СТЕКЛОПАКЕТ С ПОДОГРЕВОМ

Полезная модель относится к строительству, а именно к производству стеклопакетов, которые могут быть использованы для остекления окон жилых и производственных помещений, остекления бассейнов, оранжерей, зимних садов, при изготовлении светопрозрачных крыш (аториумов), фасадов зданий и сооружений.
Известны стеклопакеты, содержащие не менее двух стеклопластин, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных по периметру швом герметизации, при этом хотя бы одна из пластин с внутренней стороны имеет слой электропроводящего прозрачного селективного покрытия. На противоположных краях стеклянной пластины с таким покрытием установлена пара распределительных электрических шин, соединенных электрически с электропроводящим покрытием. Шины снабжены выводами для подключения к источнику питания переменного тока (патент США №5852284, МПК Н05В 3/06, публ. 22.12.1998 г.). При пропускании тока через электропроводящее покрытие происходит нагревание стеклопластины. Аналогичное решение предложено в патенте РФ №2165513, МПК Е06В 3/66, публ. 20.04.2001 г. Подогрев стеклопластины позволяет избежать постоянной циркуляции холодного воздуха, вызванной разницей температур между холодной стеклянной поверхностью и воздухом в помещении, и выпадения конденсата на стеклопакетах. Однако, в обоих случаях из-за недостаточно высокого сопротивления электропроводящего покрытия необходимо использовать напряжение ниже 220 В и, соответственно, при подключении к стандартной сети приходится использовать понижающие трансформаторы. Кроме того, решения, предложенные в вышеуказанных патентах, пригодны только для стеклопакетов прямоугольной формы, так как при использовании этих решений невозможно добиться равномерного нагрева стекла любой другой формы, например, овальной, треугольной, трапециевидной и т.д., что приводит к неравномерному нагреву стекла, и, как следствие, к его разрушению.
Известен также стеклопакет с подогревом, описанный в свидетельстве РФ на полезную модель №20527, МПК Е06В 3/66, публ. 10.11.2001 г. Данный стеклопакет с подогревом содержит по крайней мере одну пластину с электропроводящим прозрачным покрытием, выполненным в виде полос, соединенных между собой последовательно, при этом две крайние полосы через шины соединены с источником переменного напряжения. Такая схема формирования электропроводящего покрытия повышает его сопротивление и позволяет подключаться непосредственно в стандартную сеть переменного напряжения. Кроме того, разделение электропроводящего слоя на полосы позволяет использовать данную схему подогрева для стеклопакетов любой формы. Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и выбрано за прототип.
Однако в реальных условиях вертикально установленный стеклопакет изначально имеет разницу температур у верхней (Тв) и у нижней (Тн) кромки. Разница температур появляется за счет гравитационного теплообмена на поверхности стеклопакета с подогревом, помещенного в воздушную среду, причем Тв>Тн и разница температур ΔT=Тв-Тн может составлять примерно 5°С. Разница температур у верхней и нижней кромки стеклопакета приводит к возникновению конвекционных потоков воздуха около стекла и, как следствие, ощущение сквозняка, т.е. приводит к снижению комфортных условий в помещении. Кроме того, в случае светопрозрачной кровли разница температур может привести к образованию льда на нижней кромке стеклопакета, что увеличивает нагрузку на кровлю и снижает освещенность помещения.
Задачей предлагаемого решения является совершенствование схемы подогрева стеклопакета для повышения комфортных условий в помещении.
Поставленная задача решается тем, что в стеклопакете с подогревом содержащем не менее двух стеклопластин, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных по периметру швом герметизации, хотя бы одна из пластин имеет слой электропроводящего прозрачного покрытия, выполненного в виде полос, соединенных между собой последовательно, причем две крайние полосы через шины соединены с источником переменного напряжения, ширина полос электропроводящего покрытия выполнена убывающей от верхней полосы к нижней.
Предлагаемый стеклопакет иллюстрируется чертежом, на котором показан вариант выполнения одной из пластин стеклопакета с нанесенным на нее электропроводящим покрытием. Форма пластин может быть любой, в данном случае она имеет форму трапеции.
1
2
3
4
1
2
3
4
Стеклопластина 11 имеет слой электропроводящего прозрачного покрытия, выполненного в виде полос 1, 2, 3, 4, ширина которых L, L, L, L. Полосы разделены не электропроводящими промежутками 5. Количество полос может быть различным в зависимости от величины стеклопакета и объекта, в котором он используется. Электропроводящие полосы соединяются между собой последовательно при помощи электропроводящих шин 6, 7, 8, 9, 10. Шины крепятся в зоне шва герметизации и закрываются рамой, в которую вставляется стеклопакет (на чертеже не показана). Шины 6 и 10 подключены к сети переменного тока напряжением 220 или 380 В частотой 50 Гц с заземлением. Ширина полос электропроводящего покрытия выполнена убывающей от верхней полосы к нижней, а именно L>L>L>L.
Устройство работает следующим образом.
s
s
2
Удельное электрическое сопротивление электропроводящего покрытия составляет R=(17-18)Ом. Фактическое сопротивление пластины определяется как R=R•H/L, где Н - расстояние в метрах между электропроводящими шинами, a L - ширина электропроводящего покрытия в метрах. Для создания необходимой мощности нагрева Р=I•R на покрытии 2 от сети напряжением 220 В необходимо обеспечить определенное электрическое сопротивление всей поверхности покрытия. Для этого покрытие разделено на полосы, например, путем снятия части покрытия между полосами. Полосы соединены между собой последовательно, что позволяет увеличить сопротивление покрытия в целом и обеспечить возможность работы без понижающих трансформаторов.
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
i
i
Однако, как указывалось выше, в реальных условиях вертикально установленный стеклопакет изначально имеет разницу температур у верхней (Тв) и у нижней (Тн) кромки. Разница температур появляется за счет гравитационного теплообмена на поверхности стеклопакета с подогревом, помещенного в воздушную среду, причем Тв>Тн и разница температур ΔТ=Тв-Тн может составлять примерно 5°С. Для выравнивания температур у верхней и нижней кромки стеклопакета ширина полос электропроводящего покрытия выполнена убывающей от верхней полосы к нижней, а именно L>L>L>L. В это случае Р<Р<Р<Р, а следовательно Т<Т<Т<Т, где P - мощность, рассеиваемая на соответствующей полосе электропроводящего покрытия, a T- температура на поверхности соответствующей полосы. Таким образом, стеклопластина 11 в верхней части нагревается больше, чем в нижней, что позволяет компенсировать вышеуказанную разницу температур.
Компенсация разности температур приводит к улучшению комфортных условий в помещении за счет исчезновения конвенционных потоков воздуха около стекла. Кроме того, обеспечивается гарантированное таяние снега и льда на всей поверхности стеклопакета.