СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ ПАНЕЛИ, ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ ПАНЕЛЬ, ИЗГОТОВЛЕННАЯ ЭТИМ СПОСОБОМ, СТРУКТУРА В ФОРМЕ ПАНЕЛИ И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА
METHOD OF MAKING HEAT-DISSIPATING PANEL, HEAT-DISSIPATING PANEL MADE USING SAID METHOD, PANEL-FORMED STRUCTURE AND HEAT-DISSIPATING SYSTEM

Настоящее изобретение относится к способу изготовления тепловыделяющей панели, имеющей структуру, в которой электропроводящий тонкий слой формируется, по меньшей мере, на одной поверхности панели и тепло генерируется посредством подачи электричества на электропроводящий тонкий слой, к тепловыделяющей панели, изготовленной с его помощью, к структуре в форме панели и к тепловыделяющей системе, и в частности, к способу изготовления тепловыделяющей панели, пригодному для эффективного формирования электрода на электропроводящем тонком слое, к тепловыделяющей панели, изготовленной с его помощью, к структуре в форме панели и к тепловыделяющей системе.
По отношению к окну, установленному в помещениях с хорошей воздухонепроницаемостью, например в многоквартирном доме, подобном кооперативному жилому дому, имеется проблема сбора конденсата на внутренней стороне окна в особенности, например, зимним утром. Конденсация может эффективно предотвращаться посредством установки окон со стеклопакетами, обеспечивающими слой теплоизоляции между двумя листами стекла.
Кроме того, чтобы предотвратить явление, называемое "холодная тяга", то есть поток холодного воздуха на полкомнаты от воздуха, охлажденного вблизи внутренней поверхности стекла, в холодное время года, все шире используют тепловыделяюще стекло, в котором электропроводящий тонкий слой формируется на листе стекла, чтобы заставить электропроводящий тонкий слой генерировать тепло. Этот тип тепловыделяющего стекла известен, например, как описано в публикации выложенной заявки на патент Японии № 2000-277243.
В указанном выше документе описывается структура, в которой электропроводящий тепловыделяющий слой на поверхности прозрачной панели, такой как лист стекла, и пара электродов создается посредством нанесения электропроводящей пасты для покрытия металлической ленты, приклеенной к тепловыделяющему слою вдоль противоположных сторон листа стекла. К электродам, проходящим вдоль соответствующих сторон, присоединяются электропровода для электрического соединения электродов с внешним источником питания.
Например, электропроводящая паста может представлять собой серебряную пасту, которая отверждается при нагреве посредством подачи горячего воздуха после нанесения или при экспонировании для лампы с излучением в дальней инфракрасной области для формирования электродов, каждый из них содержит встроенную металлическую ленту. Однако указанный выше обычный способ отверждения имеет те проблемы, что время для отверждения неизбежно является продолжительным, поскольку вся электропроводящая паста, как она наносится, не может равномерно нагреваться для отверждения, что приводит к увеличению потерь энергии. Таким образом, улучшение обычного способа отверждения является желательным в свете экономии энергии и понижения стоимости изготовления.
Кроме того, в многоквартирном доме, таком как кооперативный жилой дом, часто устанавливается ряд окон с тепловыделяющими стеклами, каждое из которых имеет свой тепловыделяющий слой. В этом случае, когда все тепловыделяющие стекла снабжаются электрической энергией одновременно, иногда возникает проблема с тем, что протекает большой электрический ток потребления от источника питания к тепловыделяющему слою каждого из тепловыделяющих окон и предохранитель тока перегрузки срабатывает, выключая источник питания на пике тока потребления, создавая значительные перерывы в работе перед восстановлением подачи энергии. Кроме того, имеется другая проблема, связанная с тем, что количество проводов, необходимых для подачи электрической энергии к большому количеству тепловыделяющих окон, установленных в каждом доме, от источника питания, увеличивается вслед за увеличением размера дома, где установлены тепловыделяющие окна, вместе с одновременным увеличением стоимости проводов и стоимости обслуживания установленной проводки.
Настоящее изобретение предназначено для решения указанных выше и других технических проблем. Одной из задач настоящего изобретения является создание способа изготовления тепловыделяющей панели, тепловыделяющая панель и структура в форме панели, изготовленная с помощью способа.
Другой задачей настоящего изобретения является создание конфигурации, позволяющей предотвратить проблему тока потребления, при включении питания относительно тепловыделяющей системы, содержащей множество структур в форме панелей, каждая из которых конфигурируется с помощью тепловыделяющих панелей, изготовленных с помощью указанного выше способа.
Еще одна задача настоящего изобретения представляет собой уменьшение количества проводов, необходимых в тепловыделяющей системе, которая имеет большое количество структур в форме панелей, с использованием тепловыделяющей панели, которая изготавливается с помощью указанного выше способа.
Задачи настоящего изобретения иные, чем указаны выше, а также его конфигурация станут очевидными в соответствии с описанием настоящего патентного описания вместе с прилагаемыми чертежами.
Один из аспектов настоящего изобретения представляет собой способ изготовления тепловыделяющей панели, имеющей конфигурацию, в которой электропроводящий тонкий слой предусматривается, по меньшей мере, на одной поверхности прозрачного листа и электропроводящий тонкий слой заставляют генерировать тепло посредством подачи электрический энергии на него, отличающийся тем, что:
фиксируют металлическую полосу на электропроводящем тонком слое, расположенном на пластине вдоль каждой из противоположных сторон листа;
наносят электропроводящую пасту поверх каждой из металлических полос для ее покрытия;
обеспечивают контакт тепловыделяющей части нагревательного устройства на краях, образующих две стороны листа, где металлическая полоса фиксируется в состоянии, в котором температура тепловыделяющей части выше заданной температуры, тепловыделяющая часть длиннее, чем, по меньшей мере, полная длина металлической полосы, и отверждают электропроводящую пасту с формированием электродов, имеющих металлическую полосу и электропроводящую пасту; и
осуществляют электрическое присоединение проволочного проводника с каждым из электродов.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой тепловыделяющую панель, выполненную с помощью способа изготовления в соответствии с тем, что указано выше.
В способе изготовления тепловыделяющей панели тепловыделяющая часть нагревательного устройства может иметь тепловыделяющую часть в форме гибкой тонкой пластины с тем, чтобы она вступала в тесный контакт с краем листа, и эластичный элемент, поддерживающий тепловыделяющую часть, так что тепловыделяющая часть прижимается к краю листа.
Еще один аспект настоящего изобретения представляет собой двухслойную структуру в форме панели, отличающуюся тем, что она содержит:
первый лист, представляющий собой тепловыделяющую панель в соответствии с тем, что указано выше;
второй прозрачный лист, расположенный напротив первого листа и обращенный на его электропроводящий тонкий слой;
прокладку, расположенную между первым листом и вторым листом вдоль каждого из электродов, выполненных на первом листе на внутренней части электрода; и
герметик, расположенный для покрытия электрода в пустом пространстве, сформированном на наружной боковой части первого листа с помощью первого листа, второго листа и прокладки, вставленной между ними.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой структуру в форме панели, имеющую ламинированную структуру, отличающуюся тем, что она содержит:
первый лист, представляющую собой тепловыделяющую панель в соответствии с указанным выше;
второй прозрачный лист, расположенный напротив первого листа и обращенный на его электропроводящий тонкий слой; и
пленку промежуточного слоя, вставленную между первым листом и вторым листом.
Еще один аспект настоящего изобретения представляет собой тепловыделяющую систему, включающую тепловыделяющую панель, изготовленную посредством способа изготовления по п.1, отличающуюся тем, что она содержит:
множество тепловыделяющих структур в форме панелей, каждая из них выполнена так, что она имеет тепловыделяющую панель;
устройство источника питания, преобразующее входной ток от другого источника питания в ток включения-выключения и выдающее ток, как он преобразован, в качестве выходного тока, где
выход устройства источника питания соединен с каждым проволочным проводником множества тепловыделяющих структур в форме панелей, и
когда устройство источника питания включено, выходной ток от устройства источника питания подается на соответствующие тепловыделяющие структуры в форме панелей с некоторой задержкой по времени.
Является возможным, чтобы множество тепловыделяющих структур в форме панелей состояло из первой тепловыделяющей структуры в форме панели - N-ной тепловыделяющей структуры в форме панели, N представляет собой целое число не меньше чем 2, и когда устройство источника питания включается, выходной ток от устройства источника питания сначала подается в первую тепловыделяющую структуру в форме панели, а затем подается в следующие структуры, вплоть до N-ной тепловыделяющей структуры в форме панели, последовательным образом.
Ток включения-выключения в качестве выходного тока от устройства источника питания может конфигурироваться, чтобы он имел переменное отношение заполнения по отношению к его циклу включения-выключения.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой тепловыделяющую систему, содержащую тепловыделяющую панель, изготовленную посредством способа изготовления, приведенного выше, отличающуюся тем, что она содержит:
множество тепловыделяющих структур в форме панелей, каждая из которых выполнена так, чтобы она имела тепловыделяющую панель;
устройство источника питания, преобразующее входной ток от другого источника питания в ток включения-выключения и выдающее ток, как он преобразован, в качестве выходного тока; и
по меньшей мере, одну группу тепловыделяющих структур в форме панелей, каждая из которых конфигурируется с множеством тепловыделяющих структур в форме панелей, соответствующие расстояния между их противоположными электродами являются по существу равными друг другу, выход устройства источника питания подсоединен к соответствующим тепловыделяющим структурам в форме панелей, конфигурирующих группу тепловыделяющих структур в форме панелей.
Работа и/или воздействие иное, чем приведено выше, станет ясным со ссылкой на описание настоящего патентного описания с прилагаемыми чертежами, где
Фиг.1A представляет собой вид сверху тепловыделяющей панели в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.1B представляет собой вид в поперечном сечении тепловыделяющей панели на фиг.1.
Фиг.2A представляет собой схему, иллюстрирующую способ изготовления тепловыделяющей панели на фиг.1.
Фиг.2B представляет собой схему, иллюстрирующую способ изготовления тепловыделяющей панели на фиг.1.
Фиг.2C представляет собой схему, иллюстрирующую способ изготовления тепловыделяющей панели на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой схему, иллюстрирующую нагревательную часть нагревателя, использующегося для способа изготовления тепловыделяющей панели на фиг.1.
Фиг.4A представляет собой вид в поперечном сечении стеклопакета, конфигурированного с тепловыделяющей панелью на фиг.1.
Фиг.4B представляет собой частично увеличенный вид в поперечном сечении стеклопакета на фиг.4A.
Фиг.5 представляет собой вид в поперечном сечении ламинированного стекла, конфигурированного с тепловыделяющей панелью на фиг.1.
Фиг.6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схему источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схему источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8A представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример каскадной схемы.
Фиг.8B представляет собой диаграмму, иллюстрирующую временную последовательность включения питания с помощью каскадной схемы на фиг.8A.
Фиг.9A представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример каскадной схемы.
Фиг.9B представляет собой диаграмму, иллюстрирующую временную последовательность включения питания с помощью каскадной схемы на фиг.9A.
Фиг.10A представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример каскадной схемы.
Фиг.10B представляет собой диаграмму, иллюстрирующую временную последовательность включения питания с помощью каскадной схемы на фиг.10A.
Фиг.11A представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример каскадной схемы.
Фиг.11B представляет собой диаграмму, иллюстрирующую временную последовательность включения питания с помощью каскадной схемы на фиг.11A.
Фиг.12 представляет собой схему системы, иллюстрирующую проводку источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Ссылочные обозначения
100, 100-1, 100-2, 100-3, …, 100-n … Тепловыделяющая панель
110 … Лист стекла (прозрачная панель)
120 … Электропроводящий тонкий слой
130 … Электрод
132 … Металлическая лента (металлическая полоса)
134 … Серебряная паста (электропроводящая паста)
136 … Лента из медной фольги
138 … Припой
140 … Электропровод (проволочный проводник)
200 … Нагреватель (нагревательное устройство)
210 … Основа
220 … Нагревательная часть (тепловыделяющая часть)
220a … Нагревательный элемент
230 … Эластичный элемент
300 … Стеклопакет (двухслойная структура в форме панели)
310 … Прокладка (прокладка)
320 … Первичный герметик
330 … Вторичный герметик
400 … Ламинированное стекло (ламинированная структура в форме панели)
410 … Промежуточная пленка
HGS … Тепловыделяющая система
PS … Источник питания
REC … Преобразователь переменный ток/постоянный ток
SW1, SW2, SW3,…, SWn … Схема переключения
VR1, VR2, VR3, …, VRn … Схема регулировки напряжения
SLC … Схема преобразования уровня сигнала
CC … Каскадная схема
G1, G2 … Группа тепловыделяющих структур в форме панелей
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг.1A представляет собой вид сверху тепловыделяющей панели в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Фиг.1B представляет собой вид в поперечном сечении тепловыделяющей панели на фиг.1A.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления тепловыделяющая панель 100 формируется посредством создания электропроводящего тонкого слоя 120 на поверхности листа 110 стекла, в качестве прозрачной панели, представляющей собой основу, и создания электрода 130 для подачи электрической энергии на тонкий слой 120. Когда электропроводящий тонкий слой 120 снабжается электрической энергией через электрод 130 от источника питания, который не показан, электропроводящий тонкий слой 120 генерирует тепло, в то же время работая в качестве тепловыделяющего слоя, и разогревает поверхность тепловыделяющей панели 100. В соответствии с этим конденсация на поверхности листа 100 может предотвращаться.
Лист 110 стекла по настоящему варианту осуществления представляет собой прямоугольный лист стекла, который может быть сформирован с помощью обыкновенного прозрачного флоат-стекла, стекла, армированного проволокой, цветного стекла и тому подобное. Планарная форма листа 110 стекла необязательно представляет собой прямоугольник, но может представлять собой любую форму, такую как форма с искривленным профилем. Лист 110 стекла может представлять собой лист, подобный декоративному стеклу, декорированному посредством травления его поверхности. В частности, является предпочтительным использовать энергосберегающее стекло в качестве листа 110 стекла для дополнительного улучшения теплоизоляционных рабочих характеристик.
2
3
2
3
Электропроводящий тонкий слой 120 может представлять собой, например, тонкий слой металла, содержащий один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из золота, серебра, меди, палладия, олова, алюминия, титана, нержавеющей стали, никеля, кобальта, хрома, железа, магния, циркония, галлия, и так далее, тонкий слой оксида металла с углеродом, кислородом или чем-либо подобным, из таких материалов, или тонкий слой оксида металла такой, что тонкий слой поликристаллической основы формируется с помощью ZnO (оксида цинка), ITO (оксида индия допированного оловом), InO (оксида индия), YO (оксида иттрия) или чего-либо подобного.
В настоящем варианте осуществления электропроводящий тонкий слой 120 формируется по существу поверх всей поверхности листа 110 стекла. Однако в зависимости от цели и тому подобное для тепловыделяющей панели 100 возможно формирование электропроводящего тонкого слоя 120 только на части поверхности.
Лист 110 стекла снабжен парой электродов 130 на поверхности, где сформирован электропроводящий тонкий слой 120. В настоящем варианте осуществления электроды 130 в форме полос создаются, соответственно, вдоль внутренних сторон одной противоположной пары краев из двух пар противоположных сторон прямоугольного листа 110 стекла. Электропровод (проволочный проводник) 140 соединяется с каждым из электродов 130 для подачи на него электрической энергии.
Способ формирования электрода 130 описывается ниже. Фигуры 2A-2C представляют собой чертежи, показывающие способы изготовления тепловыделяющей панели. В частности, чертежи показывают способы формирования электродов 130 на листе 110 стекла, на котором уже сформирован электропроводящий тонкий слой 120.
-6
Сначала, как показано на фиг.2A, с тем, чтобы понизить настолько, насколько это возможно, электрическое сопротивление между электродом 130 и электропроводящим тонким слоем 120, вступающим с ним в контакт, металлическая лента (металлическая полоса) 132 соответствующей ширины приклеивается к листу 110 вдоль каждого из противоположных краев листа 110. В качестве металлической ленты 132 предпочтительно используется лента из медной фольги или никелевая лента со значением удельного сопротивления 1-3×10 Ом·см. На конце металлической ленты 132 приклеивается лента 136 из медной фольги для установления электрического соединения, когда часть ленты 136 из медной фольги накладывается поверх металлической ленты 132. Лента из 136 медной фольги работает в качестве вывода, к которому присоединяется электропровод 140, как показано на фиг.1A.
-5
Затем, как показано на фиг.2B, за исключением части ленты 136 из медной фольги, серебряная паста 134 наносится в качестве электропроводящей пасты на всю металлическую ленту 132 с тем, чтобы покрыть ее. В качестве серебряной пасты 134 может использоваться паста, в которой серебряный порошок диспергирован вместе со связующим из смолы и растворителем, с тем, чтобы она показывала значение удельного сопротивления, например, 5-7×10 Ом·см.
На этой стадии осуществляют процесс нагрева для отверждения серебряной пасты 134, как она нанесена. Общий вид процесса иллюстрируется на фиг.2C. Фиг.2C представляет собой вид сверху, иллюстрирующий ситуацию, где нагреватель 200 в качестве нагревательного устройства приводится в контакт с каждым краем листа 110 стекла, вдоль которого создается электрод 130. Каждый нагреватель 200 представляет собой устройство удлиненной формы, расположенное вдоль каждого края листа 110 стекла, где электрод 130 создается по существу по всей длине края. Нагреватель 200 имеет основу 210, которая представляет собой элемент в форме продолговатой пластины требуемой жесткости, и часть нагревателя (тепловыделяющую часть) 220, присоединенную к поверхности основы 210 с помощью эластичного элемента 230.
Фиг.3 представляет собой вид спереди, иллюстрирующий нагреватель 200, если смотреть со стороны нагревательной части 220. Как показано в настоящем варианте осуществления нагревательная часть 220 может конфигурироваться, например, посредством размещения ряда нагревательных элементов 220a, соединенных параллельно. Например, устройство, обычно называемое пленочным нагревателем, в котором нагревательный элемент 220a формируется в виде сотовой тепловыделяющей структуры из медной фольги на гибкой пленке из смолы, используется предпочтительно. Нагреватель любого типа/конфигурации может использоваться постольку, поскольку он имеет такую форму и размеры, что он располагается по существу по всей длине края листа 110 стекла и имеет необходимую нагревательную способность. Высота и ширина нагревательной части 220, по потребности, может быть равна или больше, чем толщина и длина края листа 110 стекла, который должен нагреваться с помощью нагревателя 200, соответственно.
Нагревательная часть 220 конфигурированная так, чтобы она имела гибкость, присоединяется к основе 210 с помощью эластичного элемента 230. Эластичный элемент 230 может представлять собой прокладку из губкообразной смолы с тепловым сопротивлением против генерирования тепла нагревательной частью 220 или иметь конфигурацию, в которой предусматривается ряд упругих элементов, таких как пружина. Причина того, почему нагревательной части 220 придается гибкость с помощью эластичного элемента 230, заключается в том, что когда нагревательная часть 220 прижимается к краю листа 110 стекла, генерируется равномерная прижимающая сила и теплоперенос от нагревательной части 220 к листу 110 стекла может быть сделан равномерным. Кроме того, эластичный элемент 230 работает в качестве термоизолятора, предотвращая диссипацию тепла от нагревательной части 220 в основе 210 для дополнительного уменьшения потерь энергии. Дополнительный эффект может быть получен с помощью того, что нагревательная часть 220 может присоединяться к краю листа 110 стекла с нелинейным профилем до некоторой степени без обмена с основой 210.
Как описано выше, серебряная паста 134, как наносится обычно, нагревается и отверждается с помощью горячего воздуха или света из дальней инфракрасной области. В этом варианте осуществления, как описано со ссылками на фиг.2C, нагревательная часть 220 нагревателя 200 прижимается к краю листа 110 стекла, где электрод 130 обеспечивается соответствующим усилием, и нагревательный элемент 220a нагревательной части 220 нагревается с помощью подачи на него электрической энергии от источника питания (не показано) для нагревателя 200. В соответствии с этим способом серебряная паста 134 электрода 130 нагревается, чтобы она имела равномерную температуру 110-150°C, и вся серебряная паста 134, как нанесено, может равномерно отверждаться. Это становится возможным из-за того факта, что теплопроводность листа 110 стекла низкая, и способ является пригодным для нагрева части шириной более 10 мм от края, где предусмотрен электрод 130.
Когда отверждение серебряной пасты 134 завершено в соответствии с указанным выше способом, электропровод 140 соединяется с лентой из 136 медной фольги на краю электрода 130 с помощью припоя 138, этим заканчивается изготовление тепловыделяющей панели 100, как показано на фиг.1A.
В соответствии с указанной выше конфигурацией вся серебряная паста 134 может равномерно нагреваться, когда формируется электрод 130, и эффективный способ нагрева реализуется при меньших потерях энергии на нагрев.
Далее будет описываться структура в форме панели, выполненная с помощью тепловыделяющей панели 100, как изготовлено выше. Фиг.4A представляет собой вид в поперечном сечении стеклопакета, конфигурированного с тепловыделяющей панелью на фиг.1. Фиг.4B представляет собой частично увеличенный вид поперечного сечения стеклопакета на фиг.4A.
В стеклопакете 300 в качестве двухслойной структуры в форме панели по настоящему варианту осуществления тепловыделяющая панель 100 и другой лист 110 стекла располагаются напротив друг друга на некотором расстоянии, с использованием прокладок 310, так что электропроводящий тонкий слой 120 тепловыделяющей панели 100 располагается внутри для создания пространства между обоими листами 110 стекла. Пространство должно представлять собой слой сухого воздуха. Прокладки 310 располагаются, например, рядом с электродом 130, на его внутренней стороне, параллельно, и пространство, сформированное с помощью обоих листов 110 стекла и соответствующих сторон прокладок 310, герметизируется с помощью вторичного герметика 330 вместе с электродом 130. Контактная поверхность между прокладками 310 и соответствующими листами 110 стекла герметизируется с помощью первичного герметика 320. Прокладки 310, разумеется, размещают вдоль соответствующих краев, где электроды 130 не предусматриваются.
В качестве прокладки 310 предпочтительным является алюминиевый элемент, поскольку он легкий и может иметь необходимую прочность, например. Десикант 340 содержится в полости внутри прокладки 310, чтобы защитить слой сухого воздуха слой от влажности. В качестве первичного герметика 320 предпочтительно используется, например, изолирующий бутиловый герметик с тем, чтобы электрически изолировать прокладку 310 от электропроводящего тонкого слоя 120. Для первичного герметика 320, предусмотренного между прокладкой 310 и листами 110 стекла без электропроводящего тонкого слоя 120, обычно может использоваться бутиловый герметик.
Далее, будет описываться ламинированная структура в форме панели, выполненная с помощью указанных выше тепловыделяющих панелей 100. Фиг.5 представляет собой вид в поперечном сечении ламинированного стекла, конфигурированного вместе с тепловыделяющей панелью на фиг.1.
Ламинированное стекло 400 в качестве ламинированной структуры в форме панели по настоящему варианту осуществления формируется посредством приведения в тесный контакт указанной выше тепловыделяющей панели 100 и другого листа 110 стекла, так что электропроводящий тонкий слой 120 тепловыделяющей панели 100 располагается внутри, с промежуточной пленкой 410 между ними. Промежуточная пленка 410 формируется, например, с помощью материала смолы, такого как этиленвинилацетат (EVA) и поливинилбутираль (PVB).
Далее, будет описываться тепловыделяющая система (HGS) в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения в соответствии с одним из его вариантов осуществления. Фиг.6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схему источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Тепловыделяющая система конфигурируется так, что она содержит ряд стеклопакетов 300 и/или ламинированных стекол 400, каждое из которых формируется с помощью тепловыделяющей панели 100, изготовленной в соответствии с указанным выше способом изготовления, далее упоминаемой для простоты как "тепловыделяющее стекло", которые устанавливаются в больших многоквартирных домах, таких как кооперативный жилой дом. На прилагаемых чертежах и в описании ниже, стекла, включая стеклопакет 300 и ламинированное стекло 400, должны все вместе называться "тепловыделяющие стекла 100".
Переменный ток от источника питания PS в распределительном щите каждого дома подвергается двухполупериодному или однополупериодному выпрямлению с помощью преобразователя переменный ток/постоянный ток REC. Источник питания PS обычно выдает на выходе переменный ток с напряжением 100 В или переменный ток с напряжением 200 В, у которого эффективное напряжение представляет собой 50 В переменного тока или 100 В переменного тока, соответственно, когда он подвергается однополупериодному выпрямлению с помощью преобразователя REC.
Выход преобразователя REC разветвляется на тепловыделяющие стекла 100-1-100-n, и схемы регулировки напряжения VR1-VRn вставляют в соответствующие линии разветвлений. Целью вставки схем регулировки напряжения VR1-VRn является регулировка электрической энергии, которая должна подаваться на каждое тепловыделяющее стекло 100, так что, когда имеются различия в площадях тепловыделяющих стекол 100-1-100-n, соединенных с соответствующими выходными линиями разветвлений преобразователя REC, может быть получено равномерное увеличение температуры для каждого тепловыделяющего стекла 100. Более конкретно, если площадь тепловыделяющего стекла 100-2 меньше, чем площадь тепловыделяющего стекла 100-1, схема регулировки напряжения VR2 функционирует, чтобы сделать энергию, подаваемую к тепловыделяющему стеклу 100-2, меньше, чем для тепловыделяющего стекла 100-1.
Разнообразные известные способы регулировки напряжения могут применяться к схемам регулировки напряжения VR1-VRn, такие как способ понижения эффективного напряжения посредством фиксации уровня максимального напряжения на выходе преобразователя REC, способ регулирования эффективного напряжения посредством изменения отношения заполнения выходного тока от преобразователя REC в каждом цикле посредством переключения схемы прерывания или чего-либо подобного. Параметр регулировки для каждой схемы регулировки напряжения VRn может задаваться заранее в соответствии с площадью каждого тепловыделяющего стекла 100-1-100-n. Альтернативно можно использовать конфигурацию, в которой предусматривается схема регулировки, которая не показана, чтобы позволить регулировку параметров каждой схемы отдельно или всех их вместе.
В следующих далее частях по отношению к соответствующим схемам регулировки напряжения VR1-VRn предусмотрены схемы переключения SW1-SWn. Целью создания схем переключения SW1-SWn является подача электрической энергии на соответствующие тепловыделяющие стекла 100-1-100-n в последовательности с заранее заданной временной задержкой, когда преобразователь REC включен, и предотвращение протекания избыточного тока потребления от преобразователя REC в тепловыделяющих стеклах 100.
Для этой конфигурации каждая схема переключения SW1-SWn снабжается переключающими элементами, такими как транзисторы, мощные полевые транзисторы на МОП-структурах, тиристоры, триаки и тому подобное. Кроме того, каскадная схема CC и схема преобразования уровня сигнала SLC предусматриваются в качестве схемы запуска соответствующих переключающих устройств.
Как описано далее, каскадная схема CC представляет собой схему, которая выдает сигналы включения, последовательно, с задержкой по времени, для переключающих устройств в соответствующих схемах переключения SW1-SWn. Схема преобразования уровня сигнала SLC представляет собой схему интерфейса, которая преобразует уровень сигнала для выходного сигнала от каскадной схемы CC в уровень для запуска каждого переключающего устройства. Схема SLC преобразования уровня сигнала может отсутствовать, если конфигурация схемы переключения SW или чего-либо подобного позволяет это. В настоящем варианте осуществления предусматривается запускающий сигнал для каскадной схемы CC, который синхронизован с передним фронтом выходного сигнала преобразователя REC и который запускает каскадную схему CC для выдачи сигнала включения с задержкой по времени.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схему источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Конфигурация на фиг.7 отличается от схемы на фиг.6 в основном по конструкции переключающего устройства, используемого в каждой схеме переключения SW1-SWn. В этом варианте осуществления каждое переключающее устройство конфигурируется с использованием устройства, называемого фототиристор. Фототиристор принимает выходной сигнал от каскадной схемы CC и преобразует сигнал, как получено, в оптический сигнал для запуска затвора тиристора. Поскольку сигнал управления затвором изолирован от сигнала для реального запуска затвора, как описано выше, схема SLC преобразования уровня сигнала отсутствует на выходе каскадной схемы CC.
Кроме того, поскольку фототиристор имеет функцию блокирования проводимости в обратном направлении, схема на фиг.7 не снабжается преобразователем REC переменный ток/постоянный ток, который имеется на фиг.6. Кроме того, поскольку период времени для удерживания сигнала включения для фототиристора, то есть сигнала управления затвором может изменяться с помощью каскадной схемы CC, как будет описано далее, схема регулировки напряжения VR на фиг.7 отсутствует.
Далее описывается конфигурация и функции каскадной схемы CC. Фиг.8A представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример каскадной схемы. Фиг.8B представляет собой диаграмму, иллюстрирующую временную последовательность включения питания с помощью каскадной схемы на фиг.8A. Каскадная схема CC по этому варианту осуществления имеет программируемый логический контроллер или PLC, в котором выходная последовательность сигналов включения питания для соответствующих схем переключения SW1-SWn предварительно программируется. В соответствии с иллюстративной конфигурацией каскадной схемы CC триггерный сигнал, генерируемый посредством запуска преобразователя REC, принимается, и выдаются сигналы включения питания в соответствии с заданной последовательностью, иллюстрируемой на фиг.8B.
Здесь, один цикл работы каскадной схемы CC в настоящем варианте осуществления установлен на 200 мсек. Следовательно, в случае, когда PLC конфигурируется так, чтобы он мог изменять время выхода сигнала включения питания для каждой из схем переключения SW1-SWn в пределах указанного выше времени цикла, электрическая энергия, которая должна подаваться на соответствующие тепловыделяющие стекла 100, может регулироваться без использования указанных выше схем регулировки напряжения VR1-VRn. В дополнение к этому вместо PLC может использоваться микрокомпьютер на одной интегральной схеме, в котором CPU, устройство памяти, схема интерфейса ввода/вывода объединены в одной интегральной схеме.
На Фигурах 9A-11A показаны блок-схемы, иллюстрирующие другие примеры каскадной схемы. На Фигурах 9B-11B показаны диаграммы, иллюстрирующие временные последовательности включения питания с помощью каскадных схем на фигурах 9A-11A.
В схемах на фиг.9A и фиг.10A генераторная схема с измененяемой частотой FV выдает сигнал синхронизации, запускаемый сигналом триггера. Сигнал синхронизации поступает на вход сдвиговых регистров SR1-SRn на фиг.9A и в декодер преобразования DCD из шестнадцатеричной системы в десятичную через шестнадцатеричный суммирующий счетчик UC на фиг.10A. Затем сигнал включения питания, задержанный на период времени, показанный на фиг.9B или 10B, выдается схемам переключения SW1-SWn.
В схеме на фиг.11A мигающее реле FRY принимает входной сигнал переменного тока и выдает увеличивающийся сигнал как сигнал синхронизации. Увеличивающийся сигнал поступает в шаговое реле SRY1-SRYn, и шаговое реле SRYl-SRYn выдает сигнал включения питания с задержкой по времени, показанный на фиг.11B для схем переключения SW1-SWn.
В соответствии с конфигурацией, описанной выше, для тепловыделяющей системы по настоящему варианту осуществления, в случае, в котором система содержит множество структур в форме панелей, каждая из которых конфигурируется с помощью тепловыделяющей панели, изготовленной с помощью способа изготовления по настоящему варианту осуществления, отказ, вызываемый током потребления структур в форме панели при включении питания, может быть устранен. Кроме того, посредством изменения отношения заполнения тока, который должен подаваться на соответствующие структуры в форме панели, может достигаться регулировка температуры посредством нагрева соответствующих структур в форме панелей.
Далее будет описываться тепловыделяющая система в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.12 представляет собой схему системы, иллюстрирующую провода источника питания тепловыделяющей системы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В тепловыделяющей системе HGS по настоящему варианту осуществления тепловыделяющие стекла 100, соединенные с источником питания PS, группируются в две группы тепловыделяющих стекол (тепловыделяющих структур в форме панелей) G1 и G2. Группа G1 состоит из тепловыделяющих стекол 100, установленных в окнах со щеткой, от которых отметается пыль, далее "окно до пола". Группа G2 состоит из тепловыделяющих стекол 100, установленных в окнах, у которых нижний край располагается примерно на высоте талии человека, далее "поясное окно". Высота H окна до пола больше, чем у поясного окна. То есть окно до пола имеет большее расстояние между электродами 130. В соответствующих тепловыделяющих стеклах 300, включенных в каждую группу G1, G2, высота H, то есть расстояние между противоположными электродами 130, и ширина W, то есть длина каждого электрода 130, подбираются по существу равными друг другу. В каждой группе G1, G2, электропровода 140 соединяются с источником питания PS электрически таким образом, что тепловыделяющие стекла 100 присоединяются к источнику питания PS параллельно. Хотя это и не показано, можно позволить сосуществование множества тепловыделяющих стекол 100 почти одинаковой высоты H и с различной шириной W и присоединить тепловыделяющие стекла 100 к источнику питания PS параллельно.
Применение указанной выше конфигурации связано с тем, что температура нагрева или рост температуры под действием электрической энергии для тепловыделяющего стекла 100 зависит от удельной электрической энергии, то есть от количества электрической энергии, подаваемой на стекло на единицу его площади. Если множество тепловыделяющих стекол 100 с почти одинаковой высотой H и почти одинаковой шириной W присоединены к источнику питания PS параллельно, можно получить по существу одинаковую температуру нагрева для соответствующих тепловыделяющих стекол 100 без создания какой-либо конкретной регулирующей схемы.
В соответствии с конфигурациями по настоящему варианту осуществления в тепловыделяющей системе, содержащей множество структур в форме панелей, каждая из которых конфигурируется с тепловыделяющей панелью, изготовленной с помощью способа изготовления в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, количество проводов, необходимое для присоединения источника питания к соответствующим структурам в форме панелей, может быть уменьшено. Кроме того, отказ, вызываемый током потребления на структурах в форме панелей при включении питания, может быть исключен. Кроме того, можно получить по существу идентичную температуру нагрева для соответствующих структур в форме панелей без создания конкретной схемы регулировки.
Каждый из аспектов настоящего изобретения описывается подробно со ссылками на соответствующие варианты осуществления. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления, и специалист в данной области может проделать различные их усовершенствования, модификации в рамках настоящего изобретения.