Незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система и способ управления ею

Незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система и способ управления ею

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системе и способу управления такой системой, более конкретно, к незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системе и способу управления такой системой, которая позволяет подводить электроэнергию к тепловырабатывающему стеклянному листу для выработки тепла, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы внутренней области помещения, или в противном случае предотвращает подачу энергии к тепловырабатывающему стеклянному листу для предотвращения выработки тепла под автоматическим управлением тепловырабатывающей стеклянной системы, тем самым эффективно предотвращая конденсацию на внутренней поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и снижая потребление энергии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При строительстве стеклянный лист (окна и двери) является основным компонентом.

Традиционно, в зимний период времени, существовала проблема конденсации росы вследствие разности между внутренней температурой в помещении и наружной температурой. Конденсация росы на стекле не только ухудшает видимость, но также является причиной образования влаги и плесени в нижней части стены.

Для решения таких проблем были проведены исследования с целью разработки технологии по предотвращению конденсации росы на тепловырабатывающем стеклянном листе зимой вследствие разности между внутренней температурой в помещении и наружной температурой, чтобы гарантировать видимость, после чего с использованием такой технологии были изготовлены различные изделия.

Тепловырабатывающая стеклянная система использует способ поддержания тепловырабатывающего стеклянного листа при предопределенной температуре или выше, для того чтобы предотвратить конденсацию на нем в зимний период времени. Однако, хотя конденсация происходит только когда температура поверхности стекла меньше или равна точке росы, определенной по температуре и относительной влажности воздуха внутренней области помещения, известный тепловырабатывающий стеклянный лист выполняется с возможностью поддержания температуры поверхности стекла постоянной, тем самым, вызывая нежелательное потребление энергии.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ввиду вышеизложенного, настоящее изобретение направлено на устранение описанных выше недостатков и предлагает незапотевающую тепловырабатывающую стеклянную систему, в которой температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа измеряют датчиком температуры поверхности стекла, прикрепленным к внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, а температуру и влажность внутренней области помещения измеряют для вычисления точки росы, так что электроэнергия может подводиться к тепловырабатывающему стеклянному листу только тогда, когда температура его поверхности меньше или равна точке росы, благодаря чему предотвращается конденсация и минимизируется потребление энергии.

Настоящее изобретение также предлагает способ управления незапотевающим тепловырабатывающим стеклянным листом с использованием незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системы.

[Техническое решение]

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система, которая включает:

тепловырабатывающий стеклянный блок, отделяющий внутреннюю область помещения от наружной области и включающий обычный стеклянный лист и тепловырабатывающий стеклянный лист;

датчик температуры поверхности стекла, расположенный на внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, для измерения температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа;

контроллер, осуществляющий сравнение температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с точкой росы внутренней области помещения и управляющий тепловыделением тепловырабатывающего стеклянного блока; и

источник питания, подводящий электроэнергию к тепловырабатывающей стеклянной системе для работы указанной системы.

Контроллер может включать:

блок подачи энергии, подводящий энергию контроллеру;

датчик окружающей среды, измеряющий температуру и относительную влажность внутренней области помещения; и

исполнительный механизм тепловырабатывающего стекла, вычисляющий точку росы внутренней области помещения, сравнивающий точку росы с температурой поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и управляющий работой тепловырабатывающего стеклянного листа.

Контроллер может дополнительно включать:

задающий блок ввода, позволяющий пользователю задавать температуру для тепловырабатывающего стеклянного листа таким образом, что обеспечена возможность поддерживать температуру тепловырабатывающего стеклянного листа постоянной, и выбирать автоматический режим или ручной режим тепловырабатывающей стеклянной системы.

Система может дополнительно включать индикатор, отображающий рабочее состояние тепловырабатывающей стеклянной системы.

Контроллер может обеспечивать нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа, измеренная датчиком температуры поверхности стекла, меньше или равна точке росы, вычисленной на основании измеренной температуры и относительной влажности внутренней области помещения.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой, который включает:

одновременное измерение температуры и относительной влажности внутренней области помещения и температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа;

вычисление точки росы на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения;

сравнение температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и температуры точки росы и

возврат к одновременному измерению температуры и относительной влажности или нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа согласно результату сравнения температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с температурой точки росы.

Нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа может быть выполнен, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы, а возврат к одновременному измерению температуры и относительной влажности может быть выполнено, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа выше, чем точка росы.

[Технический результат]

Согласно примерным вариантам реализации изобретения, незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система и способ управления такой системой могут обеспечить возможность подвода электроэнергии к тепловырабатывающему стеклянному листу, только когда температура поверхности, измеренная датчиком температуры поверхности стекла, прикрепленным к внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, меньше или равна точке росы, вычисленной на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения, так, чтобы автоматически управлять температурой поверхности для предотвращения конденсации росы.

Кроме того, предотвращение конденсации на тепловырабатывающем стеклянном листе защищает нижнюю стенку окна и двери от заплесневения, тем самым сохраняя стекло постоянно чистым и улучшая видимость через стекло.

Кроме того, система может быть приведена в действие, только когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа ниже, чем точка росы, тем самым значительно уменьшая расход энергии по сравнению с традиционными системами, которые поддерживают постоянную температуру.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан схематический вид незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.2 показан боковой вид в разрезе тепловырабатывающего стеклянного блока тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.3 показан перспективный вид с пространственным разделением деталей тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.4 показана блок-схема контроллера незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.5 показан общий внешний вид тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения; и

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций способа управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой в автоматическом режиме согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения.

[Краткое описание ссылочных позиций на чертежах]

20: незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система

21: тепловырабатывающий стеклянный блок

22: датчик температуры поверхности стекла

23: контроллер

24: источник питания ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[Предпочтительный вариант осуществления]

Далее будут подробно описываться примерные варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается нижеследующими вариантами реализации и может быть воплощено различными способами. Объем изобретения ограничивается прилагающимися пунктами формулы изобретения и их эквивалентами. Одинаковые элементы будут обозначаться одинаковыми ссылочными позициями во всем описании.

На фиг.1 показана схематический вид незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система 20, согласно примерному варианту реализации, включает тепловырабатывающий стеклянный блок 21. который отделяет внутреннюю область помещения от наружной области и включает обычный стеклянный лист 211 и тепловырабатывающий стеклянный лист 212;

датчик 22 температуры поверхности стекла, расположенный на внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, который измеряет температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа;

контроллер 23, который сравнивает температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с точкой росы внутренней области помещения с тем, чтобы управлять тепловыделением блока 21; и

источник 24 питания, который подает электроэнергию тепловырабатывающей стеклянной системе для обеспечения ее работы.

Блок 21 отделяет внутреннюю область помещения от наружной области и включает лист 211 и лист 212 так, что листом 212 при подаче электроэнергии может быть выработано тепло, что препятствует возникновению конденсации на внутренней стороне листа 212. Подробная структура блока 21 будет описана ниже со ссылкой на Фиг.2.

Датчик 22 располагается на внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа и измеряет температуру его поверхности. Датчик 22 использует термочувствительный элемент для восприятия изменения температуры на поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа. В этом примерном варианте реализации термочувствительный элемент может быть выбран из любого типа термочувствительного элемента, известного из уровня техники. Температура поверхности стекла, измеренная термочувствительным элементом, вводится в исполнительный механизм 234 тепловырабатывающего стекла контроллера 23, описанного ниже.

Контроллер 23 сравнивает температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с точкой росы внутренней области помещения и управляет тепловыделением тепловырабатывающего стеклянного листа. Температура, измеренная датчиком 22, сравнивается с точкой росы, вычисленной на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения, измеренных датчиком 233 окружающей среды. Если температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы, контроллер 23 позволяет тепловырабатывающему стеклу нагреваться, тем самым заблаговременно предотвращая конденсацию.

Точка росы представляет собой коэффициент, определенный в соответствии с температурой и относительной влажностью в дополнение к давлению. Если температурная и относительная влажность внутренней области помещения изменяются в зависимости от различных условий окружающей среды, то такое изменение также вызывает изменение точки росы внутренней области помещения.

Традиционно, когда температура тепловырабатывающего стеклянного листа устанавливается в предопределенную температуру (далее упоминаемую как «установленная температура»), тепловырабатывающий стеклянный лист не соответствует изменению точки росы внутренней области помещения. Например, если установленная температура выше, чем точка росы внутренней области помещения, происходит нежелательный расход энергии. С другой стороны, если установленная температура ниже, чем точка росы внутренней области помещения, то сложно достигнуть его основного назначения по предотвращению конденсации.

Согласно примерному варианту реализации, точка росы внутренней области помещения может быть вычислена с помощью контроллера, включающего датчик окружающей среды для измерения температуры и относительной влажности внутренней области помещения, тем самым надлежаще справляясь с изменением точки росы внутренней области помещения. Таким образом, существует возможность не только снизить нежелательный расход энергии, но также и эффективно предотвратить конденсацию.

Далее, со ссылкой на фиг.4, будет подробно описан контроллер 23.

Источник 24 питания подводит электроэнергию так, чтобы блок 21 мог вырабатывать тепло на тепловырабатывающем стеклянном листе, термочувствительный элемент датчика 22 мог функционировать и контроллер 23 мог управлять системой. В этом примерном варианте реализации источник 24 питания может быть выбран из любого типа источника питания, способного питать энергией, например, источник питания постоянного тока (DC), такой как батарея, источник питания переменного тока (АС), такой как общая линия электропередачи, и т.д.

На фиг.2 показан боковой вид в разрезе тепловырабатывающего стеклянного блока тепловырабатывающей стеклянной системы, а на фиг.3 показан перспективный вид с пространственным разделением деталей тепловырабатывающей стеклянной системы.

Как показано на чертежах, блок 21 включает лист 211 и лист 212.

Здесь, лист 211 располагается с наружной стороны, а лист 212 располагается с внутренней стороны.

Лист 211 может включать листовое стекло, сформированное как оконное стекло, и может иметь тонкое металлическое или металлооксидное покрытие на своей поверхности. Здесь, в качестве листа 211 может использоваться лист энергосберегающего стекла, способный к минимизации теплопередачи, т.е. стеклянный лист с низкой излучательной способностью.

Лист 212 может включать прозрачное проводящее покрытие.

Здесь, стеклянный лист с прозрачным проводящим покрытием может быть выбран из проводящих стеклянный листов, покрытых различными оксидами металлов, такими как легируемый фтором оксид олова, оксид индия и олова и т.п.

По существу, если стеклянный лист с прозрачным проводящим покрытием используется в качестве листа 212, то тепло может вырабатываться равномерно по стеклянному листу и может гарантироваться прозрачность, тем самым обеспечивая видимость.

Лист 212 может быть оснащен электродом, который принимает электричество и вырабатывает тепло.

Электрод 213 может включать проводящую шину, сформированную путем нанесения серебряной пасты на противоположные концы листа 212. Если электрод обеспечивается в виде проводящей шины, линия электропередачи присоединяется к шине посредством пайки таким образом, чтобы электроэнергия могла подводиться к листу 212 через линию электропередачи. В дополнение к пайке для соединения линии электропередачи с шиной, проводящий электрод в форме зажима может быть присоединен к шине для подачи электроэнергии листу 212. В частности, такой электрод в форме зажима может быть установлен так, чтобы окружать противоположные стороны листа 212, на которые не наносится серебряная паста.

Блок 21, включающий лист 212 и лист 211, может быть изготовлен общим способом изготовления многослойного стекла. В частности, для присоединения листа 212 к листу 211 могут использоваться термопластичная распорка (ТПР) и вспомогательный уплотнитель.

На фиг.4 показана блок-схема контроллера незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Контроллер 23 для управления тепловыделением тепловырабатывающего стеклянного листа включает блок 231 ввода энергии, задающий блок 232 ввода, датчик 233, исполнительный механизм 234 тепловырабатывающего стекла, и индикатор 235, отображающий рабочее состояние системы.

Блок 231 принимает электроэнергию от источника 24 питания системы и предоставляет возможность контроллеру 23 функционировать.

Блок 232 позволяет контроллеру 23 устанавливать режим для тепловырабатывающей стеклянной системы и управлять работой системы в соответствии с установленным режимом. В автоматическом режиме температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа сравнивается с точкой росы внутренней области помещения, и на тепловырабатывающем стеклянном листе вырабатывается тепло, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы, таким образом, предотвращается конденсация. С другой стороны, пользователь может выбрать ручной режим посредством блока 232 и ввести желаемую температуру для поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа. В ручном режиме температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа может сохраняться постоянной согласно установленной температуре, введенной пользователем с помощью блока 232, что известно из уровня техники. Следовательно, рабочий режим тепловырабатывающей стеклянной системы может быть выбран с помощью блока 232 контроллера 23. В частности, при ручном режиме, возможно установить постоянную температуру тепловырабатывающего стеклянного листа.

Датчик 233 измеряет температуру и относительную влажность внутренней области помещения, где размещается контроллер 23. Датчик окружающей среды может отдельно включать термочувствительный элемент и гигрометр для измерения температуры и влажности, соответственно. В качестве альтернативы, датчик 233 может использовать термогигрометр, в котором объединены термочувствительный элемент и гигрометр. Термочувствительный элемент для измерения температуры внутренней области помещения и гигрометр для измерения количества водяного пара в воздухе могут быть выбраны из уровня техники.

Исполнительный механизм 234 принимает температуру и относительную влажность, измеренные датчиком 233, и вычисляет точку росы, когда пользователь выбирает автоматический режим для системы 20 с помощью блока 232. Затем, исполнительный механизм 234 сравнивает вычисленную точку росы с температурой поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа, измеренную датчиком 22, и подводит электроэнергию блоку тепловырабатывающего стекла, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы, тем самым, вырабатывая тепло на тепловырабатывающем стеклянном листе. Если пользователь выбирает ручной режим для тепловырабатывающей стеклянной системы, исполнительный механизм 234 сравнивает измеренную температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с установленной пользователем температурой и управляет тепловыделением тепловырабатывающего стеклянного листа так, чтобы температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа могла сохраняться соответствующей установленной пользователем температуре.

Индикатор 235 отображает, работает ли система 20, и может быть расположен на контроллере 23, чтобы указывать, находится ли система в данный момент в автоматическом режиме или в ручном режиме, и в тоже время отображать работает система или нет. В ручном режиме индикатор 235 может выполняться в виде дисплея, способного к отображению установленной пользователем температуры для тепловырабатывающего стеклянного листа. Кроме того, индикатор 235 может указывать, нагревается ли в данный момент тепловырабатывающий стеклянный лист.

На фиг.5 показан общий внешний вид тепловырабатывающей стеклянной системы согласно примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Контроллер 23 размещается во внутренней области помещения, присоединяется к внешнему источнику питания, и также соединяется с блоком 21 и датчиком 22. Контроллер 23 включает датчик 233 для измерения температуры и относительной влажности внутренней области помещения, а также содержит индикатор (не показан) для предоставления возможности пользователю видеть рабочее состояние системы и задающий блок ввода (не показан) для установки режима системы.

Блок 21 включает лист 211, который образует наружную сторону, и лист 212, который образует внутреннюю сторону и формируется с проводящим стеклом, покрывающим поверхность, обращенную к обычному стеклу. Внешний источник питания подводится к блоку 21 через электрод 213. Пространство между листом 211 и листом 212 может быть заполнено термопластической распоркой (ТПР) и вспомогательным уплотнителем.

Датчик 22 прикрепляется к внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, измеряет температуру его поверхности и передает измеренные величины контроллеру 23.

Таким образом, незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система работает, основываясь на температуре и относительной влажности внутренней стороны, измеренных датчиком 233, и температуре поверхности стекла, измеренной датчиком 22.

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций способа управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой согласно примерному варианту реализации.

В частности, на фиг.6 показана блок-схема последовательности операций способа управления системой в автоматическом режиме. Во-первых, датчик 233 контроллера 23 измеряет температуру и относительную влажность внутренней области помещения, и в то же время датчик 22 замеряет температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа (S11). Исполнительный механизм 254 вычисляет точку росы на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения, измеренных на этапе S11 (S12). Затем, исполнительный механизм 254 сравнивает вычисленную точку росы с температурой поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа, измеренной датчиком 22 (S13). Если температура поверхности стекла меньше или равна точке росы, тепловырабатывающий стеклянный лист нагревается (S14). Если температура поверхности стекла выше, чем точка росы, он возвращается к операции S11. После нагревания тепловырабатывающего стеклянного листа на этапе S14, процесс возвращается к операции S11. В конечном счете, после того как температура поверхности стекла сравнивается с точкой росы (S13), обеспечивается цикл нагревания тепловырабатывающего стеклянного листа, или не нагревания тепловырабатывающего стеклянного листа, или возвращение к операции S11, тем самым, допускается непрерывное определение температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и температуры и влажности внутренней области помещения, что предотвращает конденсацию на тепловырабатывающем стеклянном листе.

Не смотря на то, что для иллюстрации настоящего изобретения были предоставлены некоторые варианты реализации, специалистам в данной области очевидно, что указанные варианты реализации представлены лишь в качестве иллюстрации, и что могут быть обеспечены различные видоизменения и эквивалентные варианты реализации, не выходящие за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения должен ограничиваться только прилагающимися пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

1. Незапотевающая тепловырабатывающая стеклянная система, содержащая: тепловырабатывающий стеклянный блок, отделяющий внутреннюю область помещения от наружной области и включающий обычный стеклянный лист и тепловырабатывающий стеклянный лист;датчик температуры поверхности стекла, расположенный на внутренней стороне тепловырабатывающего стеклянного листа, для измерения температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа;контроллер, сравнивающий температуру поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с точкой росы внутренней области помещения и управляющий выработкой тепла тепловырабатывающего стеклянного блока; и источник питания, подводящий электроэнергию к тепловырабатывающей стеклянной системе для обеспечения работы указанной системы.

2. Система по п.1, в которой контроллер содержит:блок подачи энергии, подводящий энергию к контроллеру;датчик окружающей среды, измеряющий температуру и относительную влажность внутренней области помещения; и исполнительный механизм тепловырабатывающего стекла, вычисляющий точку росы внутренней области помещения, сравнивающий точку росы с температурой поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и управляющий работой тепловырабатывающего стеклянного листа.

3. Система по п.2, в которой контроллер дополнительно содержит:задающий блок ввода, позволяющий пользователю задавать температуру для тепловырабатывающего стеклянного листа таким образом, что обеспечена возможность поддерживать температуру тепловырабатывающего стеклянного листа постоянной, и выбирать автоматический режим или ручной режим тепловырабатывающей стеклянной системы.

4. Система по п.2, дополнительно содержащая индикатор, отображающий рабочее состояние тепловырабатывающей стеклянной системы.

5. Система по п.1, в которой контроллер обеспечивает нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа, измеренная датчиком температуры поверхности листа, меньше или равна точке росы, вычисленной на основании измеренной температуры и относительной влажности внутренней области помещения.

6. Система по п.1, в которой тепловырабатывающий стеклянный лист имеет прозрачный проводящий слой покрытия, сформированный на одной его стороне.

7. Система по п.6, в которой прозрачный проводящий слой покрытия содержит оксид металла, такой как легированный фтором оксид олова или оксид индия и олова.

8. Способ управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой, содержащий: одновременное измерение температуры и относительной влажности внутренней области помещения и температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа; вычисление точки росы на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения; сравнение температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа и температуры точки росы и возврат к одновременному измерению температуры и относительной влажности или нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа согласно результату сравнения температуры поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа с температурой точки росы.

9. Способ по п.8, в котором нагрев тепловырабатывающего стеклянного листа выполняют, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа меньше или равна точке росы, а возврат к одновременному измерению температуры и относительной влажности выполняют, когда температура поверхности тепловырабатывающего стеклянного листа выше, чем точка росы.