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DE102016105592A1 - Heating device and method for heating a motor vehicle - Google Patents

Heating device and method for heating a motor vehicle Download PDF

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Publication number
DE102016105592A1
DE102016105592A1 DE102016105592.1A DE102016105592A DE102016105592A1 DE 102016105592 A1 DE102016105592 A1 DE 102016105592A1 DE 102016105592 A DE102016105592 A DE 102016105592A DE 102016105592 A1 DE102016105592 A1 DE 102016105592A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
working medium
heat
evaporator
heating device
capillary structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102016105592.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Tobias DÜPMEIER
Benjamin Reul
Sven Przybylski
Maximilian Beye
Michael Padberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority to DE102016105592.1A priority Critical patent/DE102016105592A1/en
Priority to PCT/DE2017/100219 priority patent/WO2017162237A1/en
Publication of DE102016105592A1 publication Critical patent/DE102016105592A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einer Heizvorrichtung (20) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Wärmetauscher (21) zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente, zumindest einem Verdampfer (22, 41, 42), in dem ein Arbeitsmedium (31) unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle (25) verdampfbar ist sowie einem den Wärmetauscher (21) und den Verdampfer (22, 41, 42) verbindendes Wärmeleitungselement. Das Wärmeleitungselement umfasst eine Hinleitung (23, 35, 43, 46) und eine Rückleitung (24, 34, 42, 45) zum Transport des Arbeitsmediums (31). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Arbeitsmedium (31) unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle (25) in einem Verdampfer (22, 41, 42) in einem gasförmigen Zustand überführt und über ein Wärmeleitungselement zu einem Wärmetauscher (21) geleitet wird, wo das gasförmige Arbeitsmedium (31) unter Abgabe von Wärme kondensiert. Das gasförmige Arbeitsmedium (31) wird über eine Hinleitung (23, 35, 43, 46) von dem Verdampfer (22, 41, 42) zu dem Wärmetauscher (21) geleitet und das kondensierte Arbeitsmedium (31) wird über eine Rückleitung (24, 34, 42, 45) von dem Wärmetauscher (21) zu dem Verdampfer (22, 41, 42) geleitet.The invention relates to a heating device (20) for a motor vehicle having at least one heat exchanger (21) for heating a passenger compartment or a vehicle component, at least one evaporator (22, 41, 42) in which a working medium (31) is supplied by a heat source ( 25) and a heat exchanger (21) and the evaporator (22, 41, 42) connecting the heat conduction element. The heat conduction element comprises an outfeed line (23, 35, 43, 46) and a return line (24, 34, 42, 45) for transporting the working medium (31). Furthermore, the invention relates to a method for heating a passenger compartment or a vehicle component of a motor vehicle, wherein a working medium (31) transferred under heat by a heat source (25) in an evaporator (22, 41, 42) in a gaseous state and via a heat conduction element a heat exchanger (21) is passed, where the gaseous working medium (31) condenses with the release of heat. The gaseous working medium (31) is passed via an outfeed line (23, 35, 43, 46) from the evaporator (22, 41, 42) to the heat exchanger (21) and the condensed working medium (31) is conveyed via a return line (24, 34, 42, 45) from the heat exchanger (21) to the evaporator (22, 41, 42).

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu Beheizung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.The invention relates to a heating device for a motor vehicle having the features of patent claim 1 and to a method for heating a motor vehicle having the features of patent claim 15.

Es ist das Bestreben im modernen Fahrzeugbau, Wärme möglichst effizient und kostengünstig an die Stellen im Fahrzeug zu transportieren, wo sie benötigt wird. So ist gerade in der kalten Jahreszeit ein schnelles Aufheizen des Fahrgastinnenraumes erwünscht, um ein komfortables Fahrgefühl zu ermöglichen. Auch eine Fahrzeugbatterie oder Ölreservoirs sollen wohltemperiert sein um ein optimales Arbeitsverhalten zu ermöglichen. It is the endeavor in modern vehicle construction to transport heat as efficiently and inexpensively as possible to the points in the vehicle where it is needed. Thus, especially in the cold season, a rapid heating of the passenger compartment is desired to allow a comfortable ride. Even a vehicle battery or oil reservoirs should be well-tempered to allow optimal working behavior.

Es ist aus der Stand der Technik bekannt, ein Arbeitsmedium zu erwärmen und an den Zielort zu transportieren, wo Wärme beim Abkühlen des Arbeitsmediums wieder frei wird und zum Beheizen des Fahrgastinnenraumes oder einer Fahrzeugkomponente genutzt werden kann. Hierbei kann beispielsweise die Abgaswärme genutzt werden. Gerade bei niedrigen Umgebungstemperaturen ist aber auch die Abgastemperatur bei Beginn der Fahrt zunächst sehr gering, so dass eine entsprechende Heizvorrichtung parallel dazu ein träges Ansprechverhalten aufweist. Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen muss zum Erwärmen des Arbeitsmediums grundsätzlich auf einen elektrischen Heizer ggf. auch in Kombination mit einer Wärmepumpe zurückgegriffen werden. It is known from the prior art to heat a working medium and to transport it to the destination, where heat on cooling of the working medium is released again and can be used to heat the passenger compartment or a vehicle component. In this case, for example, the exhaust heat can be used. Especially at low ambient temperatures but also the exhaust gas temperature at the beginning of the trip is initially very low, so that a corresponding heater has a sluggish response in parallel. In electrically powered vehicles must be used for heating the working fluid in principle to an electric heater, if necessary, in combination with a heat pump.

Die EP 2 407 328 A1 offenbart eine Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der in einem Heizkreislauf ein flüssiges Arbeitsmedium, etwa Wasser, erwärmt wird und mittels einer Pumpe in Umlauf gebracht wird. Das Erwärmen erfolgt durch ein elektrisches Heizelement, das in dem Kreislauf angeordnet ist. Nachteilig an dieser Konstruktion ist zunächst das träge Ansprechverhalten des Systems. Es dauert relativ lange, das Wasservolumen derart zu erhitzen, um einen kontinuierlichen, hohen Wärmetransport in Gang zu setzen. Das bedeutet, dass es relativ lange dauert, die gewünschte Temperatur am Zielort zu erreichen. Weiterhin ist der Bauraumbedarf aufgrund der Mehrzahl an Einzelkomponenten relativ groß. Will man Wärmetauscher, Heizer, Pumpe und gegebenenfalls einen Ausgleichsbehälter miteinander verbinden, sind mindestens vier Leitungen für das Arbeitsmedium notwendig. Auch müssen die Leitungen für das Arbeitsmedium ausreichend groß dimensioniert werden, da bei zu kleinem Oberflächen-Volumen-Verhältnis der Wärmeverlust an den Leitungen durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung zu groß wird. Weiterhin ist das Temperaturfenster, innerhalb dessen das flüssige Arbeitsmedium erwärmt werden kann, nach oben hin durch die Siedetemperatur des Arbeitsmediums begrenzt.The EP 2 407 328 A1 discloses a heating device for a motor vehicle, in which in a heating circuit, a liquid working medium, such as water, is heated and is brought into circulation by means of a pump. The heating takes place by means of an electrical heating element which is arranged in the circuit. The disadvantage of this design is initially the sluggish response of the system. It takes a relatively long time to heat the water volume in such a way to initiate a continuous, high heat transfer. This means that it takes a relatively long time to reach the desired temperature at the destination. Furthermore, the space requirement due to the plurality of individual components is relatively large. If you want to connect the heat exchanger, heater, pump and possibly a surge tank with each other, at least four lines for the working fluid necessary. Also, the lines for the working medium must be sufficiently large dimensions, since too small a surface-volume ratio, the heat loss to the lines by heat conduction and heat radiation is too large. Furthermore, the temperature window within which the liquid working medium can be heated, limited at the top by the boiling temperature of the working medium.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine kompakt bauende Heizvorrichtung mit schnellem, effizientem Ansprechverhalten für ein Kraftfahrzeug aufzuzeigen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung ein schnelles und effizientes Verfahren zur Beheizung eines Kraftfahrzeuges aufzuzeigen.It is the object of the present invention to show a compact heater with fast, efficient response for a motor vehicle. Furthermore, it is the object of the invention to provide a fast and efficient method for heating a motor vehicle.

Der gegenständliche Teil der Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 14.The objective part of the object is achieved by a heating device having the features of patent claim 1. Particular embodiments of the invention are subject of the dependent claims 2 to 14.

Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Besondere Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 16 und 17.The procedural part of the object is achieved by a method having the features of patent claim 15. Particular embodiments of the method are the subject matter of subclaims 16 and 17.

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Wärmetauscher zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente, zumindest einem Verdampfer, in dem ein Arbeitsmedium unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle verdampfbar ist sowie einem den Wärmetauscher und den Verdampfer verbindendes Wärmeleitungselement. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitungselement eine Hinleitung und eine Rückleitung zum Transport des Arbeitsmediums umfasst.The invention relates to a heating device for a motor vehicle with at least one heat exchanger for heating a passenger compartment or a vehicle component, at least one evaporator, in which a working fluid can be vaporized by supplying heat by a heat source and a heat conduction element connecting the heat exchanger and the evaporator. The invention is characterized in that the heat-conducting element comprises an outgoing line and a return line for transporting the working medium.

Das Arbeitsmedium wird hier zunächst in einem Verdampfer in einen gasförmigen Zustand überführt. Die Wärme wird dem Arbeitsmedium unmittelbar und lokal zugeführt und in Form von latenter Wärme im Dampf gespeichert und in dem Wärmetauscher wieder abgegeben. Der Transport des gasförmigen Arbeitsmediums und damit der darin gespeicherten Wärme zum Wärmetauscher erfolgt mit hoher Geschwindigkeit. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Ansprechverhalten des Systems, so dass an den Zielorten im Fahrzeug, wo der Wärmetauscher angebracht ist, sehr zügig die erwartete Zieltemperatur erreicht wird.The working medium is first transferred here in an evaporator in a gaseous state. The heat is supplied to the working medium directly and locally and stored in the form of latent heat in the steam and released again in the heat exchanger. The transport of the gaseous working medium and thus the heat stored in the heat exchanger is carried out at high speed. This allows a very fast response of the system, so that at the target locations in the vehicle, where the heat exchanger is mounted, the expected target temperature is reached very quickly.

Bei den Zielorten kann es sich sowohl um einen Fahrgastinnenraum handeln als auch um eine Fahrzeugkomponente. Bei letzterer sind die Möglichkeiten vielfältig und reichen von der Fahrzeugbatterie über Behälter für zu erwärmende Flüssigkeiten, etwa Getriebeöle, bis hin zu kälteempfindlichen elektronischen Geräten.The destinations can be both a passenger compartment and a vehicle component. In the latter, the possibilities are varied and range from the vehicle battery via containers for liquids to be heated, such as gear oils, to cold-sensitive electronic devices.

Durch das Vorliegen des Arbeitsmediums in Gasform und die so vorliegende Ausnutzung der latenten Wärme sind auch die Wärmeverluste über die Leitungswände äußerst gering. Damit können die Leitungen dünner gestaltet werden und beanspruchen somit weniger Bauraum, was Gewicht einspart. Es sind auch lediglich zwei Leitungen notwendig, was den Bauraumbedarf weiter reduziert.Due to the presence of the working medium in gaseous form and the present utilization of latent heat and the heat losses through the pipe walls are extremely low. Thus, the lines can be made thinner and thus take less space, which saves weight. It Only two lines are necessary, which further reduces the space requirement.

Als Arbeitsmedium kommen beispielsweise Wasser oder Alkohole in Frage. Als besonders geeignet haben sich Methanol oder Ethanol erwiesen. Die Auswahl des Arbeitsmediums hängt von dem vorgesehenen Temperaturfenster im Betrieb ab, auf das die Siedetemperatur des Arbeitsmediums abgestimmt wird. As a working medium, for example, water or alcohols come into question. Methanol or ethanol have proven to be particularly suitable. The selection of the working medium depends on the intended temperature window during operation, to which the boiling temperature of the working medium is adjusted.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass es sich bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung um ein abgeschlossenes System mit einem geschlossenen Kreislauf für das Arbeitsmedium handelt, so dass keine regelmäßige Wartung des Systems wegen Verschmutzung oder Flüssigkeitsverlusten notwendig ist.A further advantage is that the heating device according to the invention is a closed system with a closed circuit for the working medium, so that no regular maintenance of the system due to contamination or fluid loss is necessary.

In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hinleitung zum Transport eines gasförmigen Anteils des Arbeitsmediums von dem Verdampfer zu dem Wärmetauscher dient und die Rückleitung zum Transport eines flüssigen Anteils des Arbeitsmediums von dem Wärmetauscher zu dem Verdampfer dient.In a particular embodiment of the invention it is provided that the forward line is used to transport a gaseous portion of the working medium from the evaporator to the heat exchanger and the return line serves to transport a liquid portion of the working medium from the heat exchanger to the evaporator.

Das Arbeitsmedium wird in dem Verdampfer in einen gasförmigen Zustand überführt und dieser Dampf über die Hinleitung zu dem Wärmetauscher transportiert. Dort wird das gasförmige Arbeitsmedium unter Abgabe von Wärme kondensiert und in flüssigem Zustand über die Rückleitung wieder zum Verdampfer zurückgeleitet. Auf diese Weise wird die vollständige in dem gasförmigen Arbeitsmedium gespeicherte latente Wärmemenge im Wärmetauscher abgegeben. Durch die getrennten Leitungen werden die gasförmigen und flüssigen Anteile des Arbeitsmediums räumlich getrennt voneinander transportiert, so dass keine Wärmeverluste durch ein Abkühlen des Gases an der Flüssigkeit entstehen. Dies verbessert zusätzlich die Effizienz der Heizvorrichtung.The working medium is converted into a gaseous state in the evaporator and this steam is transported via the forward line to the heat exchanger. There, the gaseous working fluid is condensed with the release of heat and returned in the liquid state via the return line back to the evaporator. In this way, the full stored in the gaseous working fluid latent heat in the heat exchanger is released. Due to the separate lines, the gaseous and liquid fractions of the working medium are transported spatially separated from each other, so that no heat loss caused by cooling of the gas to the liquid. This additionally improves the efficiency of the heater.

Weiterhin umfasst der Verdampfer bevorzugt eine Kapillarstruktur, die zwischen der Hinleitung und der Rückleitung angeordnet ist. Bei der Kapillarstruktur handelt es sich um ein poröses, bevorzugt metallisches, Material, das bevorzugt in einem Sinterprozess hergestellt wird. Die Kapillarstruktur besteht aus einem mikroskopisch kleinen System aus Kavernen und Kanälen und besitzt vorzugsweise eine Porosität zwischen 40% und 60%, weiter bevorzugt zwischen 45% und 55%, besonders bevorzugt zwischen 48% und 52%.Furthermore, the evaporator preferably comprises a capillary structure, which is arranged between the forward line and the return line. The capillary structure is a porous, preferably metallic, material, which is preferably produced in a sintering process. The capillary structure consists of a microscopic system of caverns and channels and preferably has a porosity between 40% and 60%, more preferably between 45% and 55%, particularly preferably between 48% and 52%.

Die Kapillarstruktur ist beim Starten der Heizvorrichtung und während des Betriebes immer mit flüssigem Arbeitsmedium gesättigt. Die Wärme wird vorzugsweise auf der hinleitungsseitigen Seite der Kapillarstruktur in den Verdampfer eingebracht. Dort verdampft das flüssige Arbeitsmedium und strömt in Richtung der Hinleitung. Auf der rückleitungsseitigen Seite der Kapillarstruktur liegt das Arbeitsmedium hingegen flüssig vor. Die beiden Seiten der Kapillarstruktur werden gegeneinander abgedichtet, so dass gasförmiger und flüssiger Anteil des Arbeitsmediums sich nicht miteinander vermischen können. Die beiden voneinander getrennten Seiten der Kapillarstruktur werden Dampfseite und Flüssigseite des Verdampfers genannt.The capillary structure is always saturated when starting the heater and during operation with liquid working fluid. The heat is preferably introduced into the evaporator on the upstream side of the capillary structure. There, the liquid working medium evaporates and flows in the direction of the forward line. On the return side of the capillary structure, however, the working medium is liquid. The two sides of the capillary structure are sealed against each other, so that gaseous and liquid portion of the working medium can not mix with each other. The two separate sides of the capillary structure are called the vapor side and the liquid side of the evaporator.

Auf der Dampfseite des Verdampfers herrscht durch das Vorliegen des Arbeitsmediums als Gas und auf Grund der höheren Temperatur ein höherer Druck als auf der Flüssigseite. Bedingt durch diese Druckdifferenz, die durch entgegenwirkende Kapillarkräfte aufrecht gehalten wird, wird der Dampf dann wie beschrieben zum Wärmetauscher transportiert und wieder kondensiert, so dass das flüssige Arbeitsmedium zurück zum Verdampfer auf dessen Flüssigseite fließen kann. Durch Kapillarkräfte wird kontinuierlich flüssiges Arbeitsmedium von der Flüssigseite in die Kapillarstruktur nachgezogen und auf der Dampfseite verdampft. Auf diese Weise wird ein Kreislauf für das Arbeitsmedium initiiert, ohne dass eine zusätzliche Pumpe notwendig ist. Dies verringert ebenfalls den Bauraumbedarf führt zu einer weiteren Kompaktheit der Heizvorrichtung. Außerdem wird der Energieverbrauch durch das Eliminieren einer elektrisch betriebenen Pumpe reduziert. Die zum Anschluss der Pumpe an einen Kreislauf notwendigen Leitungen können ebenso eingespart werden.On the steam side of the evaporator prevails by the presence of the working medium as a gas and due to the higher temperature, a higher pressure than on the liquid side. Due to this pressure difference, which is maintained by counteracting capillary forces, the steam is then transported as described to the heat exchanger and condensed again, so that the liquid working medium can flow back to the evaporator on the liquid side. Capillary forces continuously draw liquid working fluid from the liquid side into the capillary structure and vaporize it on the steam side. In this way, a circuit for the working fluid is initiated without the need for an additional pump. This also reduces the space requirement leads to a further compactness of the heater. In addition, the power consumption is reduced by eliminating an electrically driven pump. The necessary to connect the pump to a circuit lines can also be saved.

Bevorzugt ist die Kapillarstruktur in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse zwischen der Rückleitung der Kapillarstruktur einen Hohlraum zur Aufnahme des rücktransportierten Arbeitsmediums aufweist.Preferably, the capillary structure is arranged in a housing, wherein the housing between the return line of the capillary structure has a cavity for receiving the back-transported working medium.

Wie bereits erwähnt soll die Kapillarstruktur zu jedem Zeitpunkt des Betriebes der Heizvorrichtung mit flüssigem Arbeitsmedium gesättigt sein. Ist dies nicht der Fall und trocknet die Kapillarstruktur aus, wird das Arbeitsmedium nicht effektiv verdampft und der Wirkungsgrad der Heizvorrichtung wird geringer. Um die Sättigung zu gewährleisten, muss die gesamte Oberfläche der Kapillarstruktur auf der Flüssigseite mit flüssigem Arbeitsmedium benetzt sein. Dies wird erreicht durch einen Hohlraum der in dem Gehäuse zwischen der Kapillarstruktur und der Gehäusewand auf der Flüssigseite ausgebildet wird. In diesem Hohlraum sammelt sich die vom Wärmetauscher rücktransportierte Flüssigkeit, so dass immer eine ausreichende Benetzung der Kapillarstruktur gewährleistet ist.As already mentioned, the capillary structure should be saturated with liquid working medium at any time during the operation of the heating device. If this is not the case and dries out the capillary structure, the working fluid is not effectively evaporated and the efficiency of the heater is lower. To ensure saturation, the entire surface of the capillary structure on the liquid side must be wetted with liquid working medium. This is achieved by a cavity which is formed in the housing between the capillary structure and the housing wall on the liquid side. In this cavity, the liquid transported back from the heat exchanger collects, so that always a sufficient wetting of the capillary structure is ensured.

Bereits bei der Auslegung der Heizvorrichtung ist darauf zu achten, dass eine ausreichende Menge an Arbeitsmedium in dem System vorgesehen ist, um jederzeit eine Sättigung der Kapillarstruktur gewährleisten zu können. Insbesondere beim Start des Systems, wenn der Kreislauf des Arbeitsmediums erst anläuft, ist für einen kontinuierlichen Nachfluss des Arbeitsmediums zur Kapillarstruktur zu sorgen.Already in the design of the heater is to ensure that a sufficient amount of working fluid is provided in the system to ensure at any time saturation of the capillary structure can. Especially When starting the system, when the circulation of the working medium is only started, ensure a continuous flow of the working medium to the capillary structure.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist an der Außenseite einer ersten Wand des Gehäuses ein elektrischer Heizer als Wärmequelle angeordnet. In a particular embodiment of the invention, an electrical heater is arranged as a heat source on the outside of a first wall of the housing.

Der elektrische Heizer wird bevorzugt in vollflächige Anlage mir der ersten Wand des Gehäuses gebracht. Dies kann über eine Flächenpressung erfolgen, aber auch durch eine stoffschlüssige Verbindung. Dadurch wird die elektrisch erzeugte Wärme unmittelbar in den Verdampfer eingetragen und ein unmittelbares Verdampfen des Arbeitsmediums ermöglich. Dies steigert wiederum das Ansprechverhalten und die Effizienz des Systems.The electric heater is preferably brought into full-surface contact with the first wall of the housing. This can be done via a surface pressure, but also by a cohesive connection. As a result, the electrically generated heat is introduced directly into the evaporator and allows immediate evaporation of the working medium. This in turn increases the response and efficiency of the system.

Ein elektrischer Heizer macht die Heizvorrichtung in ihrem Betrieb unabhängig von anderen möglichen Wärmequellen, wie etwa dem Abgasstrang. Insbesondere bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, wo es keine Abgaswärme zu verwerten gibt, ist ein elektrischer Heizer vorteilhaft. Zudem ist dadurch eine kontinuierliche und steuerbare Wärmezufuhr möglich. An electric heater makes the heater in its operation independent of other possible heat sources, such as the exhaust line. In particular, in electrically powered vehicles, where there is no exhaust heat to exploit, an electric heater is advantageous. In addition, a continuous and controllable heat supply is possible.

Auch bei konventionell betriebenen Fahrzeugen treten Situationen auf, in denen keine oder nur geringe Abgaswärme vorhanden ist. Beispielsweise kann bei niedrigen Außentemperaturen, solange die Abgastemperatur zu niedrig für einen effektiven Betrieb der Heizvorrichtung ist, der elektrische Heizer die Wärmezufuhr für den Verdampfer übernehmen. Bevorzugt sind dann sowohl der elektrische Heizer als auch der Abgasstrang an der Außenseite einer ersten Wand des Gehäuses angeordnet.Even with conventionally operated vehicles occur situations in which little or no exhaust heat is available. For example, at low outdoor temperatures, as long as the exhaust gas temperature is too low for effective operation of the heater, the electric heater can take over the heat input to the evaporator. Preferably, both the electric heater and the exhaust gas line are then arranged on the outside of a first wall of the housing.

Einen weiteren Anwendungsfall stellt die Fahrzeugbatterie in besondere bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug dar. Wird etwa die eine Batterie bei stillstehendem Kraftfahrzeug geladen und ist dabei eine Temperierung der Batterie notwendig, kann auch dafür eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit einem elektrischen Heizer genutzt werden.A further application is the vehicle battery in particular in an electrically powered vehicle. If, for example, a battery is charged when the motor vehicle is stationary and a temperature control of the battery is necessary, a heating device according to the invention with an electric heater can also be used for this purpose.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Kapillarstruktur an der Innenseite der ersten Wand des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird der Wärmeeintrag in die Kapillarstruktur weiter optimiert und die Verdampfung des Arbeitsmediums noch effektiver durchgeführt. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung in einfacher Weise der oben beschriebene Hohlraum zwischen Kapillarstruktur und der Gehäusewand erzeugt und die Dampf- und Flüssigseite des Verdampfers sind durch eine Dichtung auf der Flüssigseite der Kapillarstruktur sehr einfach voneinander abzutrennen.It is preferably provided that the capillary structure is arranged on the inside of the first wall of the housing. This further optimizes the heat input into the capillary structure and makes the evaporation of the working medium even more effective. At the same time, the above-described cavity between the capillary structure and the housing wall is produced by this arrangement in a simple manner and the vapor and liquid side of the evaporator are very easy to separate from each other by a seal on the liquid side of the capillary structure.

Weiterhin sieht eine besondere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Kapillarstruktur an ihrer an der ersten Wand anliegenden Oberfläche in ihrer Längs- und/oder Querrichtung verlaufende einstückig und materialeinheitliche, ausgebildete Dampfrillen aufweist. Diese Dampfrillen liegen mithin auf der Dampfseite der Kapillarstruktur vor und dienen dazu, das gasförmige Arbeitsmedium zügig zu der Hinleitung abzuleiten. Zusätzlich kann ein Dampfsammelraum unmittelbar vor der Hinleitung vorgesehen sein, in den die Dampfrillen münden. Dadurch wird die Verdampfung des Arbeitsmediums effektiver gestaltet.Furthermore, a special embodiment of the invention provides that the capillary structure has on its surface lying against the first wall in its longitudinal and / or transverse direction running integrally and material-uniform, formed steam grooves. These steam grooves are therefore on the steam side of the capillary structure and serve to quickly divert the gaseous working fluid to the outgoing line. In addition, a steam collecting space may be provided immediately before the forward line into which the steam grooves open. This will make the evaporation of the working fluid more effective.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass zwischen der Kapillarstruktur und der Innenseite der ersten Wand des Gehäuses Abstandhalter angeordnet sind, die zusammen mit der Kapillarstruktur und der ersten Wand in Längs- und/oder Querrichtung der Kapillarstruktur verlaufende Dampfrillen ausbilden. Alternatively it can be provided that between the capillary structure and the inside of the first wall of the housing spacers are arranged, which form together with the capillary structure and the first wall in the longitudinal and / or transverse direction of the capillary extending steam grooves.

In dieser Variante kann die Kapillarstruktur einfacher hergestellt werden. Die Abstandshalter können beispielsweise als Stege oder Sicken aus der Gehäusewand ausgebildet sein. Alternativ können auch Pins vorgesehen sein, die einstückig aus der Wand ausgebildet sein können oder form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Wand verbunden sind.In this variant, the capillary structure can be made simpler. The spacers may be formed, for example, as webs or beads of the housing wall. Alternatively, it can also be provided pins, which may be integrally formed from the wall or positively and / or non-positively and / or materially connected to the wall.

Eine weitere besondere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass ein Ausgleichsvolumen für das Arbeitsmedium vorgesehen ist.Another particular embodiment of the invention provides that a compensation volume for the working medium is provided.

Wie bereits weiter oben beschrieben, muss gewährleistet sein, dass die Kapillarstruktur jederzeit mit flüssigem Arbeitsmedium gesättigt ist. Es ist daher grundsätzlich eine möglichst große Menge des Arbeitsmediums in dem System wünschenswert, um einen kontinuierlichen Nachfluss zu der Kapillarstruktur zu gewährleisten. Dementsprechend ist ein Ausgleichsvolumen vorgesehen, der das nicht im direkten Umlauf befindliche Arbeitsmedium aufnimmt.As already described above, it must be ensured that the capillary structure is saturated at all times with liquid working medium. It is therefore in principle desirable to use the largest possible amount of the working medium in the system in order to ensure a continuous flow to the capillary structure. Accordingly, a compensation volume is provided which receives the working medium not in direct circulation.

Beim Startzustand muss auch unbedingt eine Restmenge an flüssigem Arbeitsmedium in dem Ausgleichsvolumen vorhanden sein, damit ein unmittelbarer Nachfluss zur Sättigung der Kapillarstruktur gegeben ist.At the start state, it is imperative that a residual amount of liquid working medium be present in the equalizing volume so that there is an immediate flow to saturate the capillary structure.

Das Gesamtvolumen muss aber so bemessen sein, dass zu jedem Betriebszeitpunkt das System lediglich durch den Dampfdruck und nicht durch hydrostatischen Druck belastet wird, selbst wenn das gesamte Arbeitsmedium in den gasförmigen Zustand übergegangen ist. Ansonsten besteht die Gefahr des Berstens des Systems. However, the total volume must be such that at any point in time, the system is only loaded by the vapor pressure and not by hydrostatic pressure, even if the entire working medium has gone into the gaseous state. Otherwise, there is a risk of bursting the system.

Bevorzugt ist das Ausgleichsvolumen für das Arbeitsmedium in oder unmittelbar an dem Gehäuse vorgesehen. Durch diese kompakte Konzeption wird der benötigte Bauraum weiter optimiert.The compensation volume for the working medium is preferably in or directly on the housing intended. This compact design further optimizes the required installation space.

Besonders bevorzugt ist das Ausgleichsvolumen als Ausstülpung einer zweiten Wand des Gehäuses ausgebildet. Auch dies ermöglicht eine bauraumoptimierte Gestaltung des Verdampfers, da das Ausgleichsvolumen nahezu beliebig geformt werden und an den vorhandenen Bauraum angepasst werden kann.Particularly preferably, the compensation volume is designed as a protuberance of a second wall of the housing. This also allows a space-optimized design of the evaporator, since the compensation volume can be formed almost arbitrarily and adapted to the available space.

Eine einstückige Ausbildung des Ausgleichsvolumens in der Gehäusewand ermöglicht zudem eine ideale Dichtigkeit des Ausgleichsvolumens.A one-piece design of the compensation volume in the housing wall also allows an ideal tightness of the compensation volume.

Die Ausstülpung für das Ausgleichsvolumen ist bevorzugt gegenüberliegend von der Kapillarstruktur an der zweiten Wand des Gehäuses ausgebildet und formt eine dachartige Struktur. Diese Gestaltung ermöglicht es, dass sich Dampf der sich unerwünscht auf der Flüssigseite des Verdampfers gebildet hat, dort an der höchsten Stelle der Ausstülpung sammeln kann. damit wird vermieden, dass sich der Dampf in der Umgebung der Kapillarstruktur sammelt und eine Untersättigung der Kapillarstruktur ermöglicht. Der in der Ausstülpung gesammelte Dampf kann ebenfalls über eine separate Leitung in die Hinleitung geleitet werden.The protuberance for the compensating volume is preferably formed opposite the capillary structure on the second wall of the housing and forms a roof-like structure. This design allows vapor which has formed undesirably on the liquid side of the evaporator to collect there at the highest point of the protuberance. This avoids that the steam collects in the vicinity of the capillary structure and allows a supersaturation of the capillary structure. The vapor collected in the protuberance may also be directed to the outgoing conduit via a separate conduit.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an der ersten Wand des Gehäuses Flansche ausgebildet sind, die die Wärmequelle zumindest teilweise umgreifen. Diese Ausgestaltung verbessert die Ausnutzung der Wärmequelle und damit den Wärmeeintrag in den Verdampfer. Bei den Flanschen kann es sich beispielsweise um in die Wand eingeformte Sicken handeln oder um Finnen die einstückig aus der Wand ausgeformt sind oder stoffschlüssig mit der Wand verbunden sind.A further embodiment of the invention provides that on the first wall of the housing flanges are formed, which surround the heat source at least partially. This embodiment improves the utilization of the heat source and thus the heat input into the evaporator. The flanges may, for example, be corrugations formed in the wall or fins which are formed in one piece from the wall or are materially connected to the wall.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zwei Verdampfer vorzugsweise symmetrisch an einer Wärmequelle angeordnet sind und über jeweils ein Wärmeleitungselement mit einem oder mit jeweils einem Wärmetauscher verbunden sind. It is particularly preferably provided that two evaporators are preferably arranged symmetrically on a heat source and are connected in each case via a heat conduction element with one or each with a heat exchanger.

Weiterhin bevorzugt sind die Flansche der Gehäuse der beiden Verdampfer so ausgebildet sind, dass die Wärmequelle vollständig umgriffen wird.Further preferably, the flanges of the housing of the two evaporators are formed so that the heat source is completely encompassed.

Auch diese Ausgestaltungen dienen der Optimierung der Wärmenutzung. Die an der Wärmequelle anliegenden Wände der Verdampfer und jeweiligen Flansche bilden dann einen Hohlraum, in dem die Wärmequelle vollflächig anliegend angeordnet ist. Auf diese Weise kann nahezu die gesamte von der Wärmequelle zur Verfügung gestellte Wärme in den Kreislauf des Arbeitsmediums eingeleitet werden. Dabei können beide Verdampfer über ihre Wärmeleitungselemente mit einem einzigen Wärmetauscher verbunden sein und somit die lokal zur Verfügung gestellte Wärmemenge erhöhen. Andererseits können auch unterschiedliche Orte im Fahrzeug mit Wärme versorgt werden, indem jeder Verdampfer mit einem separaten Wärmetauscher verbunden ist.These embodiments also serve to optimize the use of heat. The voltage applied to the heat source walls of the evaporator and respective flanges then form a cavity in which the heat source is disposed over the entire surface. In this way, almost all of the heat provided by the heat source can be introduced into the circulation of the working medium. Both evaporators can be connected via their heat-conducting elements with a single heat exchanger and thus increase the amount of heat available locally. On the other hand, different locations in the vehicle can be supplied with heat by each evaporator is connected to a separate heat exchanger.

Diese Anordnung kann im Grund beliebig erweitert werden. Bei einer langgestreckten Wärmequelle wie etwa einem Abgasstrang oder einem entsprechend gestalteten elektrischen Heizer, können mehrere Verdampfer hintereinander angeordnet und eine Mehrzahl von Zielorten im Fahrzeug mit Wärme versorgt werden.This arrangement can basically be extended as desired. In an elongated heat source such as an exhaust line or a correspondingly designed electrical heater, a plurality of evaporators can be arranged one behind the other and a plurality of destinations in the vehicle can be supplied with heat.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Arbeitsmedium unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle in einem Verdampfer in einem gasförmigen Zustand überführt und über ein Wärmeleitungselement zu einem Wärmetauscher geleitet wird, wo das gasförmige Arbeitsmedium unter Abgabe von Wärme kondensiert. Das gasförmige Arbeitsmedium wird über eine Hinleitung von dem Verdampfer zu dem Wärmetauscher geleitet wird und das kondensierte Arbeitsmedium wird über eine Rückleitung von dem Wärmetauscher zu dem Verdampfer geleitet.Furthermore, the invention relates to a method for heating a passenger compartment or a vehicle component of a motor vehicle, wherein a working fluid is transferred under heat supply by a heat source in an evaporator in a gaseous state and passed through a heat conducting element to a heat exchanger, where the gaseous working fluid with release of heat condensed. The gaseous working medium is passed via an outgoing line from the evaporator to the heat exchanger and the condensed working medium is passed via a return line from the heat exchanger to the evaporator.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist insbesondere der unmittelbare Wärmeeintrag in das Arbeitsmedium und die dortige Speicherung in Form von latenter Wärme. Die gespeicherte Wärme wird damit sehr schnell zu den Wärmetauschern transportiert und ein Fahrgastinnenraum oder eine Fahrzeugkomponente, kann sehr zügig auf die gewünschte Zieltemperatur gebracht werden. Das System weist somit ein schnelleres Ansprechverhalten auf, als bei einer lediglichen Erwärmung eines Arbeitsmediums, das in seinem vorliegenden Aggregatzustand verbleibt. Weitere Aspekte und Vorteile des Verfahrens wurden oben bereits im Zusammenhang mit der Heizvorrichtung erläutert.An advantage of this method is in particular the direct heat input into the working medium and the local storage in the form of latent heat. The stored heat is thus very quickly transported to the heat exchangers and a passenger compartment or a vehicle component can be brought very quickly to the desired target temperature. The system thus has a faster response than merely heating a working medium which remains in its present state of aggregation. Further aspects and advantages of the method have already been explained above in connection with the heating device.

Durch den Wärmetransport in Form von latenter Wärme wird der Wärmeverlust in den Leitungen gering gehalten, was eine hohe energiesparende Effizienz des Verfahrens zur Folge hat.The heat transfer in the form of latent heat, the heat loss is kept low in the lines, resulting in a high energy-saving efficiency of the process.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das kondensierte Arbeitsmedium durch Kapillarkräfte von einer Flüssigseite des Verdampfers durch eine zwischen der Hinleitung und der Rückleitung angeordneten Kapillarstruktur zu einer Dampfseite des Verdampfers geleitet wird.It is preferably provided that the condensed working medium is conducted by capillary forces from a liquid side of the evaporator through a capillary structure arranged between the outfeed line and the return line to a vapor side of the evaporator.

Wie weiter oben im Zusammenhang mit der Heizvorrichtung selbst beschrieben führt das Verdampfen des Arbeitsmediums auf der Dampfseite des Verdampfers zu einer Druckdifferenz zwischen Dampfseite und Flüssigseite, wodurch der Dampf zu dem Wärmetauscher transportiert wird. Die Druckdifferenz wird die durch entgegenwirkende Kapillarkräfte aufrecht gehalten. Bedingt durch Kapillarkräfte wird flüssiges Arbeitsmedium in die Kapillarstruktur nachgezogen und ein somit Kreislauf für das Arbeitsmedium angetrieben. Eine zusätzliche Pumpe ist obsolet, was die Effizienz des Systems weiter verbessert, da keine zusätzliche Energie zum Betrieb der Pumpe benötigt wird.As described above in the context of the heating device itself, the evaporation of the working medium on the steam side of the evaporator leads to a pressure difference between the steam side and the liquid side, whereby the steam to is transported to the heat exchanger. The pressure difference is maintained by counteracting capillary forces. Due to capillary forces liquid working fluid is drawn into the capillary structure and thus driven a circuit for the working fluid. An additional pump is obsolete, which further improves the efficiency of the system, since no additional energy is needed to operate the pump.

Besonders bevorzugt wird das Arbeitsmedium bei einer Temperatur zwischen 50°C und 200°C, bevorzugt zwischen 60°C und 130°C, besonders bevorzugt zwischen 70°C und 110°C verdampft.Particularly preferably, the working medium is evaporated at a temperature between 50 ° C and 200 ° C, preferably between 60 ° C and 130 ° C, more preferably between 70 ° C and 110 ° C.

Das im jeweiligen Anwendungsfall vorgesehene Temperaturfenster hängt dabei von der gewünschten Zieltemperatur am Wärmetauscher und dem zum Einsatz kommenden Arbeitsmedium ab.The temperature window provided in the respective application depends on the desired target temperature at the heat exchanger and the working medium used.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren erläutert.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schemazeichnung einer aus dem Stand der Technik bekannten Heizvorrichtung, 1 a schematic drawing of a known from the prior art heater,

2 eine Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, 2 a schematic drawing of a heating device according to the invention,

3 eine Schnittdarstellung eines Verdampfers, 3 a sectional view of an evaporator,

4 eine Schnittdarstellung eines Verdampfers mit einem Ausgleichsvolumen und 4 a sectional view of an evaporator with a compensation volume and

5 eine Schnittdarstellung einer Ausgestaltung mit zwei Verdampfern. 5 a sectional view of an embodiment with two evaporators.

Die 1 zeigt eine Heizvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, in einer schematischen Darstellung. Die Heizvorrichtung besteht aus einem Widerstandsheizelement 11, in dem das in dem Kreislauf der Heizvorrichtung 10 enthaltene Wasser erhitzt wird. Über eine erste Leitung 12 gelangt das Wasser in einen Wärmetauscher 13, wo das Wasser abgekühlt und die freiwerdende Wärme an ihren vorgesehenen Ort, beispielsweise den Fahrgastinnenraum, abgegeben wird. Das abgekühlte Wasser wird über eine zweite Leitung 14 durch einen Ausgleichsbehälter 15 geführt, der wiederum über eine dritte Leitung 16 mit einer Pumpe 17 verbunden ist. Von der Pumpe 17 wird das Wasser über eine vierte Leitung 18 zurück in das Widerstandsheizelement 11 geleitet und der Kreislauf beginnt von neuem.The 1 shows a heater 10 for a motor vehicle, as known from the prior art, in a schematic representation. The heater consists of a resistance heating element 11 in which the in the circuit of the heater 10 contained water is heated. About a first line 12 the water enters a heat exchanger 13 Where the water is cooled and the heat released in their intended place, such as the passenger compartment, is discharged. The cooled water is via a second line 14 through a surge tank 15 led, in turn, via a third line 16 with a pump 17 connected is. From the pump 17 the water is via a fourth pipe 18 back into the resistance heating element 11 and the cycle starts again.

Bei dem Widerstandsheizelement 11 kann es sich beispielsweise um einen sogenannten PTC-Heizer handeln, der mit einer Leistung von bis zu einigen Kilowatt, beispielsweise 5 Kilowatt, das Wasser erwärmt. Als zusätzlicher Stromverbraucher ist die Pumpe 17 zu sehen, die in dieser Heizvorrichtung 10 zwingend notwendig ist, um den Wasserkreislauf am Laufen zu halten. Zudem führen Wärmeaufnahme und der Wärmetransport zu einem relativ langsamen Ansprechverhalten des Systems.In the resistance heating element 11 it may be, for example, a so-called PTC heater, with a power of up to several kilowatts, for example 5 Kilowatts of warming water. As an additional power consumer is the pump 17 to see that in this heater 10 is imperative to keep the water cycle running. In addition, heat absorption and heat transport lead to a relatively slow response of the system.

In der praktischen Umsetzung ist diese Heizvorrichtung 10 zudem sehr bauraumeinnehmend, was neben den einzelnen Komponenten auch an den vier Leitungen 12, 14, 16, 18 liegt. Werden diese zu dünn ausgelegt, ist wegen des großen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses der Wärmeverlust über die Leitungswände zu groß. Ein Mindestvolumen für diese Leitungen 12, 14, 16, 18 ist daher unabdingbar. Neben dem beanspruchten Gesamtvolumen geht dies zudem mit einer geringeren Flexibilität bei der Leitungsführung einher.In practice, this heater is 10 also very space-consuming, which in addition to the individual components on the four lines 12 . 14 . 16 . 18 lies. If these are designed too thin, the heat loss through the pipe walls is too high because of the large surface-to-volume ratio. A minimum volume for these lines 12 . 14 . 16 . 18 is therefore essential. In addition to the claimed total volume, this is also associated with a lower flexibility in the wiring.

Wasser siedet unter Normalbedingungen bei 100°C, so dass die einbringbare Wärmemenge begrenzt ist. Zudem macht die temperaturbedingte Volumenänderung einen zusätzlichen großvolumigen Ausgleichbehälter 15 notwendig.Water boils under normal conditions at 100 ° C, so that the amount of heat that can be introduced is limited. In addition, the temperature-related volume change makes an additional large-volume expansion tank 15 necessary.

Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung 20 für ein Kraftfahrzeug hingegen zeigt 2. Diese weist einen Wärmetauscher 21 zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente (jeweils nicht näher dargestellt) auf. Bei der Fahrzeugkomponente handelt es sich um einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs, der dauerhaft oder in bestimmten Situationen erwärmt werden soll. Beispiele hierfür sind die Batterie oder ein Behältnis für Getriebeöl. Weiterhin weist die Heizvorrichtung einen Verdampfer 22 auf, in dem ein Arbeitsmedium 31 unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle 25 verdampfbar ist. Weiterhin ist ein Wärmeleitungselement vorhanden, das eine Hinleitung 23 und eine Rückleitung 24 zum Transport des Arbeitsmediums 31 umfasst. Die Wärmequelle 25 kann, wie in dieser exemplarischen Darstellung, eine elektrischer Heizer sein, der über eine Spannungsquelle 19 mit Strom versorgt wird. Aber auch andere Wärmequellen sind denkbar, etwa ein Abgasrohr. A heating device according to the invention 20 for a motor vehicle, however, shows 2 , This has a heat exchanger 21 for heating a passenger compartment or a vehicle component (not shown in detail) on. The vehicle component is a component of the motor vehicle that is to be heated permanently or in certain situations. Examples include the battery or a container for transmission oil. Furthermore, the heater has an evaporator 22 on, in which a working medium 31 with heat supplied by a heat source 25 is vaporizable. Furthermore, a heat conduction element is present, which is an outgoing line 23 and a return 24 for transporting the working medium 31 includes. The heat source 25 may, as in this exemplary illustration, be an electrical heater that has a voltage source 19 is powered. But other heat sources are conceivable, such as an exhaust pipe.

In der Heizvorrichtung 20 muss kein vollständiges Flüssigkeitsvolumen erwärmt werden, es wird ein Arbeitsmedium 31 verdampft und die eingebrachte Wärme in Form von latenter Wärme in dem gasförmigen Arbeitsmedium 31 gespeichert. Bei dem Arbeitsmedium 31 kann es sich beispielsweise um Wasser handeln, aber auch um Alkohole wie Methanol oder Ethanol. Das zum Einsatz kommende Arbeitsmedium 31 hängt maßgeblich von dem Temperaturfenster ab, bei dem der Wärmetauscher betrieben werden soll. Daran angepasst ist nämlich der Verdampfungspunkt des Arbeitsmediums zu wählen. In the heater 20 it is not necessary to heat up a complete volume of liquid, it becomes a working medium 31 evaporates and the heat introduced in the form of latent heat in the gaseous working medium 31 saved. At the working medium 31 it may be, for example, water, but also alcohols such as methanol or ethanol. The working medium used 31 depends significantly on the temperature window at which the heat exchanger is to be operated. Adapted to this is namely to choose the evaporation point of the working medium.

Das verdampfte Arbeitsmedium 31 wird über die Hinleitung 23 zum Wärmetauscher 21 geführt. Dort wird der Dampf kondensiert und gibt die Wärme wieder ab, die dem Zielort zugeführt wird. Das flüssige Arbeitsmedium 31 wird über die Rückleitung 24 zurück zum Verdampfer 22 transportiert. Da der Wärmetransport in Form von latenter Wärme stattfindet, ist der Wärmeverlust über die Wände der Hinleitung 23 sehr viel geringer, als im beschriebenen Stand der Technik. Die Leitungen 23, 24 können dünner gestaltet werden, was sie kleinvolumiger, leichter und flexibler macht. Es sind auch nur zwei Leitungen 23, 24 notwendig, was die Heizvorrichtung 20 insgesamt kompakter macht. The evaporated working medium 31 is about the forwarding 23 to the heat exchanger 21 guided. There, the steam is condensed and releases the heat that is supplied to the destination. The liquid working medium 31 will be on the return line 24 back to the evaporator 22 transported. Since the heat transfer takes place in the form of latent heat, the heat loss through the walls of the forward line 23 much lower than in the described prior art. The wires 23 . 24 can be made thinner, which makes them smaller in volume, lighter and more flexible. There are only two lines 23 . 24 necessary, what the heater 20 makes it more compact overall.

Bereits bei der Auslegung kann das System hinsichtlich der benötigten Menge des Arbeitsmediums 31 konzipiert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, welches Volumen das gesamte verdampfte Arbeitsmedium 31 besitzt. Zu keinem Zeitpunkt jedoch ist die Heizvorrichtung 20 vollständig mit flüssigem Arbeitsmedium 31 gefüllt. Dadurch entfällt ein großvolumiger, separater Ausgleichsbehälter 15. Zwar ist ein kleineres Ausgleichsvolumen 37 notwendig, das jedoch unproblematisch in unmittelbarer Nähe zu dem Verdampfer 22 angeordnet oder in diesem selbst ausgebildet werden kann. So wird ebenfalls eine hohe Kompaktheit in der Bauweise ermöglicht.Already during the design, the system can with regard to the required amount of the working medium 31 be conceived. It should be considered, which volume the entire evaporated working medium 31 has. At no time, however, is the heater 20 completely with liquid working medium 31 filled. This eliminates a large-volume, separate expansion tank 15 , Although a smaller compensation volume 37 necessary, but without any problems in the immediate vicinity of the evaporator 22 can be arranged or formed in this itself. So also a high compactness in the construction is made possible.

Schließlich wird durch das Verdampfen des Arbeitsmediums 31 und des Transport des gasförmigen Arbeitsmediums 31 der Wärmetransport sehr zügig bewerkstelligt. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Ansprechverhalten des Systems. Durch den Wärmetauscher 21 kann der Fahrgastraum oder die Fahrzeugkomponente zügig aufgeheizt werden, insbesondere in der kalten Jahreszeit führt dies zu einem deutlich verbesserten Fahrkomfort.Finally, by the evaporation of the working medium 31 and the transport of the gaseous working medium 31 the heat transport accomplished very quickly. This allows a very fast response of the system. Through the heat exchanger 21 the passenger compartment or the vehicle component can be heated quickly, especially in the cold season, this leads to a significantly improved ride comfort.

In 3 ist eine mögliche Ausgestaltung des Verdampfers 22 detaillierter dargestellt. Zwischen der Hinleitung 35 und der Rückleitung 34 ist eine Kapillarstruktur 28 angeordnet. Diese besteht aus einem porösen Material, wobei die Porosität zwischen 40% und 60%, bevorzugt zwischen 45% und 55%, besonders bevorzugt zwischen 48% und 52% liegt. Es handelt sich hierbei um ein gesintertes metallisches Material, beispielsweise Kupfer. Die Kapillarstruktur 28 ist in einem Gehäuse 26 untergebracht, in das die Rückleitung 34 hinein- und die Hinleitung 35 herausführt.In 3 is a possible embodiment of the evaporator 22 shown in more detail. Between the forwarding 35 and the return 34 is a capillary structure 28 arranged. This consists of a porous material, wherein the porosity is between 40% and 60%, preferably between 45% and 55%, particularly preferably between 48% and 52%. It is a sintered metallic material, such as copper. The capillary structure 28 is in a housing 26 housed, in which the return line 34 in and out 35 out leads.

Die Kapillarstruktur 28 ist dabei an einer Innenseite einer ersten Wand 27 des Gehäuses 26 angeordnet. Die erste Wand 27 bildet gleichzeitig einen Deckel des Gehäuses 26. Auf der gegenüberliegenden Außenseite der ersten Wand 27 ist eine Wärmequelle 25 angeordnet. The capillary structure 28 is on an inside of a first wall 27 of the housing 26 arranged. The first wall 27 at the same time forms a cover of the housing 26 , On the opposite outside of the first wall 27 is a heat source 25 arranged.

Zwischen der Kapillarstruktur 28 und einer zweiten Wand 30 des Gehäuses 26 ist ein Hohlraum 36 ausgebildet. In diesem Hohlraum 36 kann sich das flüssige Arbeitsmedium 31 sammeln, so dass (auf die Darstellung in 3 bezogen) die Oberseite der Kapillarstruktur 28, auch deren Flüssigseite genannt, stets benetzt ist und die Kapillarstruktur 28 selbst mit flüssigem Arbeitsmedium 31 gesättigt ist. Durch Dichtungen 32 ist die Flüssigseite der Kapillarstruktur 28 von der gegenüberliegenden sogenannten Dampfseite abgedichtet.Between the capillary structure 28 and a second wall 30 of the housing 26 is a cavity 36 educated. In this cavity 36 can the liquid working medium 31 gather, so that (on the presentation in 3 relative) the top of the capillary structure 28 , also called its liquid side, is always wetted and the capillary structure 28 even with liquid working medium 31 is saturated. Through seals 32 is the liquid side of the capillary structure 28 sealed from the opposite so-called steam side.

Die Wärmequelle 25 erwärmt das Arbeitsmedium 31, das sich auf der Dampfseite in der Kapillarstruktur 28 befindet und verdampft dieses. Der Dampf sammelt sich in Dampfrillen 29, die in der Kapillarstruktur 28 an ihrer an der ersten Wand 27 anliegenden Oberfläche, also der Dampfseite, einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind. The heat source 25 heats the working medium 31 that is located on the vapor side in the capillary structure 28 is located and evaporates this. The steam collects in steaming grooves 29 that are in the capillary structure 28 at her on the first wall 27 adjacent surface, so the steam side, are integrally formed and of uniform material.

Auf der Dampfseite des Verdampfers herrscht auf Grund der höheren Temperatur ein höherer Druck als auf der Flüssigseite. Durch Kapillarkräfte wird das flüssige Arbeitsmedium 31 weiter von der Flüssigseite durch die Kapillarstruktur 28 auf die Dampfseite gesogen und dort wiederum verdampft. Der Dampf strömt, bedingt durch die herrschende Druckdifferenz, die durch entgegenwirkende Kapillarkräfte aufrecht gehalten wird, in einen Dampfsammelraum 33 von dem aus die Hinleitung 35 zum hier nicht dargestellten Wärmetauscher 21 führt (Flussrichtung B des gasförmigen Arbeitsmediums). Dort kondensiert der Dampf und wird über die Rückleitung 34 zurück in den Hohlraum 36 in dem Gehäuse 26 geleitet (Flussrichtung A des flüssigen Arbeitsmediums). Hier zeigt sich ein weiterer vorteilhafter Aspekt der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 20. Der durch die Druckdifferenz angetriebene Strom des Arbeitsmediums 31 führt zu einem automatischen Kreislauf des Arbeitsmediums 31 in der Heizvorrichtung 20. Dadurch wird eine zusätzliche Pumpe, mithin ein zusätzlicher Energieverbraucher, überflüssig und gleichzeitig zusätzlich Bauraum eingespart.On the steam side of the evaporator there is a higher pressure than on the liquid side due to the higher temperature. By capillary forces, the liquid working fluid 31 further from the liquid side through the capillary structure 28 sucked on the steam side and there again evaporated. Due to the prevailing pressure difference, which is held up by counteracting capillary forces, the steam flows into a vapor collecting space 33 from there the forwarding 35 for the heat exchanger, not shown here 21 leads (flow direction B of the gaseous working medium). There, the vapor condenses and gets over the return line 34 back to the cavity 36 in the case 26 directed (flow direction A of the liquid working medium). This shows a further advantageous aspect of the heating device according to the invention 20 , The driven by the pressure difference current of the working medium 31 leads to an automatic circulation of the working medium 31 in the heater 20 , As a result, an additional pump, thus an additional energy consumer, superfluous and at the same time saves additional space.

Beim Erwärmen des Arbeitsmediums 31 wird dieses bei einer Temperatur zwischen 50°C und 200°C, bevorzugt zwischen 60°C und 130°C, besonders bevorzugt zwischen 70°C und 110°C verdampft. Das Dampfvolumen ist gewöhnlich größer als das Flüssigvolumen des Arbeitsmediums 31. Dies ist bei der Auslegung des Gesamtsystems der Heizvorrichtung 20 zu berücksichtigen. When heating the working medium 31 this is evaporated at a temperature between 50 ° C and 200 ° C, preferably between 60 ° C and 130 ° C, more preferably between 70 ° C and 110 ° C. The vapor volume is usually greater than the liquid volume of the working medium 31 , This is in the design of the overall system of the heater 20 to take into account.

Es ist grundsätzlich eine möglichst große Menge des Arbeitsmediums 31 in dem System wünschenswert, um einen kontinuierlichen Nachfluss zu der Kapillarstruktur 28 zu gewährleisten, damit diese stets durch das flüssige Arbeitsmedium 31 gesättigt bleibt. Allerdings ist auch der zur Verfügung stehende Bauraum und das Gesamtgewicht des Systems zu beachten. It is basically the largest possible amount of the working medium 31 in the system desirable to provide a continuous flow to the capillary structure 28 ensure that they are always through the liquid working medium 31 remains saturated. However, the one available too standing space and the total weight of the system to pay attention.

Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass zu jedem Betriebszeitpunkt das System lediglich durch den Dampfdruck und nicht durch hydrostatischen Druck belastet wird, selbst wenn das gesamte Arbeitsmedium 31 in den gasförmigen Zustand übergegangen ist. Ansonsten besteht die Gefahr des Berstens des Systems. Dementsprechend wird die Befüllung des Gesamtsystems minimal gehalten und es ist ein Ausgleichsvolumen 37 vorgesehen, des das nicht im direkten Umlauf befindliche Arbeitsmedium 31 aufnimmt.At the same time, it must be ensured that at any point in time the system is only loaded by the vapor pressure and not by hydrostatic pressure, even if the entire working medium 31 has gone into the gaseous state. Otherwise, there is a risk of bursting the system. Accordingly, the filling of the entire system is minimized and it is a compensation volume 37 provided, which is not in direct circulation working medium 31 receives.

Ein solches Ausgleichsvolumen 37 kann als separates Behältnis im Kreislauf vorgesehen sein, aber auch direkt aus dem Gehäuse 26 des Verdampfers 22 ausgeformt sein, wie in 4 dargestellt. Dort ist der Ausgleichsvolumen 37 aus einer zweiten Wand 30 des Gehäuses 26 ausgeformt. Er wird gebildet aus schrägen Wänden 38, 39, die in der Bildebene aus der zweiten Wand 30 nach oben geführt werden. Abgeschlossen wird der Ausgleichsvolumen 37 durch eine Deckfläche 40. Such a compensation volume 37 can be provided as a separate container in the circuit, but also directly from the housing 26 of the evaporator 22 be shaped as in 4 shown. There is the equalization volume 37 from a second wall 30 of the housing 26 formed. It is made up of sloping walls 38 . 39 , in the picture plane from the second wall 30 be led upwards. The compensation volume is completed 37 through a deck area 40 ,

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass sich gasförmiges Arbeitsmedium 31 auch auf der Flüssigseite der Kapillarstruktur bildet. Dies ist nicht erwünscht und kann zu einer mangelhaften Sättigung der Kapillarstruktur 28 mit Arbeitsmedium 31 führen. In diesem Fall hat die hier dargestellte Ausgestaltung des Ausgleichsvolumens 37 weitere Vorteile. Der entstehende Dampf sammelt sich in dem Bereich unterhalb der Deckfläche 40 und damit möglichst weit entfernt von der Kapillarstruktur 28, wodurch eine vollständige Benetzung der Kapillarstruktur 28 mit flüssigem Arbeitsmedium 31 gewahrt bleibt. Es ist auch möglich das Ausgleichsvolumen 37 mit einer zusätzlichen, an der Deckfläche 40 angebrachten Leitung mit dem Dampfsammelraum 33 oder direkt mit der Hinleitung 35 zu verbinden, um den unter der Deckfläche 40 gesammelten Dampf direkt wieder dem Kreislauf zuzuführen.In principle, it is also possible that gaseous working medium 31 also forms on the liquid side of the capillary structure. This is undesirable and may result in poor saturation of the capillary structure 28 with working medium 31 to lead. In this case, the embodiment of the compensation volume shown here has 37 Other advantages. The resulting vapor collects in the area below the top surface 40 and thus as far away as possible from the capillary structure 28 , resulting in complete wetting of the capillary structure 28 with liquid working medium 31 is maintained. It is also possible the compensation volume 37 with an additional, on the top surface 40 attached pipe with the steam storage room 33 or directly with the forward line 35 connect to the under the deck area 40 directly return the collected steam to the circulation.

Um eine noch effektivere Ausnutzung der durch die Wärmequelle 25 zur Verfügung gestellten Wärme zu erreichen, können zwei Verdampfer 41, 44 symmetrisch an der Wärmequelle 25 angeordnet sein, wie 5 dies zeigt. Der erste Verdampfer 41 und der zweite Verdampfer 44 weisen jeweils zwei Flansche 47, 48, 49, 50 auf, die an den Gehäusen der Verdampfer 41, 44 angebracht sind. Diese Flansche 47, 48, 49, 50 umgreifen die Wärmequellen 25 vollständig. Somit kann die gesamte umfangsseitig abgestrahlte Wärme der Wärmequelle 25 aufgenommen und dem Arbeitsmedium 31 zugeführt werden. Die Verdampfer 41, 44 verfügen über jeweils eine Hinleitung 43, 46 und eine Rückleitung 42, 45 durch die das gasförmige Arbeitsmedium 31 in Flussrichtung B, B‘ abtransportiert und das flüssige Arbeitsmedium 31 in Flussrichtung A, A‘ rückgeführt wird.To make even more effective use of the heat source 25 To achieve the heat available, two evaporators can be used 41 . 44 symmetrical at the heat source 25 be arranged, like 5 this shows. The first evaporator 41 and the second evaporator 44 each have two flanges 47 . 48 . 49 . 50 on, on the housings of the evaporator 41 . 44 are attached. These flanges 47 . 48 . 49 . 50 embrace the heat sources 25 Completely. Thus, the entire circumferentially radiated heat of the heat source 25 recorded and the working medium 31 be supplied. The evaporators 41 . 44 each have an inbound line 43 . 46 and a return 42 . 45 through the gaseous working medium 31 in the flow direction B, B 'removed and the liquid working medium 31 in the direction of flow A, A 'is recycled.

Dabei können die erste Hinleitung 43 und die zweite Hinleitung 46 zu jeweils unterschiedlichen Empfängern für die transportierte Wärme führen, es können aber auch beide Hinleitungen 43, 46 zu ein und demselben Wärmetauscher führen. Für die erste und zweite Rückleitung 42, 45 gilt dies in analoger Weise.This can be the first forwarding 43 and the second forward 46 each lead to different receivers for the transported heat, but it can also both Hinleitungen 43 . 46 lead to one and the same heat exchanger. For the first and second return 42 . 45 this applies analogously.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Heizvorrichtung heater
11 11
Widerstandsheizelement resistance
12 12
erste Leitung first line
13 13
Wärmetauscher heat exchangers
14 14
zweite Leitung second line
15 15
Ausgleichsbehälter surge tank
16 16
dritte Leitung third line
17 17
Pumpe pump
18 18
vierte Leitung fourth line
19 19
Spannungsquelle voltage source
20 20
Heizvorrichtung heater
21 21
Wärmetauscher heat exchangers
22 22
Verdampfer Evaporator
23 23
Hinleitung forward line
24 24
Rückleitung return
25 25
Wärmequelle heat source
26 26
Gehäuse casing
27 27
erste Wand first wall
28 28
Kapillarstruktur capillary
29 29
Dampfrillen steam grooves
30 30
zweite Wand second wall
31 31
Arbeitsmedium working medium
32 32
Dichtung poetry
33 33
Dampfsammelraum Steam-collecting chamber
34 34
Rückleitung return
35 35
Hinleitung forward line
36 36
Hohlraum cavity
37 37
Ausgleichsvolumen compensating volume
38 38
schräge Wand sloping wall
39 39
schräge Wand sloping wall
40 40
Giebel gable
41 41
Verdampfer Evaporator
42 42
Rückleitung return
43 43
Hinleitung forward line
44 44
Verdampfer Evaporator
45 45
Rückleitung return
46 46
Hinleitung forward line
47 47
Flansch flange
48 48
Flansch flange
49 49
Flansch flange
50 50
Flansch flange
AA
Flussrichtungflow direction
A‘ A '
Flussrichtung flow direction
B B
Flussrichtungflow direction
B‘ B '
Flussrichtung flow direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2407328 A1 [0004] EP 2407328 A1 [0004]

Claims (17)

Heizvorrichtung (20) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Wärmetauscher (21) zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente, zumindest einem Verdampfer (22, 41, 42), in dem ein Arbeitsmedium (31) unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle (25) verdampfbar ist sowie einem den Wärmetauscher (21) und den Verdampfer (22, 41, 42) verbindendes Wärmeleitungselement dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitungselement eine Hinleitung (23, 35, 43, 46) und eine Rückleitung (24, 34, 42, 45) zum Transport des Arbeitsmediums (31) umfasst. Heating device ( 20 ) for a motor vehicle with at least one heat exchanger ( 21 ) for heating a passenger compartment or a vehicle component, at least one evaporator ( 22 . 41 . 42 ), in which a working medium ( 31 ) with heat supplied by a heat source ( 25 ) is vaporized and the heat exchanger ( 21 ) and the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) connecting the heat conduction element, characterized in that the heat conduction element is an outgoing line ( 23 . 35 . 43 . 46 ) and a return ( 24 . 34 . 42 . 45 ) for transporting the working medium ( 31 ). Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinleitung (23, 35, 43, 46) zum Transport eines gasförmigen Anteils des Arbeitsmediums (31) von dem Verdampfer (22, 41, 42) zu dem Wärmetauscher (21) dient und die Rückleitung (24, 34, 42, 45) zum Transport eines flüssigen Anteils des Arbeitsmediums (31) von dem Wärmetauscher (21) zu dem Verdampfer (22, 41, 42) dient.Heating device ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the forward line ( 23 . 35 . 43 . 46 ) for transporting a gaseous portion of the working medium ( 31 ) from the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) to the heat exchanger ( 21 ) and the return line ( 24 . 34 . 42 . 45 ) for transporting a liquid portion of the working medium ( 31 ) from the heat exchanger ( 21 ) to the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) serves. Heizvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (22, 41, 42) eine Kapillarstruktur (28) umfasst, die zwischen der Hinleitung (23, 35, 43, 46) und der Rückleitung (24, 34, 42, 45) angeordnet ist. Heating device ( 20 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) a capillary structure ( 28 ) between the forward line ( 23 . 35 . 43 . 46 ) and the return line ( 24 . 34 . 42 . 45 ) is arranged. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (28) in einem Gehäuse (26) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (26) zwischen der Rückleitung (24, 34, 42, 45) der Kapillarstruktur (28) einen Hohlraum (36) zur Aufnahme des rücktransportierten Arbeitsmediums (31) aufweist.Heating device ( 20 ) according to claim 3, characterized in that the capillary structure ( 28 ) in a housing ( 26 ), wherein the housing ( 26 ) between the return line ( 24 . 34 . 42 . 45 ) of the capillary structure ( 28 ) a cavity ( 36 ) for receiving the back-transported working medium ( 31 ) having. Heizvorrichtung (20) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite einer ersten Wand (27) des Gehäuses (26) ein elektrischer Heizer als Wärmequelle (25) angeordnet ist. Heating device ( 20 ) according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that on the outside of a first wall ( 27 ) of the housing ( 26 ) an electric heater as a heat source ( 25 ) is arranged. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (28) an der Innenseite der ersten Wand (27) des Gehäuses (26) angeordnet ist.Heating device ( 20 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the capillary structure ( 28 ) on the inside of the first wall ( 27 ) of the housing ( 26 ) is arranged. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (28) an ihrer an der ersten Wand (27) anliegenden Oberfläche in ihrer Längs- und/oder Querrichtung verlaufende einstückig und materialeinheitliche, ausgebildete Dampfrillen (29) aufweist.Heating device ( 20 ) according to claim 6, characterized in that the capillary structure ( 28 ) at her on the first wall ( 27 ) adjoining surface extending in its longitudinal and / or transverse direction in one piece and of uniform material, formed steam grooves ( 29 ) having. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kapillarstruktur (28) und der Innenseite der ersten Wand (27) des Gehäuses (26) Abstandhalter angeordnet sind, die zusammen mit der Kapillarstruktur (28) und der ersten Wand in Längs- und/oder Querrichtung der Kapillarstruktur (28) verlaufende Dampfrillen (29) ausbilden.Heating device ( 20 ) according to claim 4 or 5, characterized in that between the capillary structure ( 28 ) and the inside of the first wall ( 27 ) of the housing ( 26 ) Spacers are arranged, which together with the capillary structure ( 28 ) and the first wall in the longitudinal and / or transverse direction of the capillary structure ( 28 ) running steam grooves ( 29 ) train. Heizvorrichtung (20) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichsvolumen (37) für das Arbeitsmedium (31) vorgesehen ist. Heating device ( 20 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that a compensation volume ( 37 ) for the working medium ( 31 ) is provided. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsvolumen (37) für das Arbeitsmedium (31) in oder unmittelbar an dem Gehäuse (26) vorgesehen ist. Heating device ( 20 ) according to claim 9, characterized in that the compensating volume ( 37 ) for the working medium ( 31 ) in or directly on the housing ( 26 ) is provided. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsvolumen (37) als Ausstülpung einer zweiten Wand (30) des Gehäuses (26) ausgebildet ist. Heating device ( 20 ) according to claim 10, characterized in that the compensating volume ( 37 ) as a protuberance of a second wall ( 30 ) of the housing ( 26 ) is trained. Heizvorrichtung (20) nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Wand (27) des Gehäuses (26) Flansche (47, 48, 49, 50) ausgebildet sind, die die Wärmequelle (25) zumindest teilweise umgreifen. Heating device ( 20 ) according to one or more of claims 5 to 11, characterized in that on the first wall ( 27 ) of the housing ( 26 ) Flanges ( 47 . 48 . 49 . 50 ) are formed, the heat source ( 25 ) at least partially embrace. Heizvorrichtung (20) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verdampfer (22, 41, 42) vorzugsweise symmetrisch an einer Wärmequelle (25) angeordnet sind und über jeweils ein Wärmeleitungselement mit einem oder mit jeweils einem Wärmetauscher (21) verbunden sind.Heating device ( 20 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that two evaporators ( 22 . 41 . 42 ) preferably symmetrically at a heat source ( 25 ) are arranged and in each case via a heat conduction element with one or each with a heat exchanger ( 21 ) are connected. Heizvorrichtung (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (47, 48, 49, 50) der Gehäuse (26) der beiden Verdampfer (22, 41, 42) so ausgebildet sind, dass die Wärmequelle (25) vollständig umgriffen wird. Heating device ( 20 ) according to claim 13, characterized in that the flanges ( 47 . 48 . 49 . 50 ) of the housing ( 26 ) of the two evaporators ( 22 . 41 . 42 ) are designed so that the heat source ( 25 ) is completely encompassed. Verfahren zur Beheizung eines Fahrgastinnenraums oder einer Fahrzeugkomponente eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Arbeitsmedium (31) unter Wärmezufuhr durch eine Wärmequelle (25) in einem Verdampfer (22, 41, 42) in einem gasförmigen Zustand überführt und über ein Wärmeleitungselement zu einem Wärmetauscher (21) geleitet wird, wo das gasförmige Arbeitsmedium (31) unter Abgabe von Wärme kondensiert, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Arbeitsmedium (31) über eine Hinleitung (23, 35, 43, 46) von dem Verdampfer (22, 41, 42) zu dem Wärmetauscher (21) geleitet wird und das kondensierte Arbeitsmedium (31) über eine Rückleitung (24, 34, 42, 45) von dem Wärmetauscher (21) zu dem Verdampfer (22, 41, 42) geleitet wird.Method for heating a passenger compartment or a vehicle component of a motor vehicle, wherein a working medium ( 31 ) with heat supplied by a heat source ( 25 ) in an evaporator ( 22 . 41 . 42 ) is transferred in a gaseous state and via a heat conducting element to a heat exchanger ( 21 ), where the gaseous working medium ( 31 ) condensed with release of heat, characterized in that the gaseous working medium ( 31 ) via an outgoing line ( 23 . 35 . 43 . 46 ) from the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) to the heat exchanger ( 21 ) and the condensed working medium ( 31 ) via a return line ( 24 . 34 . 42 . 45 ) from the heat exchanger ( 21 ) to the evaporator ( 22 . 41 . 42 ). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das kondensierte Arbeitsmedium (31) durch Kapillarkräfte von einer Flüssigseite des Verdampfers (22, 41, 42) durch eine zwischen der Hinleitung (23, 35, 43, 46) und der Rückleitung (24, 34, 42, 45) angeordneten Kapillarstruktur (28) zu einer Dampfseite des Verdampfers (22, 41, 42) geleitet wird. A method according to claim 15, characterized in that the condensed working medium ( 31 ) by capillary forces from a liquid side of the evaporator ( 22 . 41 . 42 ) by an interim the forwarding ( 23 . 35 . 43 . 46 ) and the return line ( 24 . 34 . 42 . 45 ) arranged capillary structure ( 28 ) to a vapor side of the evaporator ( 22 . 41 . 42 ). Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (31) bei einer Temperatur zwischen 50°C und 200°C, bevorzugt zwischen 60°C und 130°C, besonders bevorzugt zwischen 70°C und 110°C verdampft wird. Method according to claim 15 or 16, characterized in that the working medium ( 31 ) is evaporated at a temperature between 50 ° C and 200 ° C, preferably between 60 ° C and 130 ° C, more preferably between 70 ° C and 110 ° C.
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