :帶有冷凝器的盒體；圖7 :帶有用于PTC加熱器的盒體的空調器的安裝圖；圖8 :帶有用于冷凝器的盒體的空調器的安裝圖。
具體實施例方式圖I示出依據現有技術的帶有固定安裝的加熱傳熱器4的空調器9。風扇10首先輸送氣流11通過蒸發器5，氣流11在該蒸發器處被除濕并冷卻。隨后氣流經過加熱傳熱器4，在該處空氣被加熱至希望的溫度。和蒸發器5 —樣，傳熱器4也固定安裝在通過殼體2構成的空氣通道中。
圖2示出空調器9的依據本發明的實施方式，其中，多個傳熱器4、6、7模塊式地設置在殼體2的插入部分3內。在此，傳熱器4、6、7被未詳細示出的、起適配器作用的盒體容納。傳熱器4、6、7的更換通過更換帶有設置在其中的傳熱器4、6、7的盒體實現。盒體的外形與插入部分3的構型相適應。圖3示出殼體2中的插入部分3的細節，帶有插入到插入部分3中的盒體8。盒體8在此具有與空調器的殼體2內的插入部分3兼容的外形。這些盒體8用于與抽屜類似地被容納到殼體2的插入部分3中。這樣，如同抽屜里的內容物與插入部分無關一樣，可以將不同的傳熱器(未示出)_尤其是不同高度的傳熱器-裝入到盒體8內。在最簡單的情況下，通過盒體8的高度實現分格。標準是，插入的盒體8的總高度與該或這些插入部分3的總高度相符。在插入部分3的總高度例如為12cm并且分格為2cm情況下，例如可以將一個高度為6cm、一個高度為2cm和一個高度為4cm的盒體8裝入到插入部分中。在此，不同高度的盒體8的順序可變。為相對于殼體2密封，插入部分可以通過覆蓋物12、例如門密封。盒體8也可以這樣構造集成有相對于殼體2的覆蓋物12，包括密封物。圖4中以剖面圖示出殼體2中的插入部分3的細節，帶有盒體8和傳熱器4、6、7。傳熱器模塊4、6、7在此例如是熱泵冷凝器4、加熱傳熱器6和電加熱或冷卻元件7。為此，盒體8的內部形狀根據傳熱器4、6、7的外部形狀構造。盒體8的內部形狀與傳熱器模塊4、6、7的外形對應。最終能夠通過該方式將不同的傳熱器4、6、7配合精確地、緊密地嵌入到殼體2內。附加地，可以在不同的盒體8之間、在盒體8與插入物3之間、在殼體2內以及在傳熱器模塊4、6、7上相應地設置密封兀件,例如密封唇口(未不出)。應當力求傳熱器模塊4、6、7的標準化，使得盒體8可以分別用于多個結構大小類似的傳熱器模塊4、6、7。例如可以通過插入或放入到盒體8中的方式來安裝傳熱器模塊4、6、7。同樣可以將盒體8實施為兩件式或多件式構成(未示出)，其中，例如盒體8的一個上部件和一個下部件可以通過夾子或者螺釘連接并容納和保持傳熱器模塊4、6、7。由于傳熱器4、6、7可能具有不同的結構高度，對應的盒體8要分別根據相應傳熱器4、6、7的結構高度實施。插入部分2相應地這樣構造，使得它們具有與盒體8的高度分級相符的分格尺寸。這樣就可以，與盒體8的結構高度并從而與傳熱器4、6、7的結構高度無關地將它們設置在殼體2內。
如果例如只需要一個高度為8cm的傳熱器4、6、7，則可以相應地插入一個具有4cm高度的、不帶有傳熱器的盒體8。通過移除不必要的傳熱器，可以降低氣流噪聲、壓力損失以由此導致的風扇功率消耗。插入部分3的分格可以例如通過插入部分3內的間隔相應距離的導軌13實現。相應地，在盒體8內設置與其對應的導向槽14。插入部分3的分格使得能夠改變傳熱器4、6、7順序。盒體8以有利方式這樣構造，使得空氣的通流得到優化。這可以例如通過相應設置的入流斜面15實現。這樣可以在減小氣流噪聲和風扇(未示出)動力消耗的同時實現優化的熱傳遞。盒體8的內部形狀如此構造，使得相應的連接元件例如管線或電纜可以組合于其中。各個傳熱器模塊4、6、7的連接導線相應地在工廠鋪設。電纜鋪設可以通過插接連接并且介質管道可以通過軟管連接來進行簡化。
圖5示出帶有PTC加熱元件7的盒體。從中可見，在傳熱單元(未示出)的通流橫截面方面明顯較小的PTC加熱元件7通過盒體8適配于插入部分(未示出)的大小。圖6示出帶有冷凝器4的盒體8。冷凝器4在此具有幾乎與盒體8的大小相當的規格。盒體8在此僅有的任務是，對于這里未示出的插入部分形狀起到適配器的作用。圖7和圖8示出具有用于PTC加熱器7或冷凝器4的盒體8的空調器9的安裝可能性。這些分解圖顯示出，分別如此構造盒體8的外部形狀，使得空調器9的殼體的插入部分3內的盒體8可以互換。在此盒體8的內部形狀這樣構造，使得它與傳熱器-PTC加熱器7或冷凝器4-的外形相對應。這樣最終能夠將傳熱器4、7互換。乙二醇加熱傳熱器6在此分別固定安裝在空調器9內。也可以是，傳熱器4、6、7已經如此構造，使得外部形狀與空調器的殼體的插入部分3相對應。在這些專門制造的傳熱器4、6、7中，實際上已集成了盒體8。由此這些傳熱器4、6、7就也可以互換，與組合到盒體8中的傳熱器一樣。圖8中的冷凝器4在氣流方向上設置在乙二醇加熱傳熱器6的前面。但這一順序可以容易地調換。通過這些插入部分3的布置和數目，傳熱器4、6、7在順序上可以改變，并且可以例如在固定安裝傳熱器之前或之后定位。附圖標記列表I 傳熱單元2 殼體3 插入部分4 傳熱器、熱泵冷凝器、加熱傳熱器5 傳熱器、熱泵蒸發器6 傳熱器、加熱傳熱器7 傳熱器、電加熱或冷卻元件、PTC加熱元件8 盒體9 空調器10 風扇11 氣流
12密封物13導軌14導向槽15氣流流入斜面、氣流流出斜面·
權利要求
1.用于汽車中的空調器(9)的傳熱單元(I)，包括帶有多個插入部分(3)的殼體(2)和一些可插入到所述插入部分中并帶有一個或多個傳熱器(4、5、6、7)的盒體(8)，其中，所述盒體(8)的外部形狀與所述插入部分(3)相對應，所述盒體(8)的內部形狀如此構造，使得所述內部形狀分別與所述傳熱器(4、5、6、7)的外部形狀相對應，其中，所述插入部分(3)在空氣流通方向上先后設置，所述盒體(8)具有相同的外部尺寸，使得不同的盒體(8)可彼此互換位置地設置在所述殼體(2)中。
2.根據權利要求I所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述傳熱器(4、5、6、7)構造為熱泵冷凝器(4)、熱泵蒸發器(5)、加熱傳熱器(6)或電加熱或冷卻元件(7)。
3.根據權利要求I或2所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述盒體(8)根據傳熱器特定地構造。
4.根據權利要求I或2所述的傳熱單元(I)，其特征在于，用于盒體(8)內的傳熱器(4、5、6、7)的所述盒體(8)構造得可通過適配元件互換。
5.根據權利要求I至4之一所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述插入部分(3)作為帶有分格的ー個插入部分如此構造，使得在高度上變化的盒體(8)能夠以不同的順序插入。
6.根據權利要求I至5之一所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述盒體(8)在流體技術上優化地構造。
7.根據權利要求6所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述盒體(8)通過盒體(8)內的適配元件在流體技術上優化地構造。
8.根據權利要求I至6之一所述的傳熱單元(I)，其特征在于，所述殼體(2)是空調器(9)的一部分。
全文摘要
本發明的任務是，實現一種傳熱單元，使得在功能、形狀和尺寸上不同的傳熱器模塊能夠快速互換。這種互換應當就各個傳熱器模塊的順序而言是可行的。發明通過一種傳熱單元實現，在該傳熱單元中，插入部分如此構造，使得相應構造的盒體可插入其內部，其中，盒體的內部形狀分別這樣構造其中可插入不同的傳熱器模塊。因此，盒體是根據傳熱器特定地實施的，其中，所有盒體的外部形狀都根據統一構造的插入部分的形狀實現。
文檔編號F24F13/30GK102853514SQ20121026954
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者R·安比斯, J·霍彭, D·施羅德, C·雷賓格 申請人:威斯通全球技術公司, 奧迪股份公司