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Title:
FLUID HEATER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/096095
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fluid heater, the heating element of which is preferably an electrical tubular heating body, and the heat-distributing elements of which are formed of an open-pore metal structure, for example a metal foam.

Inventors:
SAMENFINK FREDERIK (DE)
WARTENBERG AXEL (DE)
Application Number:
EP2017/080331
Publication Date:
May 31, 2018
Filing Date:
November 24, 2017
Export Citation:
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Assignee:
DBK DAVID BAADER GMBH (76761, DE)
International Classes:
F24H1/12; F24H1/14; F24H3/06; F24H3/08; F28F13/00; F28F21/08; H01L23/373; H05B1/02; H05B3/00
Foreign References:
JPH0293295A1990-04-04
FR2738625A31997-03-14
DE1962488A11970-11-26
DE202015001148U12016-05-19
DE102010048593A12012-04-19
EP1370117A22003-12-10
DE102010048593A12012-04-19
EP1430530B12009-09-02
DE10324190B42009-07-23
Attorney, Agent or Firm:
WINTER BRANDL FÜRNISS HÜBNER RÖSS KAISER POLTE - PARTNERSCHAFT MBB (85354, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Fluidheizer mit zumindest einem elektrisch betriebenen und isolierten Heizelement (8; 108), an dem zumindest ein Wärmeverteilelement (18; 1 18) Wärme leitend anliegt, von dem die Wärme an das Fluid abgebbar ist, wobei das

Wärmeverteilelement (18; 1 18) von einer Metallstruktur gebildet ist, deren Poren (22) oder Kanäle (134) von dem Fluid durchströmbar sind, dadurch

gekennzeichnet, dass das Heizelement (8; 108) zwischen zwei

Wärmeverteilelementen (18; 1 18) eingebettet ist.

Fluidheizer nach Anspruch 1 , wobei die Metallstruktur von einem Metallschwamm (19) gebildet ist.

Fluidheizer nach Anspruch 1 , wobei die Metallstruktur von einem Drahtgewebe (136) oder Drahtgeflecht gebildet ist.

Fluidheizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärme leitende Anlage zwischen dem Heizelement (8; 108) und dem Wärmeverteilelement (18; 1 18) über Klemmung oder Verpressung oder stoffschlüssig hergestellt ist.

Fluidheizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement ein Rohrheizkörper (8; 108) in Drahtheiztechnik ist.

Fluidheizer nach Anspruch 5, wobei der Rohrheizkörper (8; 108) mehrfach gebogen und/oder gewunden ist und sich im Wesentlichen in einer Ebene (24) erstreckt, und wobei das Wärmeverteilelement (18; 1 18) im Wesentlichen quaderförmig oder plattenformig ausgeführt ist, und wobei der Rohrheizkörper (8; 108) an einer Großfläche (26) des Wärmeverteilelements (18; 1 18) anliegt, die sich parallel zu der Ebene (24) erstreckt.

Fluidheizer nach Anspruch 6 mit mehreren Wärmeverteilelementen (18) und mit mehreren Heizelementen (8).

8. Fluidheizer nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Ebene (24) und die Großfläche (26) etwa senkrecht zu einer Strömungsrichtung (2) des Fluids angeordnet sind. 9. Fluidheizer nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Ebene (24) und die Großfläche (26) etwa parallel zu einer Strömungsrichtung (102) des Fluids angeordnet sind.

10. Fluidheizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid ein Gas ist.

1 1 . Fluidheizer nach den Ansprüchen 7, 8 und 10 mit einem Rahmen, (4, 6) der die Wärmeverteilelemente (18) jeweils an ihren vier Stirnseiten umfasst, und der die äußeren Großflächen (26) der beiden äußeren Wärmeverteilelemente (18) offen lässt, womit er die Strömungsrichtung (2) für das Gas definiert.

12. Fluidheizer nach den Anspruch 1 1 , wobei der Rahmen (4, 6) einen Deckel (6) aufweist, an dem ein Elektronikgehäuse (10) gebildet oder befestigt ist, in dessen Innern zwei Endabschnitte (12) des Rohrheizkörpers (8) aufgenommen oder befestigt sind, und/oder in dem zumindest ein Schaltelement (14) angeordnet ist.

13. Fluidheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Fluid eine Flüssigkeit ist.

Fluidheizer nach Anspruch 13, wobei das Heizelement (108) und das Wärmeverteilelement (1 18) und ein Verteilrohr (1 12) und ein Sammelrohr (1 14) für die Flüssigkeit im Wesentlichen in einem flüssigkeitsdichten Hauptgehäuse (104) angeordnet sind.

Fluidheizer nach den Ansprüchen 9 und 14, wobei in Bereichen von einander gegenüber liegenden Stirnseiten der Wärmeverteilelemente (1 18) einerseits das Verteilrohr (1 12) und andererseits das Sammelrohr (1 14) angeordnet sind, und wobei das Verteilrohr (1 12) und das Sammelrohr (1 14) in der Ebene (24) angeordnet sind.

16. Fluidheizer nach Anspruch 15, wobei an einer Wand (126) des Hauptgehäuses (104) ein Elektronikgehäuse (1 10) angeordnet ist, in dessen Innern zwei Endabschnitte (12) des Rohrheizkörpers (108) aufgenonnnnen oder befestigt sind, und / oder in dem zumindest ein Schaltelement (14) angeordnet ist.

Description:
Fluidheizer

Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Fluidheizer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Aus dem Stand der Technik sind Wärmetauscher bekannt, die als Wärmeübertrager dienen, die die Wärme eines wärmeren Fluids in einer Prozessrichtung an ein anderes kälteres Fluid übertragen. Dazu sind zwei verschiedene Fluid-Bereiche oder - Strömungskanäle nötig, die von einer Wärme leitenden Wandung getrennt werden müssen. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung sind Maßnahmen zur Vergrößerung der Oberfläche der Wandung bekannt, die mit einem der Fluide oder mit beiden Fluiden in Kontakt ist.

Die Druckschrift DE 10 2010 048 593 A1 zeigt eine modulare Heizvorrichtung, wobei Heizelemente Wärme erzeugen, die in Strangpressprofile eingeleitet wird. Die Strangpressprofile werden von einem Medium durchströmt, an das Wärme abgegeben wird.

Die Patentschrift EP 1 430 530 B1 zeigt einen Wärmetauscher, wobei als Körper zur Vergrößerung der Oberfläche ein offenporiger Metallschaum vorgesehen ist. Die Wärme wird von einem zu kühlenden Fluid an den Metallschaum übertragen und dann von dem Metallschaum an einen Wärmeverteiler abgegeben. Damit ist der Metall- schäum mit dem wärmeren der beiden Fluide in direktem Kontakt.

In der Druckschrift DE 103 24 190 B4 ist ein Wärmetauscher offenbart, der zur Kühlung von elektronischen Bauelementen verwendet wird. Die Wärme wird über eine Metallfolie an einen Kühlkörper übertragen, der aus einer offenporigen Metallschaum- struktur besteht. Diese wir von einem Kühlmittel durchströmt, das somit erwärmt wird. Damit ist der Metallschaum mit dem kälteren der beiden Fluide in direktem Kontakt. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik elektrische Fluidheizer bekannt, bei denen ein zu erwärmendes Fluid (z.B. Luft) erwärmt wird, wobei die Wärme in einem elektrischen Widerstand-Heizelement erzeugt wird. Wenn das zu erwärmende Fluid elektrisch leitend ist, z.B. bei der Erwärmung von Wasser, müssen die elektrischen Komponenten, z.B. der widerstandsbehaftete elektrische Draht des Heizelements, von dem Fluid elektrische isoliert werden. Zur Optimierung des Wärmeübergangs an das Fluid muss dabei die Wärmeleitung der elektrischen Isolation entsprechend hoch sein. An der Außenseite der elektrischen Isolation können dann Körper oder Vorrichtungen zur Vergrößerung der mit dem Fluid in Kontakt stehenden Oberfläche ausgebildet oder angesetzt werden. So ist z.B. von der Anmelderin ein Rohrheizkörper mit schraubenartig gewickeltem Edelstahlband bekannt, das Wärme leitend am Außenumfang des elektrischen Rohrheizkörpers befestigt ist.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Fluidheizer zu schaffen, der einen maximalen Wärmeübergang eines elektrischen Heizers an ein zu erwärmendes Fluid mit minimalem Druckverlust ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Fluidheizer mit den Merkmalen des Patent anspruchs 1 .

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Der beanspruchte Fluidheizer hat zumindest ein elektrisch betriebenes und elektrisch isoliertes Heizelement, an dem zumindest ein Wärmeverteilelement Wärme leitend anliegt, so dass die Wärme des Heizelements an das Fluid abgebbar ist. Erfindungsgemäß ist das Wärmeverteilelement von einem raumfüllenden dreidimensionalen Körper mit einer Metall struktur gebildet, deren Poren oder Kanäle von dem Fluid durchströmbar sind. Damit durchdringt das Fluid den Körper des Wärmeverteilelements und wird dabei mit geringem Druckverlust und mit optimalem Wärmeübergang erhitzt.

Vorzugsweise ist das Metall des Wärmeverteilelements AI, Cu, Fe, Mg, Ni, Pb, Sn, Ti oder Zn oder das Wärmeverteilelement weist zumindest eines dieser Elemente auf. Der montagetechnische Aufwand ist erfindungsgemäß minimiert bei gleichzeitig maximalen Berührflächen zwischen dem Heizelement und dem zumindest einen Wärmeverteilelement, da das Heizelement zwischen den beiden

Wärmeverteilelementen eingebettet ist. Dazu können insbesondere zwei

Wärmeverteilelemente am Heizelement anliegen.

Insbesondere wird der erfindungsgemäße Fluidheizer im Automotive-Bereich und dort vorzugsweise in der Hochvolt-Technologie eingesetzt, z.B. mit Spannungen von über 60 Volt.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Metall struktur eines Wärmeverteilelements von einem einstückigen Metall schwamm gebildet. Damit hat das Wärmeverteilelement eine Vielzahl zufällig geformter und gewundener Kanäle. Der Metallschwamm kann auch als offenporiger Metallschaum bezeichnet werden, dessen Poren oder Blasen als durch ström bare Kanäle dienen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Metallstruktur von einem Drahtgewebe oder Drahtgeflecht gebildet.

Die Wärme leitende Anlage zwischen dem Heizelement und dem zumindest einen Wärmeverteilelement kann über Klemmung oder Verpressung oder stoffschlüssig - insbesondere über Löten oder auch Kleben - hergestellt sein. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Heizelement ein Rohrheizkörper in Drahtheiztechnik.

Dabei wird es bevorzugt, wenn der Rohrheizkörper mehrfach gebogen und/oder gewunden ist und im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist. Das zumindest eine Wärmeverteilelement ist dann im Wesentlichen quaderförmig oder plattenförmig ausgeführt. Das Heizelement liegt an einer Großfläche des Wärmeverteilelements an, die sich parallel zu der Ebene erstreckt. Wenn zwischen zwei derartigen Wärmeverteilelementen ein Rohrheizkörper aufgenommen ist, kann dessen komplette Einbettung oder Umschließung mit den beiden Wärmeverteilelementen erreicht werden, so dass die Wärmeabfuhr vom Rohrheizkörper und die Weiterleitung zum Fluid optimal ist. Dazu kann in die beiden be- troffenen Großflächen jeweils eine rinnenartige Vertiefung eingebracht sein, deren

Formgebung der Formgebung des Rohrheizkörpers entspricht. Genauer gesagt kann in die jeweilige rinnenartige Vertiefung eine Hälfte des mehrfach gebogenen und/oder gewundenen Rohrheizkörpers eingesetzt werden. Damit fällt die Ebene des Rohrheizkörpers mit den beiden betroffenen Großflächen der Wärmeverteilelemente zusammen.

Die Vertiefung kann durch Pressen oder Fräsen in die Großfläche eingebracht sein.

Um die Heizleistung des erfindungsgemäßen Fluidheizers zu maximieren, können mehrere Wärmeverteilelemente und mehrere Heizelemente vorgesehen sein.

Bei einer ersten Variante sind zwischen zwei Rohrheizkörpern stets zwei Wärmeverteilelemente angeordnet, so dass insgesamt doppelt so viele Wärmeverteilelemente wie Rohrheizkörper vorgesehen sind. Es umschließ jeweils ein Paar von Wärmeverteil- elementen einen Rohrheizkörper. Es muss nur eine Großfläche jedes Wärmeverteilelements mit der Vertiefung ausgestattet sein.

Bei einer zweiten Variante ist zwischen zwei Rohrheizkörpern stets ein Wärmeverteilelement angeordnet, so dass die Anzahl der Wärmeverteilelemente um eins größer ist als die Anzahl der Rohrheizkörper. Bei den beiden äußersten Wärmeverteilelementen muss jeweils nur eine innere Großfläche mit einer Vertiefung ausgestattet sein. Bei den anderen Wärmeverteilelementen müssen beide Großflächen mit Vertiefungen ausgestattet sein. Wenn die Ebenen der Rohrheizkörper und die Großflächen der mehreren Wärmeverteilelemente etwa senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Fluids angeordnet sind, kann eine stufenweise Erhitzung des Fluids über die gesamte Durchströmung optimiert werden. Dazu kann die zugeführte Heizleistung der verschiedenen Rohrheizkörper und /oder die Strukturdichte der verschiedenen Wärmeverteilelennente variiert werden.

Die Ebenen der Rohrheizkörper und die Großflächen der Wärmeverteilelennente können auch etwa parallel zu einer Strömungsrichtung des Fluids angeordnet sein. Insbesondere können ein mittlerer Rohrheizkörper und zwei seitliche Wärmeverteilelemente vorgesehen sein.

Das Fluid kann ein Gas, insbesondere Luft sein.

Dann wird ein Rahmen bevorzugt, der die Wärmeverteilelemente jeweils an allen vier Stirnseiten umfasst, und der die äußeren Großflächen der beiden äußeren Wärmeverteilelemente frei lässt, womit er die Strömungsrichtung für das Gas definiert. Der Rahmen kann einen Deckel aufweisen, an dessen von den Wärmeverteilelementen abgewandten Seite ein Elektronikgehäuse gebildet oder befestigt ist. Der Deckel kann eine vierte Seite des Rahmens bilden und im Wesentlichen flächig sein.

Insbesondere wenn im Elektronikgehäuse mindestens ein Schaltelement in Hoch- volttechnik aufgenommen ist, kann damit ein Kühlkörper in Wärme leitender Verbindung sein, der zwischen dem Deckel und den Wärmeverteilelementen angeordnet ist, so dass der Kühlkörper auch von dem Gas durch- oder umströmt und somit gekühlt wird.

Das Fluid kann auch eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine Wasser- Glycol-Mischung sein.

Dann werden an einander gegenüber liegenden Stirnseiten der Wärmeverteilelemente einerseits ein Verteilrohr und andererseits ein Sammelrohr für die Flüssigkeit bevorzugt.

Vorzugsweise sind das Verteilrohr und das Sammelrohr und der Rohrheizkörper und die Wärmeverteilelemente im Wesentlichen in einem flüssigkeitsdichten Hauptgehäuse angeordnet. Bei einem Ausführungsbeispiel haben das Verteilrohr und das Sannnnelrohr jeweilige radiale Öffnungen für die Flüssigkeit, die an einer jeweiligen gemeinsamen Seite des entsprechenden Rohres im Innern des Hauptgehäuses vorgesehen sind.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind das Verteilrohr und das Sammelrohr in der Ebene des Rohrheizkörpers angeordnet und ebenfalls zwischen den beiden Wärmeverteilelementen eingebettet. An einer Wand, insbesondere Großfläche, des Hauptgehäuses kann ein Elektronikgehäuse gebildet oder befestigt sein. In dem Elektronikgehäuse können zwei Endabschnitte jedes Rohrheizkörpers zur elektrischen Kontaktierung aufgenommen oder befestigt sein, und/oder in dem Elektronikgehäuse ist zumindest ein Schaltelement (z.B. IGBT oder MosFet) angeordnet.

Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fluidheizers und mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Metallstruktur sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Fluidheizer gemäß der ersten Ausführungsform, der als Luftheizer ausgebildet ist,

Figur 2 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Luftheizers aus Figur 1 ,

Figur 3 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Luftheizers aus Figur 1 ,

Figur 4 in einer geschnitten Darstellung den Luftheizer aus Figur 1 ,

Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Fluidheizer gemäß der zweiten Ausführungsform, der als Wasserheizer ausgebildet ist,

Figur 6 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Wasserheizers aus Figur 5,

Figur 7 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Wasserheizers aus Figur 5, Figur 8 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Wasserheizers aus Figur 5,

Figur 9 in einer weiteren perspektivischen Ansicht einen Teil des Wasserheizers aus Figur 5,

Figur 10 ein Ausführungsbeispiel einer durchströmbaren Metall struktur,

Figur 1 1 ein Ausführungsbeispiel einer durchströmbaren Metall struktur; und Figur 12 ein Ausführungsbeispiel eines durchströmbaren Drahtgeflechts.

Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Luftheizer 1 , der von Luft in einer Strömungsrichtung 2 durchströmt wird. Die Strömungsrichtung 2 wird von einem Rahmen flankiert, der aus einem 3-seitigen Hauptabschnitt 4 und einem Deckel 6 zusammengesetzt ist. Der Rahmen 4, 6 definiert einen quaderförmigen Innenraum, in dem drei Rohrheizkörper 8 aufgenommen sind, wobei in Figur 1 nur zwei kurze Abschnitte des in Strömungsrichtung 2 letzten Rohrheizkörpers 8 zu erkennen sind.

An einer vom Innenraum des Rahmens 4, 6 abgewandten Seite des Deckel 6 ist ein nur gestrichelt dargestelltes Elektronikgehäuse 10 vorgesehen, in das sich die beiden Endabschnitte 12 jedes Rohrheizkörpers durch den Deckel 6 hindurch erstrecken. Damit können die Endabschnitte 12 der Rohrheizkörper 8 im Inneren des Elektronikge- häuses 10 elektrisch kontaktiert werden und über ein Schaltelement 14, das IGBT oder ein MosFet sein kann, geschaltet. Das Schaltelement 14 ist mit einem Kühlkörper 16 Wärme leitend verbunden. Der Kühlkörper 16 hat eine flächige Grundform und ist an einer dem Innenraum des Rahmens 4, 6 zugewandten Innenseite des Deckels 6 angeordnet. Des Weiteren kann im Elektronikgehäuse 10 eine (nicht dargestellte)

Regelungselektronik für den erfindungsgemäßen Heizer vorgesehen sein.

Im Innenraum des Rahmens 4, 6 sind insgesamt sechs etwa plattenförmige Wärmeverteilelemente 18 angeordnet, von denen in Figur 1 nur das in Strömungsrichtung 2 betrachtet letzte Wärmeverteilelement 18 dargestellt ist. Die insgesamt sechs Wärmeverteilelemente 18 sind jeweils einstückig aus einem Metallschwamm 19 bzw. offenporigen Metallschaum gefertigt, wobei das Metall insbesondere Kupfer ist. Damit haben die Metallschwämme 19 jeweils eine Vielzahl von unterschiedlich geformten metallischen Abschnitten bzw. Stegen 20, zwischen denen jeweils eine Vielzahl von unterschiedlich geformten Blasen bzw. Poren 22 freigelassen sind. Die Poren 22 sind derart miteinander verbunden, dass stets eine vergleichsweise widerstandsarme Durchströmung der Luft in Strömungsrichtung 2 möglich ist. Figur 2 zeigt den Luftheizer 1 aus Figur 1 in einer weiteren perspektivischen

Ansicht, wobei das Elektronikgehäuse 10 und die Wärmeverteilelemente 18 weggelassen wurden. Damit sind im Innenraum des Rahmens 4, 6 abgekantete Randabschnitte 6a des metallischen Deckels 6 zu erkennen, über die der Deckel 6 am beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Hauptabschnitt 4 des Rahmens befestigt ist. Die Formgebung des Deckels 6 ermöglicht ihm als Klemmbrücke für die Wärmeverteilelemente 18 zu dienen. Weiterhin sind die drei verschiedenen Rohrheizkörper 8 und der Kühlkörper 16 deutlich zu erkennen.

Die Rohrheizkörper 8 sind jeweils mehrfach gebogen und ineinander gewunden, womit jeder Rohrheizkörper 8 eine (in Figur 2 nicht gezeigte) Ebene definiert, die senkrecht zur Strömungsrichtung 2 ausgerichtet ist. Damit kann jeder Rohrheizkörper 8 eine eigene Wärmestufe bilden und dem entsprechend für eine Erhitzung der Luft bei deren Durchströmung des gesamten Rahmens 4, 6 optimiert sein. Weiterhin ist in Figur 2 zu erkennen, dass der Kühlkörper 16 ebenfalls in Strömungsrichtung 2 ausgerichtete Kanäle hat. Damit hat der Kühlkörper 16 entlang der Strömungsrichtung 2 einen konstanten Querschnitt und kann im Stranggussverfahren hergestellt sein. Figur 3 zeigt beispielhaft einen der drei Rohrheizkörper 8 mit den beiden ihm zugeordneten Wärmeverteilelementen 18, die - wie zuvor beschrieben - jeweils aus einem Metall schwamm 19 bestehen. Eines der beiden Wärmeverteilelemente 18 ist in Wärme leitender Anlage mit dem Rohrheizkörper 8 gezeigt, womit auch die (mit Bezug zur Figur 2 genannte) Ebene 24 des Rohrheizkörpers 8 ersichtlich ist. Das andere Wärme- Verteilelement 18 ist beabstandet zum Rohrheizkörper 8 gezeigt, so dass in dessen dem Rohrheizkörper 8 zugewandten Großfläche 26 eine nutartige Vertiefung 28 zu erkennen ist. Die Form der Vertiefung 28 entspricht derjenigen des Rohrheizkörpers 8. Weiterhin sind an den beiden dem Deckel 6 zugewandten Ecken jedes Wärmeverteilelements 18 Ausnehmungen 30 vorgesehen, womit Freiraum für die abgekanteten Randabschnitte 6a des Deckels 6 geschaffen ist. Figur 4 zeigt den Luftheizer 1 in einer geschnittenen Darstellung, wobei das Elektronikgehäuse 10 weggelassen wurde. Es ist zu erkennen, dass die Rohrheizkörper 8 im Innern jeweils einen Draht 32 aufweisen, der als Wärme erzeugender elektrischer Widerstandsdraht ausgebildet ist.

Weiterhin ist zu erkennen, dass jeder Rohrheizkörper 8 mittig zwischen den beiden jeweils zugeordneten Wärmeverteilelementen 18 aufgenommen und eingebettet ist. Damit hat jedes der sechs Wärmeverteilelemente 18 einerseits eine Großfläche 26 mit einer (in Figur 3 gezeigten) Vertiefung 28, und andererseits eine im Wesentlichen ebene Großfläche 26.

Die Vertiefungen 28 sind mittels Fräsen oder Pressen hergestellt. Die Rohrheizkörper 18 sind mit Lötpaste bestrichen und dann in die Vertiefungen 28 eingesetzt worden. Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluidheizers, der als Wasserheizer 101 ausgebildet ist. Er hat ein flaches quaderförmiges wasserdichtes Hauptgehäuse 104, an dessen (in Figur 5 oberen) Großfläche ein Elektronikgehäuse 1 10 angesetzt ist. Im Hauptgehäuse 104 sind ein Verteilerrohr 1 12 und ein Sammelrohr 1 14 im

Wesentlichen aufgenommen, wobei jeweilige Endabschnitte der Rohre 1 12, 1 14 an einer Stirnseite des Hauptgehäuses 104 aus diesem herausragen. Damit ist am Endabschnitt des Verteilerrohrs 1 12 ein Einlass 1 16 für das zu erwärmende Wasser gebildet, während am Endabschnitt des Sammelrohrs 1 14 ein Auslass 1 19 für das er- wärmte Wasser gebildet ist.

Benachbart zur genannten Stirnseite des Hauptgehäuses 104 sind ebenfalls an einer Stirnseite des Elektronikgehäuses 1 10 ein Massebolzen 120 und zwei Stecker 122 einerseits für einen Hochvolt-Anschluss und andererseits für eine Signalleitung vorgesehen.

Am Umfang des Hauptgehäuses 104 sind gleichmäßig verteilte Crimplaschen 124 vorgesehen, über die das Elektronikgehäuse 1 10 fixiert ist. Das Elektronikgehäuse 1 10 kann aus Metall oder aus Kunststoff mit EMV-Schutz gefertigt sein.

Figur 6 zeigt im Wesentlichen die Ansicht gemäß Figur 5, wobei das Innere des Elektronikgehäuses 1 10 ersichtlich ist, in dem eine Leiterplatte 126 gezeigt ist, deren elektronische Bauelemente weggelassen wurden. Es sind Durchgangsausnehmungen zur Befestigung der Leiterplatte 126 und Kontakte 128 zu erkennen, die zur Versorgung des einen (in Figur 9 gezeigten) Rohrheizkörpers 108 ausgebildet sind.

Figur 7 zeigt das Hauptgehäuse 104 des Wasserheizers 101 mit seiner Groß- fläche 130, die von den beiden Endabschnitten 12, des (in Figur 9 gezeigten) Rohrheizkörpers 108 durchdrungen werden. Weiterhin liegt an der Großfläche 130 ein beispielhaft gezeigtes Schaltelement 14 an.

Figur 8 zeigt den Wasserheizer gemäß der Figuren 5 bis 7, wobei gegenüber Figur 7 das Hauptgehäuse 4 weg gelassen wurde. Damit sind die beiden aneinander anliegenden Wärmeverteilelemente 1 18 ersichtlich, die ebenfalls jeweils einstückig aus dem in Figur 1 gezeigten Metallschwamm 19 bestehen.

An zwei aneinander gegenüberliegenden Schmalseiten jedes Wärmeverteilele- ments 1 18 sind jeweils zwei Vertiefungen 132 vorgesehen, in die jeweilige (nicht gezeigte) Klammern eingesetzt werden. Über diese Klammern werden die beiden Wärmeverteilelemente 1 18 gegeneinander gespannt.

Bei der Ansicht gemäß Figur 9 wurde das obere Wärmeverteilelement 1 18 weg gelassen, so dass die Einbettung einerseits des Rohrheizkörpers 108 und darüber hinaus auch des Verteilerrohres 1 12 und des Sammelrohres 1 14 in dem unteren Wärmeverteilelement 1 18 ersichtlich ist. Im montierten Zustand des Wasserheizers 101 sind der Rohrheizkörper 108 und das Verteilerrohr 1 12 und das Sammelrohr 1 14 mittig zwischen den beiden Wärmeverteilelementen 1 18 in diese eingebettet.

Das zur erwärmende Wasser strömt über den Einlass 1 16 in das Verteilerrohr 1 12 und von dort über (nicht gezeigte) einseitige radiale Durchgangsausnehmungen, die entlang der Länge des Verteilerrohr 1 12 gleichmäßig verteilt sind, aus dem Verteilerrohr 1 12 einseitig heraus. Gemäß dem Pfeil für die Strömungsrichtung 102 strömt das Wasser durch die beiden Wärmeverteilelemente 1 18. Dabei strömt das Wasser im Gegensatz zum Luftheizer 1 entlang der Ebene 24, in der sich der Rohrheizkörper 108 erstreckt, und in der andererseits auch die beiden Großflächen 26 der beiden Wärmeverteilelemente 1 18 liegen.

Das erwärmte Wasser strömt über einseitige radiale Durchgangsausnehmungen des Sammelrohres 1 14 einseitig in dieses hinein und wird über das Sammelrohr 1 14 zum Auslass 1 19 geführt.

Abweichend vom Luftheizer 1 sind die beiden Endabschnitte 12 des Rohrheizers 108 aus dessen Ebene 24 heraus in Richtung zum Elektronikgehäuse 1 10 (vgl. Figur 6) gebogen.

Die Figuren 10, 1 1 , 12 zeigen jeweilige Ausschnitte von weitern Ausführungsbeispielen von Metallstrukturen, die von dem vorbeschriebenen Metall schwamm 19 abweicht, und ebenfalls als erfindungsgemäße Wärmeverteilelemente für das Fluid dienen können. Mit allen Ausführungsbeispielen von Metallstrukturen entstehen verwinkelte Kanäle 134, über die das Fluid das gesamte betroffene Wärmeverteilelement mit geringem Druckverlust durchströmen kann.

Figur 10 zeigt eine Metall struktur aus metallischen Stegen, die etwa quadratische Querschnittsfläche haben und zu Quadraten und Würfeln zusammengesetzt sind.

Figur 1 1 zeigt eine Metall struktur aus im Querschnitt etwa kreisförmigen Metallstäben, die zu Dreiecken und zu Tetraedern zusammengesetzt sind. Figur 12 zeigt ein Drahtgewebe 136, in dem kontinuierlich oder stetig gebogene im Querschnitt kreisförmige Drähte miteinander verflochten sind.

Abweichend von den in Figur 1 gezeigten Metallschaum 19 können dessen Stege 20 schmaler sein und dabei über ihre Länge konstantere Dicke haben, womit die Poren 22 weniger blasenförmig sind.

Offenbart ist ein Fluidheizer, dessen Heizelement vorzugsweise ein elektrischer Rohrheizkörper ist, und dessen Wärmeverteilelemente aus einer offenporigen

Metall struktur, zum Beispiel Metallschaum, gebildet sind.

Bezuqszeichenliste

1 Luftheizer

2; 102 Strömungshchtung

4 Hauptabschnitt

6 Deckel

6a Randabschnitt

8; 108 Rohrheizkörper

10 Elektronikgehäuse

12 Endabschnitt

14 Schaltelement

16 Kühlkörper

18; 1 18 Wärmeverteilelement

19 Metallschwamm

20 Steg

22 Pore

24 Ebene

26 Großfläche

28 Vertiefung

30 Ausnehmung

32 Draht

101 Wasserheizer

104 Hauptgehäuse

1 10 Elektronikgehäuse

1 12 Verteilerrohr

1 14 Sammelrohr

1 16 Einlass

1 19 Auslass

120 Massebolzen

22 Stecker

124 Crimplaschen

126 Leiterplatte

128 Kontakt Großfläche Vertiefung Kanal Drahtgewebe