Brevet FR2130449A1 — publié le 19721103

L'invention se rapporte à une vitre isolante chauffable comprenant une vitre extérieure, une vitre intérieure et un espace intermédiaire d'air isolé hermétiquement. On connaît de telles vitres isolantes dans différentes formes d'exécution, en particu-5 lier dans des formes dans lesquelles la vitre extérieure présente, du coté de l'espace intermédiaire, une couche anti-solaire, la vitre intérieure présente, du côté de ce même espace, une couche à résistance électrique, et cette couche peut être raccordée à une source de courant, par exemple au réseau public. On essaye, Xo en chauffant ces vitres isolantes en hiver, de compenser la chute de température en direction de la fenêtre qui existe en général. Cela a un effet positif sur le confort de l'habitation et sur la dépense d'ensemble de chauffage. Mais les vitres isolantes chauffables connues ont besoin d'être améliorées relative-15 ment à leurs caractéristiques physiques pour les pertes calorifiques. Cela est également valable pour le comportement réfléchissant quand un rayonnement solaire tombe sur la vitre, en particulier en été. Ce qui, en fait, dans les vitres isolantes chauffables connues, détermine les caractéristiques physiques pour le 20 comportement thermique, est le fait que la couche anti-solaire est constituée par des oxydes métalliques conducteurs ou du cuivre, qu'on dépose chimiquement par voie humide. Les vitres comportant ces couches superficielles ne sont pas optimales du point de vue du passage de la chaleur et de la réflexion des rayons 25 solaires. Le but de l'invention est de créer une vitre isolante chauffable dans laquelle les pertes calorifiques et la réflexion des rayons solaires sont améliorés par rapport aux formes connues d'exécution. 30 L'invention concerne une vitre isolante chauffable comportant une vitre extérieure, une vitre intérieure et un espace intermédiaire d'air isolé hermétiquement, et dans laquelle la vitre extérieure présente, du côté de l'espace intermédiaire, une couche anti-solaire, la vitre intérieure présente, du côté 35 de ce même espace, une couche à résistance électrique, et celle-ci peut être raccordée à une source de courant. L'invention consiste en ce que la vitre intérieure, avec une épaisseur de 4 à 10 mm, de préférence de 5 mm, est constituée par une vitre usuelle du commerce, de préférence en verre trempé, et présente une couche 40 résistante, déposés dans le vide, en au moins l'un des métaux or, 72 09609 2 2130449 argent, cuivre ou platine en une épaisseur de couche permettant une puissance de chauffage d'au moins 3 W/dm . Dans une forme préférée d'exécution en combinaison avec ce qui précède, le dispositif est réalisé tel, que l'espace intermédiaire d'air ait une épaisseur d'environ 6 à 15 mm, de préférence de 12 mm, et que la couche anti-solaire, également déposée dans le vide, soit en au moins un des métaux or, argent, aluminium ou platine en une O épaisseur de couche de 200 à 300 A. L'invention part de l'observation que, dans une vitre isolante chauffable, une couche réfléchissante en l'un des métaux indiqués est avantageuse non seulement comme couche anti-solaire, mais aussi pour réduire les pertes calorifiques par rayonnement à partir du local intérieur chauffé ou climatisé, en direction de l'environnement extérieur froid, et que l'effet de cette couche est au moins encore renforcé si la couche résistante est simultanément constituée de ces mêmes métaux. Cela est vrai en particulier quand à la fois la couche anti-solaire et la couche résistante sont déposées par vaporisation sous vide. Si, dans le cadre des mesures suivant l'invention qui sont décrites, on choisit de la façon revendiquée l'épaisseur de l'espace intermédiaire d'air, la vitre intérieure chauffée n'exerce pas sur la vitre extérieure une influence nuisible, tandis qu'en même temps, de façon surprenante, le passage de la chaleur à travers les vitres est diminué. Cela semble devoir être dû à la faible participation du rayonnement au passage de chaleur, car les surfaces libres de la couche anti-solaire, qui sont tournées vers la couche d'air, et la couche résistante ont de faibles valeurs de rayonnement. Des tensions mécaniques nuisibles provenant de différences de température n'apparaissent même pas, dans la vitre isolante chauffable suivant l'invention, quand on a affaire à des températures extérieures extrêmement basses et à des températures intérieures relativement élevées. On n'en limite pas moins de préférence la température superficielle de la vitre intérieure à 19 à. 2VC, ce qui est réalisable sans difficulté avec les mesures usuelles de la technique de la mesure et du réglage. S'il s'agit de réduire encore davantage les pertes calorifiques par passage de chaleur, il est indiqué, dans une combinaison plus élaborée, de disposer une vitre nue, dépourvu de couche, entre la vitre intérieure et la vitre extérieure, avec l'épaisseur indiquée de la couche d'air, désormais 72 09609 3 2130449 située de part et d'autre de cette vitre nue. Les avantages de l'invention doivent être vus dans le fait que tout d'abord, dans la vitre isolante chauffable suivant l'invention, par le choix et le dépôt particuliers de la matière 5 de la couche, on améliore les conditions physiques relativement aux propriétés de réflexion des rayons solaires. Par la réalisation de l'espace intermédiaire d'air et par le dépôt, dans le vide, de la couche chauffante, on diminue en même temps notablement le passage de chaleur. De façon surprenante on peut, avec 10 1& réalisation revendiquée de l'espace intermédiaire d'air, travailler avec de très faibles épaisseurs de couche, en particulier pour la couche anti-solaire, tandis qu'on réalise la couche résistante d'après la puissance «alorifique. L'invention va maintenant être exposée plus en détail 15 sur des exemples d'un ensemble à deux éléments(composé d'une vitre intérieure, d'un espace intermédiaire d'air et d'une vitre extérieure) et d'un ensemble à trois éléments (composé d'une vitre intérieure, d'une couche intermédiaire d'air, d'une vitre intermédiaire, d'une couche intermédiaire d'air et d'une vitre 20 extérieure). A. Ensemble à deux éléments. Constitution : Vitre extérieure avec une couche de Au, Ag, Al ou Pt éventuellement en combinaison avec une couche d'interférence, 25 par exemple du bioxyde. Epaisseur de la couche métallique 200 à 300 A. Coefficient de réflexion dans la région infrarouge de grande longueur d'onde IR y 90%. Vitre intérieure (éventuellement en verre trempé) avec une couche de chauffage en Au, Ag, Cu ou Pt. 2Q Espace intermédiaire d'air (EIA) isolé hermétiquement, large de 12 mm. Lès couches sont situées dans l'EIA. Caractéristiques techniques : transparence à la lumière TL entre 25 et 30$; transparence au rayonnement; solaire TRS entre 15 et coefficient de passage de la chaleur k « x'55 35 puissance calorifique : jusqu'à 3 W/dm ; on peut régler la puissance calorifique au moyen de sondes pyrométriques; les sondes pyrométriques sont posées par collage ou par brasage à un endroit convenable sur la vitre chauffante dans l'EIA. Exemples : 1. Vitre extérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm avec 72 09609 4 2130449 une couche d'or déposée, 220 A. Coefficient de réflexion de la couche dans l'iR de grande longueur d'onde^95# • Vitre intérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm avec, comme couche chauffante, une couche déposée d'or 9. EIA d'une largeur de 12 mm. kca-^ 5 Caractéristiques techniques: TL=25$, TRS=15$, k=l,51 : • * ni . h ^ C Tension appliquée 220 V : au moyen d une résistance NTC (a coefficient négatif de température) servant de sonde pyrométrique, on réglait la puissance calorifique de manière que la température superficielle de la vitre intérieure soit comprise entre 19 et 10 24°C. 2. Vitre extérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm avec O O couche d'or déposée (220 A) et couche d'interférence (400 A) en bioxyde. Coefficient de réflexion de la couche dans l'iR de grande longueur d'onde m 95$• 15 Vitre intérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm avec, comme couche chauffante, une couche déposée d'or, 9iî/c. Caractéristiques et tension appliquée : comme dans l'exemple 1. B. Ensemble à trois éléments. 20 Constitution : Vitre extérieure avec couche en Au, Ag, Al ou Pt, éventuellement en combinaison avec une couche d'interférence, par exemple une couche de bioxyde. Epaisseur de la couche, 200 à O 300 A. Coefficient de réflexion dans l'iR de grande longueur 25 d'onde-^90$. Vitre intérieure (éventuellement en verre trempé) avec une couche de Au, Ag, Cu ou Pt. EIA isolé hermétiquement, large de 12 mm. Les couches sont situées dans l'EIA. La vitre intermédiaire est nue. Caractéristiques techniques: TL=23 à 28$, TRS= 13 à 18$, 30 k 4 1,30 k°a* .n. C o Puissance calorifique : jusqu'à 3 W/dm . On peut la régler par des sondes pyrométriques. Celles-ci sont posées par collage ou par brasage à un endroit convenable sur la vitre chauffante dans l'EIA. 35 Exemples : 1. Vitre extérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mu* avec O une couche d'or déposée 220 A. Coefficient de réflexion de la couche dans l'iR de grande longueur d'onde'v95#« Vitre intérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 m® avec, comme couche chauffante, une 72 09609 5 2130449 couche déposée d'or 9-fr/O- EIA d'une largeur de 12 mm. Caractéristiques techniques: TL=23$, TRS=13$, k=l,25 — m «h. C Tension appliquée 220 V. On réglait la puissance calorifique au moyen d'une résistance NTC servant de sonde pyromé-5 trique, de manière que la température superficielle de la vitre intérieure soit comprise entre 19 et 24°C. 2. Vitre extérieure 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm, avec O O couche déposée (220 A) d'or et comche d'interférence (400 A) de bioxyde. Coefficient de réflexion de la couche dans l'iR de 10 grande longueur d'onde./v 95$. Vitre intermédiaire 185 x 130 cm, épaisseur 5 mm, avec, comme couche de chauffage, 9si./ o , une couche déposée d'or. Caractéristiques techniques et tension appliquée : comme dans l'exemple 1. 15 Les combinaisons A et B de vitres ont, en combinaison avec les-couches indiquées, les caractéristiques techniques suivantes supérieures à celles des vitres isolantes connues : a) transparence supérieure à la lumière b) transparence inférieure à l'énergie solaire 20 c) coefficient inférieur de passage de chaleur; cela signifie une consommation moindre de chaleur dans le chauffage des locaux. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien 25 comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une coupe verticale d'un ensemble à deux éléments d'une vitre isolante suivant l'invention. La figure 2 est une coupe verticale d'un ensemble à trois éléments. 30 La vitre isolante chauffable représentée sur les figu res possède tout d'abord une vitre extérieure 1, une vitre intérieure 2 et un espace intermédiaire d'air 3 isolé hermétiquement, cette isolation ayant lieu au moyen d'un cadre 4 ou d'un dispositif analogue usuel dans les vitres isolantes. La vitre extérieure 35 1 possède, du coté de l'espace intermédiaire, une couche antisolaire 5, la vitre intérieure possède, du côté de ce même espace, une couche 6 à résistance électrique. Cette couche peut être raccordée à une source de courant de la façon indiquée sur la figure. Le dispositif est réalisé de façon que la couche résis 72 09609 6 2130449 tante déposée dans le vide soit en au moins l'un des métaux or, argent, cuivre ou platine, et elle possède une épaisseur de couche permettant sans difficulté une puissance calorifique d'au p moins 3 W/dm . La vitre intérieure elle-même est une vitre 5 usuelle du commerce, par exemple et de préférence une vitre en verre trempé. L'espace intermédiaire d'air a une épaisseur de 6 à 15 mm, de préférence de 12 mm. On peut, dans cette exécution, exécuter très mince la couche anti-eolaire, également déposée dans le vide, par exemple dans une épaisseur de couche de 200 à O 10 300 A. Ici aussi la couche est en or, argent, aluminium ou platine. Un procédé convenable de dépôt est par exemple la vaporisation sous vide. On se contentera d'indiquer ici qu'on limite de préférence- à une valeur prédéterminée de 19 à 24°C la température superficielle de la vitre intérieure au moyen d'une sonde pyromé-15 trique et d'un circuit de réglage qui lui est raccordé. La forme d'exécution suivant la figure 2 ne se distingue pas fondamentalement de celle suivant la figure 1, mais on y a prévu une vitre intermédiaire 8, sous la forme d'une troisième vitre, qui est nue. 72 09609 7 2130449 -REVENDICATIONS- 1. Vitre isolante chauffable comprenant une vitre extérieure, une vitre intérieure et un espace intermédiaire d'air et dans laquelle la vitre extérieure présente, du côté de l'espace 5 intermédiaire, une couche anti-solaire, la vitre intérieure présente, du côté de ce même espace, une couche à résistance électrique, et celle-ci peut être raccordée à une source de courant, cette vitre isolante étant caractérisée par le fait que la vitre intérieure, avec une épaisseur de 4 à 10 mm, de préférence de 10 5 B™» est constituée par une vitre usuelle du commerce, de préférence en verre trempé, et présente une couche résistante, déposée dans le vide, en au moins l'un des métaux du groupe qui comprend l'or, l'argent, l'aluminium et le platine, en une épaisseur de O couche permettant une puissance de chauffage d'au moins 3 W/dm . 15 2. Vitre isolante suivant la revendication 1, caracté risée par le fait que, en combinaison avec les caractéristiques énoncées dans la revendication 1, l'espace intermédiaire d'air a une épaisseur de 6 à 15 mm,' de préférence de 12 mm, et que la couche anti-solaire, également déposée dans le vide, est en au 20 moins l'un des métaux du groupe qui comprend l'or, l'argent, l'aluminium et le platine en une épaisseur de couche de 200 à 300 Â. 3. Vitre isolante selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la température de la 25 couche superficielle de la vitre intérieure est limitée à une température comprise entre 19 et 24°C. 4. Vitre isolante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'une vitre intermédiaire nue est disposée entre la vitre intérieure et la vitre extérieure.