Антизапотевающая дверца холодильной установки и способ ее изготовления
Иллюстрации
Показать всеДверца холодильной установки, приспособленная для монтажа на холодильном отсеке с внешней поверхностью, имеет первый лист стекла, второй лист стекла, первую уплотнительную прокладку, которая размещена по периметру первого листа стекла и второго листа стекла с возможностью их удержания на расстоянии друг от друга, первое покрытие с низкой излучательной способностью, которое примыкает к поверхности первого листа стекла или второго листа стекла, антизапотевающее или антиобмерзающее покрытие, которое примыкает к поверхности, по меньшей мере, одного из упомянутых листов стекла, и раму, которая закреплена по периметру стеклопакета. Поверхность, которая имеет антизапотевающее или антиобмерзающее покрытие предварительно обработана первым силаном, а антизапотевающее или антиобмерзающее покрытие включает второй силан, отличающийся от первого силана. Использование данной группы изобретений позволяет создать дверцу холодильной установки, которая бы обеспечивала контроль за образованием конденсата при упрощении ее конструкции. 6 н. и 102 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
Реферат
Настоящая заявка является частичным продолжением заявки US 11/229835, поданной 20 сентября 2005 г., испрашивающей приоритет по предварительной заявке US 60/610964, поданной 20 сентября 2004 г., и предварительной заявке US 60/700308, поданной 19 июля 2005 г., каждая из которых включена в настоящую заявку.
Область техники
Настоящее изобретение относится, в целом, к дверцам холодильных установок, стеклопакетам и холодильным системам, и, в частности, к антизапотевающей или антиобмерзающей, энергосберегающей дверце холодильной установки, обеспечивающей контроль над образованием конденсата, тепловую изоляцию, а также желаемый уровень прозрачности для визуального восприятия. Более конкретно, предлагаемая в настоящем изобретении дверца холодильной установки обеспечивает достижение вышеуказанных желательных характеристик без электрического обогрева дверцы за счет нанесения на нее покрытия с низкой излучательной способностью и при использовании покрытия или пленки, препятствующих ее запотеванию/обледенению. По всему тексту настоящего изобретения, под термином "дверца холодильной установки" подразумевается дверца, используемая для морозильных камер, холодильников и аналогичных установок и шкафов. Кроме того, применительно к настоящему изобретению, термин "энергосберегающий" (как, например, "энергосберегающая дверца холодильной установки") означает, что не применяется электрический обогрев стекла. Термины "антизапотевающий" и "антиобмерзающий" относятся к покрытию или пленке, которые сокращают или сводят на нет время наличия конденсации на дверце холодильной установки, стеклопакета, или любой другой холодильной установки, описанной в настоящем изобретении.
Уровень техники
Все публикации патентов США и заявок на патенты, на которые делаются ссылки в настоящем изобретении, в совокупности включены в настоящее описание, посредством ссылок. В случае разногласий, приоритет имеет настоящее описание, включая все определения.
Дверцы холодильного оборудования, такого как торговые морозильные камеры, холодильники и подобные холодильные установки, как правило, изготавливают из стекла, чтобы позволить покупателю хорошо разглядеть продукты, помещенные за ними для продажи, не открывая дверцы. Однако, когда на стекле образуется конденсат (иногда упоминаемый как "запотевание" стекол), покупатель уже не может достаточно хорошо разглядеть находящиеся за ним продукты, что нежелательно как с точки зрения покупателя, так и с точки зрения владельца магазина или предприятий розничной торговли. Образование морозных узоров на стекле представляет собой аналогичную проблему.
Влага конденсируется с внешней стороны дверцы холодильной установки, поскольку температура поверхности внешней стороны стекла опускается ниже температуры воздуха, имеющей место в помещении магазина, за счет более низких температур внутреннего пространства морозильной камеры или холодильника. Когда температура поверхности стекла опускается ниже точки росы воздуха магазина, на поверхности стекла образуется конденсат. Кроме того, при открытии дверцы в условиях влажного воздуха окружающей среды, внутренняя часть стекла, образующая внутреннюю часть дверцы, моментально подвергается воздействию воздуха помещения магазина, в результате чего на внутренней стороне дверцы также может образоваться конденсат. Конденсация с внутренней стороны дверцы также может иметь место вследствие того, что температура внутренней стороны стеклянной дверцы опускается ниже точки росы воздуха магазина, воздействию которого она подвергается.
Как уже было сказано, наличие конденсата на стеклянной дверце холодильной установки, который также может образовывать морозные узоры, не дает покупателю возможности хорошо рассмотреть через стеклянную дверцу продукты, представленные для продажи. Следовательно, если на стеклянной дверце холодильной установки имеют место конденсация или морозные узоры, то покупателю приходится открывать дверцы холодильной установки, чтобы рассмотреть его содержимое, что непрактично для магазинов с большим числом морозильных камер или холодильников. Открытие дверцы каждого холодильника требует дополнительных усилий и временных затрат не только с точки зрения покупателей, но также и нежелательным с точки зрения предприятий розничной торговли, поскольку это приводит к значительному повышению электропотребления морозильными камерами и холодильниками предприятия розничной торговли, и соответственно к более высоким издержкам на электроэнергию для таких предприятий.
Существуют различные промышленные стандарты, требованиям которых должны соответствовать дверцы холодильной установки, чтобы быть приемлемыми для использования. В США большая часть промышленных предприятий требует, чтобы дверцы морозильных камер (а не дверцы холодильников) не имели бы наружной конденсации при их использовании в условиях температуры окружающего воздуха восемьдесят градусов Фаренгейта (80°F), относительной влажности шестьдесят процентов (60%), и температуре внутри камеры - минус сорок градусов Фаренгейта (-40°F). Требования других стран, в этом отношении, различаются.
Как известно из области техники, к которой относится настоящее изобретение, типовая дверца холодильной установки состоит из стеклопакета, заключенного в дверную раму. Стеклопакет, используемый для остекленных дверок холодильной установки, как правило, состоит из двух или трех листов стекла, герметично уплотненных по их наружным кромкам с использованием уплотнительной прокладки, что, как правило, называют уплотнением кромок дверцы по периметру. В стеклопакетах, состоящих из трех листов стекла, между этими тремя листами стекла образуются две изолированные камеры. В стеклопакетах, состоящих из двух листов стекол, образуется одна изолированная камера. Как правило, стеклопакеты, используемые для холодильников, состоят из двух листов стекла, в то время как стеклопакеты, используемые для морозильных камер, - из трех листов стекла. При однократной герметизации такие камеры часто заполняют инертным газом, например, аргоном, криптоном и другим приемлемым газом, в целях повышения теплосберегающих свойств стеклопакета.
Большинство традиционных способов, направленных на предотвращение или снижение уровня конденсации на дверцах холодильной установки, предполагают использование электроэнергии для таких дверок, посредством нанесения проводящих покрытий на одну и более стеклянных поверхностей стеклопакета для электрообогрева стекла. Цель обогрева стекла заключается в поддержании его температуры выше точки росы более теплого воздуха, имеющего место в магазине. Обогрев стекла до температуры выше точки росы предотвращает образование нежелательного конденсата и морозных узоров на стекле дверцы холодильной установки, в результате чего становится возможным четкое визуальное восприятие содержимого холодильного отсека.
В стеклопакете дверцы, состоящем из трех листов стекла, на не подверженную воздействию воздуха внешней за пределами холодильного отсека среды поверхность одного или двух листов стекла наносят покрытие из проводящего материала. Такое стекло с покрытием из проводящего материала соединяют с источником электроэнергии посредством двух шин или посредством других электрических соединителей, установленных на противоположенных кромках стекла. Через покрытие пропускают электрический ток, покрытие нагревается, нагревая, таким образом, само стекло и предотвращая образование конденсата на его поверхности. Покрытия стекла стеклопакетов дверок холодильной установки, как правило, наносят на неподвергаемую воздействию воздуха внешней среды поверхность наружного стекла. Однако, поскольку конденсат иногда образуется с внутренней стороны внутреннего листа стекла, то в целях предотвращения такой конденсации, на неподверженную воздействию воздуха внешней среды поверхность внутреннего листа стекла также может быть нанесено покрытие для его обогрева.
Таким традиционным обогреваемым дверцам холодильной установки, известным из предшествующего уровня техники, присущи многочисленные недостатки и проблемы. Во-первых, обогрев дверцы предполагает использование электроэнергии, расходы на которую превышают расходы на электроэнергию для системы охлаждения. В торговой морозильной камере стандартного размера дополнительные издержки на обогрев дверцы такой камеры значительны - с учетом текущих цен на электроэнергию, такие дополнительные издержки могут составить 100 долларов в год по каждой такой морозильной камере. Принимая во внимание то, что многие магазины используют морозильные камеры в большом количестве, а в некоторых супермаркетах и других продуктовых магазинах розничной торговли таких морозильных камер может насчитываться сотни, то суммарные издержки на электрообогрев стеклянных дверок морозильных камер могут быть очень высокими.
Во-вторых, избыточная теплота, образующаяся при традиционном электрообогреве дверок холодильной установки, проходит в холодильную камеру, создавая дополнительную проблему для системы охлаждения, также способствующую дополнительному увеличению издержек на электроэнергию.
В-третьих, если источник электроэнергии, подаваемой к дверце для ее электрообогрева, слишком маломощный, или при его отключении, или в случае сбоя в системе электроснабжения, на стекле образуется конденсат и/или морозные узоры. Результатом избыточной мощности рассеяния электроэнергии являются ненужные дополнительные издержки на электроэнергию. Для преодоления таких проблем, такое холодильное оборудование с электрообогревом стекол часто требует точного управления системой обогрева стекол. Для достижения такого точного управления системой обогрева стекол необходима система электроуправления, что приводит к более высоким издержкам проектирования и изготовления, а также к значительным эксплуатационным издержкам и издержкам на техобслуживание.
В-четвертых, такие стеклянные дверцы с электрообогревом представляют собой угрозу безопасности для покупателей и потенциальный риск материальной ответственности для предприятий розничной торговли и компаний-изготовителей холодильных систем. Напряжение, подаваемое на покрытие стеклянной дверцы, как правило, составляет 115 В переменного тока. Продуктовые тележки, используемые покупателями магазинов, являются тяжелыми и металлическими. Если такая тележка ударится о стеклянную дверцу и разобьет стекло, то электрический ток может пройти через тележку к покупателю, в результате чего может иметь место серьезная травма и даже летальный исход.
Патенты US 5852284 и 6148563 раскрывают метод подачи электрического напряжения к стеклу, на которое нанесено проводящее покрытие (которое может быть покрытием с низкой излучательной способностью), для контроля над образованием конденсата на внешней поверхности стеклянной дверцы. Проводящее покрытие, такое как покрытие с низкой излучательной способностью, обеспечивает электросопротивление, в результате чего образуется тепло, при одновременном получении желаемых теплосберегающий свойств. Однако дверцам холодильной установки, раскрытым в вышеупомянутых патентах, присущи недостатки и проблемы, обусловленные электрообогревом дверок. О стеклопакетах, дверцах, холодильных установках и аналогичных установках также речь идет в патентах US 6367223, 6606832 и 6606833, а также в публикации заявки US 2003/0062813 и US 2003/197449. Как уже было сказано выше, эти и другие патенты США и заявки на патенты, в совокупности, включены в настоящее описание посредством ссылок.
В дополнении к обеспечению проводимости, такие покрытия с низкой излучательной способностью использовались в качестве других средств для уменьшения конденсации на дверцах холодильной установки. Конкретно, в основу одного способа повышения изоляционных свойств стекла (показатель "R") и уменьшения теплопотерь из холодильной камеры, было положено нанесение на стекло покрытия с низкой излучательной способностью (низким показателем излучательной способности "Е" (коэффициент излучения или эмиссии)). Покрытие с низким показателем Е представляет собой микроскопически тонкий, визуально незаметный слой(и) металла или оксида металла, нанесенный на поверхность стекла, для уменьшения излучательной способности за счет подавления излучательного потока тепла через стекло. Излучательная способность представляет собой отношение излучения, исходящего от черного тела или поверхности, к теоретическому излучению, рассчитанному по закону излучения абсолютно черного тела - закону Планка. Термин "излучательная способность" используют, когда речь идет о величинах излучающей способности, измеряемых в инфракрасном диапазоне, согласно стандартам Американского Общества по испытаниям материалов (ASTM). Излучательную способность измеряют при использовании радиометрических измерений и регистрируют как излучательную способность для лучей, исходящих в виде полусферы, и для лучей, исходящих нормально. Излучательная способность показывает в процентах излучение в области длинных волн инфракрасных лучей, испускаемое покрытием. Более низкая излучательная способность означает, что через стекло проходит меньше тепла. Следовательно, излучательная способность листа стекла, установленного в стеклопакете, оказывает влияние на изоляционную способность стекла или стеклопакета, а также на теплопроводность (коэффициент "U") стекла или стеклопакета. Коэффициент теплопроводности (теплопередачи) U листа стекла или стеклопакета обратно пропорционален показателю R листа стекла или стеклопакета.
Во многостекольных стеклопакетах излучательная способность стеклопакета, которая представляет собой суммарную излучательную способность каждого из стекол, входящих в состав стеклопакета, может быть приблизительно рассчитана, перемножением показателей излучательной способности каждого из стекол. Например, если стеклопакет состоит из двух стекол, при этом показатель излучательной способности каждого из стекол составляет 0,5, то суммарная излучательная способность составит 0,5, умноженная на 0,5 или 0,25.
В то время как покрытия с низким показателем Е использовались для стеклопакетов, устанавливаемых в дверцах холодильной установки как с электрообогревом, так и без электрообогрева, такие покрытия и стеклопакеты не имели возможности контролировать образование конденсата и обеспечивать необходимую тепловую изоляцию в широком диапазоне температур и в различных условиях окружающей среды, в которых использовались такие дверцы холодильной установки, без электрического обогрева дверок. Более конкретно, независимо от использования таких покрытий с низким показателем Е, дверцы холодильной установки, не имеющие обогрева, не могли обеспечить контроль над образованием конденсата в таких областях применения, в которых температуры внутри холодильных камер в значительной степени приближаются к температуре замерзания или ниже температуры замерзания.
Более того, для обычных антизапотевающих/антиобмерзающих покрытий, пленок и т.д., а также для способов их нанесения, также характерны ограничения. Например, при использовании пленок, все еще может иметь место образование капель воды, которые способствуют запотеванию стекла и затрудняют видимость через такое стекло. Кроме того, противозапотевающие свойства покрытий часто утрачиваются в результате быстрого впитывания воды и частых уборок. И, далее, известные антизапотевающие покрытия, действие которых заключается в поглощении конденсата, могут достигнуть состояния насыщения и утратить эффективность в условиях высокого уровня влажности окружающей среды, что, по меньшей мере частично, объясняется их набухшим состоянием. Кроме того, эти покрытия могут легко растягиваться или загрязняться, а также они не являются достаточно толерантными или стойкими к действию обычно используемых растворителей. Более того, при использовании типовых покрытий, препятствующих запотеванию, могут иметь место обычные проблемы, характерные для любых покрытий, например, потеки, ручьи, захват пыли и образование микротрещин под действием химических реагентов.
Следовательно, несмотря на выпускаемые промышленностью дверцы холодильной установки с электрообогревом и с покрытиями с низкой излучательной способностью, а также специальные продукты против запотевания или обмерзания, например, покрытия и пленки, все еще актуальна потребность в дверце холодильной установки, которая 1) обеспечивала бы требуемый контроль над образованием конденсата и тепловую изоляцию в широком диапазоне температур и условий окружающей среды; 2) обеспечивала бы требуемый уровень визуального восприятия; 3) способствовала бы сокращению нежелательных издержек на электроэнергию и нежелательных нагрузок на систему охлаждения за счет устранения необходимости использования электроэнергии для обогрева дверцы; 4) не требовала бы дорогой и сложной системы электроуправления, сводя, таким образом, к минимуму издержки на проектирование, изготовление, эксплуатацию и техобслуживание такой системы; и 5) не представляла бы собой угрозу безопасности для покупателей и потенциальный риск материальной ответственности для фирм-изготовителей и предприятий розничной торговли, и которая любым другим способом предотвращала бы или сводила бы к минимуму те проблемы, о которых было сказано выше.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача преодоления тех описанных выше недостатков, которые имели место в предшествующем уровне техники, за счет разработки энергосберегающей дверцы холодильной установки с контролем над образованием конденсата, тепловой изоляцией и требуемым уровнем визуального восприятия через такую дверцу.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, не требующей электроэнергии для уменьшения конденсации на стекле.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата и не пропускала бы значительного количества тепла вовнутрь морозильной камеры или холодильника, во избежание дальнейшего увеличения нагрузки на систему охлаждения и дополнительных издержек на электроэнергию.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата и была бы более простой и более экономичной с точки зрения изготовления, эксплуатации и техобслуживания по сравнению с аналогичными дверцами и системами, известными из предшествующего уровня техники.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата, и которая отличалась бы большей простотой конструирования, легкостью эксплуатации и техобслуживания.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая контролировала бы образование конденсата, и для которой не использовалось бы электричество в целях обогрева стекла для контроля над образованием конденсата.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, излучательная способность (коэффициент излучения) которой менее 0,04.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, излучательная способность которой составляет приблизительно 0,0025.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, коэффициент теплопроводности U которой менее 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F).
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, коэффициент U которой составляет приблизительно 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F).
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, обладающей дополнительными свойствами против запотевания и обмерзания, сокращающими время наличия конденсата до нуля или почти до нуля.
Другие цели настоящего изобретения включают разработку покрытия или пленки против запотевания и/или обмерзания для использования в дверцах холодильных установок, а также в холодильных системах и в стеклопакетах; сюда также относятся пленки, наносимые на поверхность подложки.
В настоящем изобретении эти и другие цели достигаются посредством, помимо всего прочего, энергосберегающих дверок холодильной установки, и способов их изготовления. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение включает дверную раму, в которую установлен стеклопакет, состоящий из внутреннего, среднего и наружного листов стекла. Первая уплотнительная прокладка, размещенная по периметру внутреннего и среднего листов стекла, образует первую камеру между внутренним и средним листами стекла. Вторая уплотнительная прокладка, размещенная по периметру среднего и наружного листов стекла, образует вторую камеру между средним и наружным листами стекла. Первую и вторую камеры заполняют таким газом, как криптон, воздух или аргон. Как наружный, так и внутренний лист стекла имеют поверхность, не подверженную воздействию воздуха внешней среды, которая обращена к среднему листу стекла. Покрытие с низкой излучательной способностью наносят на поверхности внутреннего и наружного листов стекла, не подверженные воздействию воздуха внешней среды, так что стеклянная дверца, в целом, имеет коэффициент теплопроводности U, обеспечивающий предотвращение образования конденсата на внешней поверхности наружного листа стеклянной дверцы, не требуя электроэнергии для обогрева дверцы, одновременно обеспечивая требуемую степень испарения конденсата с внутренней стороны внутреннего листа стеклянной дверцы. Покрытие или пленку против запотевания/обмерзания наносят на поверхность одного из листов стекла, предпочтительно на поверхность внутреннего листа, подвергаемую воздействию воздуха окружающей среды.
В настоящем изобретении также предлагается новое покрытие против запотевания/обмерзания.
Покрытие против запотевания/обмерзания эффективно в различных областях применения, таких как стеклопакеты, включая стеклопакеты с более чем двумя стеклами, дверцы холодильной установки и морозильных камер для холодильных и морозильных витрин, автомобильных зеркал, в частности, наружных автомобильных зеркал, дверей саун, парилок, душевых кабин, окошек киосков для продажи билетов, окон в ванных комнатах, зеркал в ванных комнатах, наружных холодильников и морозильных камер, которые подвергаются воздействию высокой влажности и осадков в виде дождя, а также в любых других областях применения, в которых наличие покрытия против обмерзания или запотевания было бы желательным. Следовательно, несмотря на то, что покрытия против запотевания/обмерзания по настоящему изобретению, предпочтительно, используются для энергосберегающих дверок холодильной установки и морозильных камер, они также хорошо подходят для многочисленных других областей применения, включая дверцы, для которых необходима электроэнергия, такие как дверцы с электрообогревом.
Ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи, подробно описаны другие особенности и преимущества настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
На чертежах, которые являются частью настоящего описания, показаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, и, вместе с описанием, эти чертежи служат для объяснения принципов настоящего изобретения, чтобы позволить специалистам в данной области техники его изготовить и использовать. Одинаковые номера, встречающиеся на чертежах, означают идентичные или функционально аналогичные элементы.
Настоящее изобретение и его многочисленные преимущества будут более понятны из приведенного ниже детального описания с прилагаемыми чертежи, на которых:
на фиг.1 показана холодильная система по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2 показана дверца холодильной установки по настоящему изобретению;
на фиг.3 показана часть поперечного разреза дверцы холодильной установки по настоящему изобретению;
на фиг.4 показана часть поперечного разреза дверцы холодильной установки по настоящему изобретению.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Для более полного объяснения, а не для определения ограничений, в приведенном ниже описании указана такая частная подробная информация, как конкретные покрытия, способы нанесения покрытий, толщины листов стекла и пленок, используемые уплотнительные прокладки, число листов стекла, расстояния между листами стекла, способы сборки дверцы и т.д., в целях более глубокого понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике в других его вариантах, отличающихся от указанной выше частной информации. Для более четкого описания изобретения опущены подробные описания хорошо известных покрытий, способов их нанесения, уплотнительных прокладок, а также способов сборки дверок холодильной установки. Для целей настоящего описания изобретения, такие термины, как "наружный" и "внутренний" (лист стекла) или "внешняя" и "внутренняя" (поверхность) имеют такое определение, если рассматривать их изнутри морозильной камеры или холодильного отсека, как это очевидно из чертежей.
Результаты проведенных испытаний, а также компьютерного моделирования, продемонстрировали, что согласно требованиям, предъявляемым к рабочим характеристикам, требуется, чтобы коэффициент теплопроводности U (проводимость при передаче тепла через стекло), составлял примерно, 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F), чтобы избежать образования конденсата с внешней стороны стекла дверцы холодильной установки. Однако, как уже отмечалось выше, при открытии дверцы, конденсация может иметь место и с внутренней стороны внутреннего листа стекла дверцы, поскольку температура внутренней поверхности листа стекла ниже точки росы более влажного воздуха внешней среды, имеющей место в магазине, воздействию которого она подвергается. Однако при закрытии дверцы конденсат рассеивается из-за испарения влаги вовнутрь морозильной камеры или холодильного отсека.
При наличии конденсации с внутренней стороны дверцы холодильной установки, содержимое морозильной камеры или холодильника не видно через дверцу. Следовательно, скорость испарения, определяющая период времени, в течение которого имеет место конденсация (называемый "временем наличия конденсации") является важным критерием для расчета. Чем больше тепла передается через стеклянную дверцу внутренней поверхности стеклянной дверцы, тем быстрее происходит испарение конденсата, имеющего место с внутренней стороны дверцы. Однако более высокая теплопередача через дверцу также приводит к более высоким затратам на электроэнергию, которая требуется для системы охлаждения. Поэтому оптимальный коэффициент теплопроводности U стеклянной дверцы будет определяться многочисленными факторами, включая разницу между наружной и внутренней температурами, толщину стекла, расстояния между листами стекла, газ(ы), используемые для заполнения камер(ы) стеклопакета, числа листов стекла, материала уплотнительной прокладки или распорной ленты (спейсера), влажности воздуха внешней среды, коэффициента поглощения покрытия в длинноволновом инфракрасном спектре, а также время, требуемое для испарения конденсата. Кроме того, издержки, связанные с отдельными элементами (т.е. газом, уплотнительной прокладкой, стеклом и т.д.), стоимость электроэнергии и другие факторы, также должны учитываться при расчетах. В описанном ниже предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, приведен коэффициент теплопроводности U, равный 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F), предотвращающий наличие конденсации с наружной стороны дверцы; при этом допускается пропуск достаточного количества тепла из внешней среды через дверцу, что позволяет конденсату, имеющемуся с внутренней стороны дверцы, испариться в течение обоснованного периода времени. Одни фирмы-изготовители предъявляют к холодильным системам требования, согласно которым конденсат должен испаряться в течение нескольких минут, в то время аналогичные требования других фирм-изготовителей - ограничиваются периодом в одну минуту. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения коэффициент теплопроводности U может в значительной степени приближаться к 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F) или быть меньше этой величины. Время, требуемое для испарения конденсата, будет варьироваться в зависимости от времени, в течение которого дверца будет открытой, показателя влажности воздуха внешней среды, имеющей место в магазине, температуры отсека холодильной системы, содержимого холодильной системы, тепла, пропускаемого через дверцу (которое находится в зависимости от коэффициента U), и других факторов.
В варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг.1, холодильная система 5 включает несколько прозрачных дверок 10, каждая из которых имеет ручку 11. Как будет описано более подробно ниже, каждая дверца 10 этой холодильной системы состоит из стеклопакета 50, вставленного в раму 55. Внутри холодильной системы имеется множество полок 6, на которых размещаются имеющиеся в продаже продукты, для их визуального обзора через стекло. Дверца 10 холодильной системы по настоящему варианту осуществления изобретения (фиг.2), крепится к дверному проему холодильной системы с помощью шарнира, позволяющего дверце открываться наружу.
Как описано выше, дверца 10 холодильной системы состоит из стеклопакета 50, вставленного в раму 55. Как показано на фиг.3, стеклопакет 50 состоит из наружного листа 60 стекла, среднего листа 65 стекла и внутреннего листа 70 стекла. Стеклопакет 50 вставлен в раму 55 и также включает первую уплотнительную прокладку 90, которая проходит по периметру внутренней поверхности 62 наружного листа 60 стекла и внешней поверхности среднего листа 65 стекла, с образованием достаточно герметично уплотненной, изолированной наружной камеры 92. Аналогично этому, вторая уплотнительная прокладка 95 проходит по периметру внешней поверхности 72 внутреннего листа 70 стекла и внутренней поверхности среднего листа 65 стекла, с образованием достаточно уплотненной изолированной внутренней камеры 94.
Внешняя поверхность 61 наружного листа 60 стекла контактирует с внешней окружающей средой 7. Другими словами, внешняя поверхность 61 наружного листа 60 стекла подвергается воздействию воздуха внешней среды, в которой установлен холодильник или морозильная камера. Внутренняя поверхность 62 наружного листа 60 стекла образует часть наружной камеры 92 и обращена в камеру 92.
По настоящему предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения наружный лист 60 стекла имеет толщину, равную одной восьмой дюйма, подвергнут закалке с последующим отпуском, а внутренняя поверхность 62 наружного листа 60 стекла имеет покрытие 63 с низкой излучательной способностью. В частности, по настоящему варианту осуществления настоящего изобретения, покрытие с низким показателем Е представляет собой покрытие, нанесенное методом напыления, включающее сверхжесткий диоксид титана в качестве базового слоя, обеспечивающий высокие теплосберегающие свойства и высокую степень прозрачности для визуального восприятия. Это конкретное стекло с нанесенным на него методом напыления покрытием может быть закалено с последующим отпуском после нанесения покрытия, и обеспечивает высокую степень излучения в видимой области спектра без значительного изменения цветовых оттенков. На внешнюю поверхность 61 наружного листа 60 стекла покрытие не наносится. В настоящем варианте изобретения наружный лист 60 стекла может быть, например, (без ограничений) листом стекла марки Comfort Ti-PS толщиной одна восьмая дюйма, производства компании AFG Industries, Inc., Кингспорт, штат Теннесси, США, имеющим покрытие с низким показателем Е, обеспечивающим излучательную способность 0,05. Как известно из области техники, к которой относится настоящее изобретение, стекло марки Comfort Ti-PS нарезают в соответствии с требуемыми размерами, закаливают с последующим отпуском и обрабатывают кромки, прежде чем установить такое стекло в стеклопакет 50. Стекло с низким показателем Е, о котором идет речь в настоящем описании, не ограничивается вышеуказанной продукцией с конкретным названием и может быть любым приемлемым стеклом с низким показателем Е, включая, но не ограничиваясь, стеклом с низким показателем Е, с покрытием, нанесенным методом напыления, и стеклом с низким показателем Е с покрытием, нанесенным пиролитическим способом.
Средний лист 65 стекла располагается между наружным листом 60 стекла и внутренним листом 70 стекла и образует часть наружной камеры 92 и внутренней камеры 94. Средний лист 65 стекла располагается на расстоянии одной второй дюйма от наружного листа 60 стекла и внутреннего листа 70 стекла, имеет толщину одна восьмая дюйма, не имеет покрытия, и закален с последующим отпуском.
Внутренний лист 70 стекла контактирует с внутренним пространством морозильной камеры или холодильного отсека 9, при этом его внутренняя поверхность 71 обращена во внутреннее пространство отсека 9. Внешняя поверхность 72 внутреннего листа 70 стекла образует часть внутренней камеры 99 и обращена в эту камеру. Внешняя поверхность 72 внутреннего листа 70 стекла также имеет покрытие 73 с низкой излучательной способностью. В настоящем варианте изобретения покрытие 73 на внешней поверхности 72 внутреннего листа 70 стекла аналогично описанному выше покрытию 63 на внутренней поверхности 62 наружного листа 60 стекла. В предпочтительных вариантах изобретения внутренняя поверхность 71 имеет нанесенное покрытие или пленку 75, которые препятствуют запотеванию или обмерзанию и значительно сокращают время наличия конденсации в период эксплуатации холодильной установки, предпочтительно, практически до нуля (т.е. видимого запотевания не происходит).
Предпочтительные покрытия или пленки, препятствующие запотеванию, включают покрытия и пленки, известные из области техники, к которой относится настоящее изобретение, такие как пленки марки Vistex® и Visgard®, производимые компанией Film Specialties Inc. Для удобства нанесения такие пленки, с обратной стороны, могут включать оптический клей. Пленки марки Vistex®, например, могут включать полимер, отвержденный на прозрачной полиэфирной пленке, с прозрачным оптическим клеем с обратной стороны. Пленки марок Vistex® и Visgard® можно приобрести в виде полимерной пленке или в жидком виде. Такие пленки предотвращают запотевание при любой температуре и влажности. Кроме того, стекло не запотевает и конденсат не образуется, даже когда дверца холодильника или морозильной камеры бывает широко открыта в течение продолжительных периодов времени, как, например, для пополнения товарных запасов. Противозапотевающие свойства пленки не исчезают после кратковременного пропитывания водой или частых уборок; покрытия также не набухают под действием воды и не утрачивают своих рабочих характеристик в условиях высокой влажности, как, например, те покрытия, функции которых заключаются в поглощении конденсата.
Предпочтительные антизапотевающие пленки, используемые в настоящем изобретении, легко поглощают воду, поэтому влага незаметно распространяется по поверхности с нанесенным покрытием быстрее, чем образуются капли, которые появляются в виде запотевания и затрудняют визуальное восприятие через стекло. Кроме того, предпочтительные пленки обладают стойкостью к царапанию и включают с обратной стороны акриловый клей. Тип клея - тот, который, как правило, используют на солнцезащитных пленках; данный тип клея позволяет наносить пленку на любую плоскую или цилиндрическую поверхность. Клеевая система может быть склеивающей при надавливании и оптически прозрачной. Может использоваться различная толщина пленок, и любой специалист в данной области техники может б