Контроллер для оптически переключаемых окон

Контроллер для оптически переключаемых окон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно заявке на патент США №13/449,248 (досье поверенного №VIEWP041) под названием «Контроллер для оптически переключаемых окон», заявляющей Brown в качестве изобретателя и поданной 17 апреля 2012 г., и заявке на патент США №13/449,251 (досье поверенного №VIEWP042) под названием «Контроллер для оптически переключаемых окон», заявляющей Brown в качестве изобретателя и поданной 17 апреля 2012 г. Настоящая заявка связана с заявкой на патент США №13/049,756 (досье поверенного №VIEWP007) под названием «Многоцелевой контроллер для окон со многими состояниями», заявляющей Brown и др. в качестве изобретателей и поданной 16 марта 2011 г., и с заявкой на патент США №13/449,235 (досье поверенного №VIEWP035) под названием «Переходы управления в оптически переключаемых устройствах», заявляющей Brown и др. в качестве изобретателей и поданной 17 апреля 2012 г.Содержание этих заявок полностью включено посредством ссылки в настоящую заявку для всех целей.

Область техники

[0002] Это изобретение в целом относится к оптически переключаемым устройствам, включая электрохромные окна, и, в частности, к контроллерам для контроля за оптически переключаемыми устройствами и управления ими.

Уровень техники

[0003] Оптически переключаемые устройства могут быть интегрированы с окнами для обеспечения возможности контроля над, например, тонированием, коэффициентом пропускания или коэффициентом отражения оконных стекол. Оптически переключаемые устройства включают электрохромные устройства. Электрохромизм представляет собой явление, при котором материал проявляет обратимое электрохромически опосредованное изменение одного или больше оптических свойств при индуцированном переходе в другое электронное состояние. Например, электрохромный материал может быть индуцирован посредством приложенного напряжения. Оптические свойства, доступные обратимому изменению, включают, например, цвет, коэффициент пропускания, коэффициент поглощения и коэффициент отражения. Один хорошо известный электрохромный материал представляет собой окись вольфрама (WO3). Окись вольфрама представляет собой катодный электрохромный материал, испытывающий переход с окрашиванием (из прозрачного состояния в синее) посредством электрохимического действия при внедрении положительных ионов в матрицу окиси вольфрама с сопутствующим соблюдением баланса заряда посредством введения электронов.

[0004] Электрохромные материалы и выполненные из них устройства могут быть внедрены, например, в окна для домашнего, промышленного или иного использования. Цвет, коэффициент пропускания, коэффициент поглощения или коэффициент отражения таких электрохромных окон могут быть изменены посредством индуцирования изменения в электрохромном материале. Например, электрохромные окна может быть затемнены или просветлены в качестве реакции на электрическое возбуждение. Например, первое значение напряжения, приложенного к электрохромному устройству окна, может привести к затемнению окна, а второе значение напряжения может привести к просветлению окна. Эта способность может обеспечить возможность контроля над интенсивностями различных длин волн света, способных проходить через окно, включая свет, проходящий из внешней окружающей среды через окно во внутреннюю окружающую среду, а также, возможно, свет, проходящий из внутренней окружающей среды через окно во внешнюю окружающую среду.

[0005] Такие характеристики электрохромных окон предоставляют огромные возможности для увеличения энергетической эффективности, а также для эстетических целей. Поскольку вопрос об экономии энергии вышел на передний план в умах многих руководителей, определяющих современную политику в энергетической отрасли, можно ожидать устойчивый рост производства электрохромных окон. Важный момент при разработке электрохромных окон состоит в том, как лучше всего интегрировать их в новые, а также в существующие (например, при модернизации) приложения. Особенно важен вопрос о том, как лучше всего организовать электрохромные окна, управлять ими и подавать к ним электропитание.

Раскрытие изобретения

[0006] Согласно одной инновационной особенности настоящего изобретения контроллер окна содержит генератор управляющего напряжения, выполненный с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения. Контроллер окна также содержит генератор сигнала с широтно-импульсной модуляцией, выполненный с возможностью выработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией на основании сигнала управляющего напряжения. Сигнал с широтно-импульсной модуляцией выполнен с возможностью управления оптически переключаемым устройством на по существу прозрачной подложке. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сигнал с широтно-импульсной модуляцией содержит первый компонент электропитания, имеющий первый рабочий цикл, и второй компонент электропитания, имеющий второй рабочий цикл. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения первый компонент электропитания выполнен с возможностью подачи первого импульса в течение каждой активной части первого рабочего цикла, а второй компонент электропитания выполнен с возможностью подачи второго импульса в течение каждой активной части второго рабочего цикла. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения во время работы первые импульсы приложены к первому проводящему электродному слою оптически переключаемого устройства, а вторые импульсы приложены ко второму проводящему электродному слою оптически переключаемого устройства. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения относительные продолжительности активных частей первого и второго рабочих циклов и относительные продолжительности первого и второго импульса отрегулированы так, чтобы приводить к изменению эффективного напряжения постоянного тока, приложенного к оптически переключаемому устройству.

[0007] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по существу прозрачная подложка выполнена в виде стеклопакета. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения контроллер окна размещен, по меньшей мере частично, внутри уплотнения стеклопакета. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения оптически переключаемое устройство представляет собой электрохромное устройство, выполненное на поверхности по существу прозрачной подложки и рядом со смежным внутренним объемом стеклопакета.

[0008] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения первый рабочий цикл обладает первым интервалом времени и первой величиной напряжения, второй рабочий цикл обладает вторым интервалом времени и второй величиной напряжения, первый интервал времени равен второму интервалу времени и первая величина напряжения равна второй величине напряжения. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения контроллер окна также содержит первый и второй элементы индуктивности, соединяющие первый и второй компоненты электропитания с оптически переключаемым устройством, в котором напряжение, приложенное к оптически переключаемому устройству и возникающее вследствие использованных первого и второго компонентов электропитания, по существу представляет собой напряжение постоянного тока. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения активная часть первого рабочего цикла содержит первую долю первого интервала времени, активная часть второго рабочего цикла содержит вторую долю второго интервала времени, величина напряжения, приложенного к первому проводящему слою оптически переключаемого устройства, по существу, пропорциональна произведению первой доли и первой величины напряжения, величина напряжения, приложенного ко второму проводящему слою оптически переключаемого устройства, по существу, пропорциональна произведению второй доли и второй величины напряжения, а эффективное напряжение постоянного тока, приложенное к оптически переключаемому устройству, по существу, равно разности между величиной напряжения, приложенного к первому проводящему слою, и величиной напряжения, приложенного ко второму проводящему слою.

[0009] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения генератор управляющего напряжения содержит микроконтроллер, выполненный с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер вырабатывает сигнал управляющего напряжения, основанный, по меньшей мере частично, на сигнале обратной связи по напряжению, который в свою очередь основан на эффективном напряжении постоянного тока, приложенного к оптически переключаемому устройству. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер вырабатывает сигнал -управляющего напряжения, основанный, по меньшей мере частично, на сигнале обратной связи по току, который в свою очередь основан на измеренном значении тока, проходящего через оптически переключаемое устройство.

[0010] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения контроллер окна также содержит запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения одного или больше параметров управления. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения параметры управления включают один или больше параметров из текущей температуры наружного воздуха, текущей внутренней температуры, текущего значения коэффициента пропускания электрохромным устройством, целевого значения коэффициента пропускания электрохромным устройством и скорости перехода. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер выполнен с дополнительной возможностью изменения сигнала управляющего напряжения на основании одного или больше других входных сигналов, сигналов обратной связи или управляющих сигналов. Микроконтроллер изменяет сигнал управляющего напряжения, основываясь, по меньшей мере частично, на сигнале обратной связи по напряжению, который в свою очередь основан на измеренном фактическом уровне эффективного напряжения постоянного тока, приложенного к оптически переключаемому устройству.

[0011] Согласно другой инновационной особенности настоящего изобретения система содержит множество окон, причем каждое окно содержит оптически переключаемое устройство на по существу прозрачной подложке; множество контроллеров окна, таких как только что описанные; и сетевой контроллер, выполненный с возможностью управления указанным множеством контроллеров окна. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый контроллер окна выполнен с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения, основываясь, по меньшей мере частично и по меньшей мере в определенные времена, на входном сигнале, принятом от сетевого контроллера.

[0012] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сетевой контроллер выполнен с возможностью связи с системой управления зданием, а микроконтроллер каждого контроллера окна выполнен с возможностью изменения сигнала управляющего напряжения, на основании входного сигнала от системы управления зданием. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сетевой контроллер выполнен с возможностью связи с одной или больше системами из систем освещения, систем нагрева, систем охлаждения, вентиляционных систем, систем электропитания и/или систем обеспечения безопасности, а микроконтроллер каждого контроллера окна выполнен с возможностью изменения сигнала управляющего напряжения на основании входного сигнала от одной или больше систем из систем освещения, систем нагрева, систем охлаждения, вентиляционных систем, систем электропитания и/или систем обеспечения безопасности.

[0013] Согласно одной инновационной особенности настоящего изобретения контроллер окна содержит генератор управляющего напряжения, выполненный с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения. Контроллер окна также содержит генератор сигнала электропитания, выполненный с возможностью выработки сигнала электропитания на основании сигнала управляющего напряжения. Сигнал электропитания выполнен с возможностью управления оптически переключаемым устройством на по существу прозрачной подложке. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения генератор сигнала электропитания выполнен с возможностью выработки сигнала электропитания, имеющего профиль электропитания, содержащий одну или больше частей профиля электропитания, причем каждая часть профиля электропитания имеет одну или больше характеристик напряжения или тока.

[0014] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения контроллер окна также содержит запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения одного или больше параметров управления. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения параметры управления загружают в микроконтроллер до или в течение нормального режима эксплуатации устройства. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения параметры управления включают один или больше параметров из текущей температуры наружного воздуха, текущей внутренней температуры, текущего значения коэффициента пропускания электрохромным устройством, целевого значения коэффициента пропускания электрохромным устройством и скорости перехода. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения параметры управления вычислены теоретически или эмпирически на основании одного или больше параметров устройства. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения параметры устройства включают один или больше параметров из толщины, длины, ширины, площади поверхности, формы, возраста и количества циклов.

[0015] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер определяет профиль электропитания, основанный на параметрах управления. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер выполнен с возможностью сравнения значений параметров управления с n-мерной матрицей значений параметров управления, где n равно указанному количеству возможных параметров управления и каждый матричный элемент соответствует профилю электропитания, и выбора профиля электропитания, соответствующего матричному элементу, который соответствует параметрам управления. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения профиль электропитания каждого матричного элемента описывает одну или больше из характеристик напряжения или тока для каждой составной части профиля электропитания. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения характеристики напряжения или тока для каждой составной части профиля электропитания включают одну или больше характеристик из скорости линейного изменения напряжения, задаваемого напряжения, удерживаемого напряжения и продолжительности времени для части профиля электропитания. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер выполнен с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения для части профиля электропитания на основании характеристик напряжении или тока для части профиля электропитания. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения микроконтроллер выполнен с дополнительной возможностью изменения сигнала управляющего напряжения, выработанного для части профиля электропитания на основании одного или больше других входных сигналов, сигналов обратной связи или управляющих сигналов.

[0016] Согласно еще одной инновационной особенности настоящего изобретения система содержит множество окон, причем каждое окно содержит оптически переключаемое устройство на по существу прозрачной подложке, множество контроллеров окна, таких как только описаны, и сетевой контроллер, выполненный с возможностью управления указанным множеством контроллеров окна. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый контроллер окна выполнен с возможностью выработки сигнала управляющего напряжения, основываясь, по меньшей мере частично и по меньшей мере в определенные времена, на входном сигнале, принятом от сетевого контроллера.

[0017] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сетевой контроллер выполнен с возможностью связи с системой управления зданием, а микроконтроллер каждого контроллера окна выполнен с возможностью изменения сигнала управляющего напряжения на основании входного сигнала от системы управления зданием. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сетевой контроллер выполнен с возможностью связи с одной или больше системами из систем освещения, систем нагрева, систем охлаждения, вентиляционных систем, систем электропитания и/или систем обеспечения безопасности, а микроконтроллер каждого контроллера окна выполнен с возможностью изменения сигнала управляющего напряжения на основании входного сигнала от одной или больше систем из систем освещения, систем нагрева, систем охлаждения, вентиляционных систем, систем электропитания и/или систем обеспечения безопасности.

[0018] Подробные описания одного или больше вариантов реализации настоящего изобретения или выполнения предмета изобретения, указанного в этом описании изобретения, сформулированы ниже в прилагаемых чертежах и в описании вариантов реализации настоящего изобретения. Другие особенности, отличительные признаки и преимущества станут очевидным из описания, чертежей и пунктов формулы изобретения. Отметим, что на последующих чертежах относительные размеры, возможно, не приведены в масштабе.

Краткое описание чертежей

[0019] На фиг. 1 показана система контроля за множеством электрохромных окон и управления ими.

[0020] На фиг. 2 показан поперечный аксонометрический вид для взятого в качестве примера электрохромного окна, содержащего два оконных стекла.

[0021] На фиг. 3 показан пример профиля напряжения для управления переходом между оптическими состояниями в электрохромном устройстве.

[0022] На фиг. 4 показан взятый в качестве примера подключаемый компонент, включающий контроллер окна.

[0023] На фиг. 5А показано взятое в качестве примера транзисторное выполнение схемы широтно-импульсного модулятора.

[0024] На фиг. 5В показана эквивалентная конфигурация в виде Н-моста для схемы широтно-импульсного модулятора по фиг. 5А.

[0025] На фиг. 5С показаны профили напряжения для конфигураций по фиг. 5А и 5 В.

[0026] На фиг. 6 показана взятая в качестве примера 3-мерная структура данных, включающая параметры управления для управления электрохромным устройством.

[0027] Одинаковые позиционные номера и обозначения на различных чертежах указывают на одинаковые элементы.

Подробное описание настоящего изобретения

[0028] Последующее подробное описание настоящего изобретения направлено на определенные варианты реализации или выполнения настоящего изобретения для целей описания инновационных особенностей. Однако, изложенные здесь идеи могут быть использованы и осуществлены множеством различных способов. Кроме того, хотя описанные варианты реализации настоящего изобретения сосредоточены на электрохромных окнах (также называемых умными окнами), изложенные здесь концепции могут быть применены к другим типам переключаемых оптических устройств, включая, например, среди других, устройства на жидких кристаллах и устройства с суспензиями частиц. Например, устройство на жидких кристаллах и устройство с суспензиями частиц, а не электрохромное устройство, могут быть использованы в некоторых или во всех раскрытых вариантах реализации настоящего изобретения.

[0029] Обратимся, например, к фиг. 1. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения относятся к системе 100, предназначенной для контроля и управления (например, посредством селективной подачи электропитания) множеством электрохромных окон 102. Система 100, предназначенная для использования в здании 104, использована для контроля и управления множеством обращенных вовне электрохромных окон 102. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения находят особенно выгодное использование в таких зданиях, как коммерческие административные здания или жилые дома. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения могут быть в частности приспособлены и адаптированы для использования при строительстве новых зданий. Например, некоторые варианты реализации системы 100 разработаны для работы вместе с современными или новыми системами 106 нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха, системами 107 внутреннего освещения, системами 108 обеспечения безопасности и системами 109 электропитания в качестве единственной целостной эффективной энергетической системой управления для всего здания 104 или комплекса зданий 104. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения особенно хорошо подходят для интеграции с системой 110 управления зданием. Система управления зданием представляет собой компьютеризованную систему управления, которая может быть установлена в здании для слежения и контроля за механическим и электрическим оборудованием здания, таким как системы нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха, системы освещения, системы электропитания, лифты, противопожарные системы и системы обеспечения безопасности. Система управления зданием содержит аппаратные средства и соответствующее программируемое оборудование или программное обеспечение для поддержания условий в здании согласно предпочтений, установленных жителями или менеджером здания или другим администратором. Программное обеспечение может быть основано, например, на интернет-протоколах или открытых стандартах.

[0030] Систему управления зданием обычно используют в больших зданиях, причем она обычно работает, по меньшей мере, для контроля окружающей среды в здании. Например, система управления зданием может управлять освещением, температурой, уровнями двуокиси углерода и влажностью в здании. Как правило, существует много механических или электрических устройств, управляемых системой управления зданием, таких, например, как нагреватели, кондиционеры, воздуходувки и вентиляторы. Для управления окружающей средой в здании система управления зданием может включать и выключать эти различные устройства согласно заранее определенным правилам или в качестве реакции на заранее определенные условия. Основная функция обычной современной системы управления зданием состоит в поддержании комфортабельной окружающей среды для жильцов здания, при сведении к минимуму потерь энергии и затрат при нагреве и охлаждении. Современная система управления зданием может быть использована не только для слежения и контроля, но также для оптимизации совместной деятельности различных систем, например, для экономии энергии и обеспечения более низких затрат при эксплуатации здания.

[0031] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения в качестве альтернативы или дополнения разработаны так, чтобы работать со способностью реагировать или отвечать на воздействие на основании обратной связи, выполняемой, например, через тепловые, оптические или другие датчики или через входной сигнал от, например, систем нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха или системы внутреннего освещения, или через входной сигнал от устройства контроля под управлением пользователя. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения также могут быть использованы в существующих структурах, включая как промышленные, так и жилые структуры, содержащие традиционные или обычные системы нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха или системы внутреннего освещения. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения также могут быть модифицированы для использования в старых жилых домах.

[0032] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения система 100 содержит сетевой контроллер 112. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения сетевой контроллер 112 управляет множеством контроллеров 114 окна. Например, сетевой контроллер 112 может управлять десятками, сотнями или даже тысячами контроллеров 114 окна. Каждый контроллер 114 окна, в свою очередь, может контролировать и управлять одним или больше электрохромных окон 102. Указанные количество и размер электрохромных окон 102, которыми может управлять каждый контроллер 114 окна, обычно ограничены характеристиками напряжения и тока нагрузки контроллера 114 окна, управляющего соответствующими электрохромными окнами 102. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения максимальный размер окна, которым может управлять каждый контроллер 114 окна, ограничен требованиями к значениям напряжения, тока или мощности, вызывающим желательные оптические переходы в электрохромном окне 102 в пределах желательного временного интервала. Такие требования, в свою очередь, зависят от площади поверхности окна. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения эта зависимость нелинейная. Например, требования к значениям напряжения, тока или мощности могут нелинейно возрастать с площадью поверхности электрохромного окна 102. Например, в некоторых случаях эта зависимость нелинейная, по меньшей мере частично, поскольку поверхностное сопротивление первого и второго проводящих слоев 230 и 238 (см. фиг. 2) растет нелинейно с увеличением расстояния вдоль длины и ширины первого или второго проводящих слоев. Однако, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения зависимость между значениями напряжения, тока или мощности, необходимыми для управления указанным множеством электрохромных окон 102 одинакового размера и формы, прямо пропорциональна количеству управляемых электрохромных окон 102.

[0033] В последующем описании каждое электрохромное окно 102 будет упомянуто как изолированный стеклянный блок (стеклопакет) 102. Это соглашение принято, например, потому что оно распространено и может быть желательно иметь стеклопакеты, служащие в качестве фундаментальной конструкции для удерживания электрохромных лайт-панелей или стекла. Кроме того, стеклопакеты, особенно при конфигурации окна с двумя или тремя стеклами, обеспечивают увеличенную теплоизоляцию по сравнению с конфигурацией с одним стеклом. Однако, это соглашение принято лишь для удобства, поскольку, как описано ниже, во многих вариантах реализации можно полагать, что основной блок электрохромного окна содержит стекло или подложку из прозрачного материала, на которое осаждено электрохромное покрытие или устройство и к которому присоединены соответствующие электрические соединения, предназначенные для электропитания электрохромного покрытия или устройства.

[0034] На фиг. 2 показан поперечный аксонометрический вид варианта реализации стеклопакета 102, содержащего два оконных стекла 216. В различных вариантах реализации настоящего изобретения каждый стеклопакет 102 может содержать одно, два, или больше по существу прозрачных (например, при отсутствии приложенного напряжения) оконных стекол 216, а также раму 218, поддерживающую стекла 216. Например, показанный на фиг. 2 стеклопакет 102 выполнен в виде окна с двумя стеклами. Одно или больше стекол 216 может в свою очередь представлять собой слоистую структуру из двух, трех или большего количества слоев или стекол (например, небьющегося стекла, аналогичного автомобильному ветровому стеклу). В каждом стеклопакете 102 по меньшей мере одно из стекол 216 содержит электрохромное устройство или стек 220, размещенные на по меньшей мере одной из его внутренних поверхностей 222 или на наружной поверхности 224, например, на внутренней поверхности 222 внешнего стекла 216.

[0035] В конфигурациях с несколькими стеклами каждый смежный набор стекол 216 может иметь объем 226, размещенный между ними. Обычно каждое из стекол 216 и стеклопакет 102 в целом выполнены прямоугольными и образуют прямоугольное тело. Однако, в других вариантах реализации настоящего изобретения другие формы могут быть желательны (например, круглая, эллиптическая, треугольная, криволинейная, выпуклая, вогнутая). В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения из объема 226 между стеклами 116 откачан воздух. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения стеклопакет 102 герметизирован. Кроме того, объем 226 может быть заполнен (до соответствующего давления) одним или больше газами, такими, например, как аргон (Ar), криптон (Kr) или ксенон (Xn). Заполняя объем 226 газом, таким как Ar, Kr или Xn, можно уменьшить кондуктивный теплообмен через стеклопакет 102 вследствие низкой удельной теплопроводности этих газов. Последние два газа также могут обеспечить улучшенную звукоизоляцию из-за их увеличенного веса.

[0036] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения рама 218 выполнена из одной или больше частей. Например, рама 218 может быть выполнена из одного или больше материалов, таких как винил, поливинилхлорид, алюминий (Al), сталь или стекловолокно. Рама 218 может также включать или содержать одну или больше частей из пены или другого материала, которые работают вместе с рамой 218 для разделения оконных стекол 216 и герметичного уплотнения объема 226 между стеклами 216. Например, в обычном варианте реализации стеклопакета распорная деталь размещена между смежными стеклами 216 и образует герметическое уплотнение со стеклами вместе с клеевым уплотнителем, который может быть осажден между ними. Это называют первичным уплотнением, вокруг которого может быть выполнено вторичное уплотнение, обычно в виде дополнительного клеевого уплотнителя. В некоторых таких вариантах реализации настоящего изобретения рама 218 может быть выполнена в виде отдельной структуры, поддерживающей конструкцию стеклопакета.

[0037] Каждое стекло 216 содержит по существу прозрачную или полупрозрачную подложку 228. Обычно подложка 228 имеет первую (например, внутреннюю) поверхность 222 и вторую (например, внешнюю) поверхность 224, противолежащую первой поверхности 222. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения подложка 228 может быть выполнена в виде стеклянной подложки. Например, подложка 228 может быть выполнена в виде обычной стеклянной подложки на основе окиси кремния (SO_x), такой как известково-натриевое стекло или флоат-стекло, состоящее, например, из приблизительно 75% кремнезема (SiO₂) плюс Na₂O, СаО и несколько незначительных добавок. Однако, любой материал, имеющий подходящие оптические, электрические, тепловые и механические свойства, может быть использован в качестве подложки 228. Такие подложки также могут включать, например, другие стеклянные материалы, пластические массы и термопласты (например, полиметилметакрилат, пенопласт, поликарбонат, аллилдигликолькарбонат, САН (сополимер акрилонитрила стирола), поли(4-метил-1-пентен), полиэстер, полиамид) или отражающие материалы. При выполнении подложки, например, из стекла, подложка 228 может быть усилена, например, посредством закалки, нагрева или химического укрепления. В других вариантах реализации подложку 228 дополнительно не усиливают, например, подложку не закаливают.

[0038] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения подложка 228 представляет собой оконное стекло размера, подходящего для окон в жилых или промышленных зданиях. Размер такого оконного стекла может быть весьма различен в зависимости от конкретных потребностей жилого здания или коммерческого предприятия. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения подложку 228 можно выполнить из архитектурного стекла. Архитектурное стекло обычно используют в коммерческих зданиях, но оно также может быть использовано в жилых домах, и обычно, хотя это не обязательно, отделяет внутреннюю среду от наружной окружающей среды. В определенных вариантах реализации размер подходящей подложки из архитектурного стекла может составлять по меньшей мере приблизительно 20 дюймов на приблизительно 20 дюймов, а может быть и намного большим, например, приблизительно 80 дюймов на приблизительно 120 дюймов, или еще большим. Толщина архитектурного стекла обычно составляет по меньшей мере приблизительно 2 миллиметра и может составлять 6 мм или больше. Конечно, электрохромные устройства 220 может быть масштабируемы к подложкам 228, меньшим или большим, чем архитектурное стекло, включая любой параметр из соответствующих длины, ширины или толщины или все эти параметры. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения подложка 228 обладает толщиной в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 10 мм.

[0039] Электрохромное устройство 220 размещено, например, поверх внутренней поверхности 222 подложки 228 из внешнего стекла 216 (стекла, смежного с внешней окружающей средой). В некоторых других вариантах реализации настоящего изобретения, предназначенных для более прохладного климата или для приложений, в которых стеклопакеты 102 получают большее количество прямого солнечного света (например, перпендикулярно к поверхности электрохромного устройства 220), может оказаться выгодным размещение электрохромного устройства 220 поверх, например, внутренней поверхности (поверхности, ограничивающей объем 226) внутреннего стекла, смежного к внутренней окружающей среде. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения электрохромное устройство 220 содержит первый проводящий слой (CL) 230, электрохромный слой (EC) 232, ионный проводящий слой (IC) 234, слой 236 противоэлектрода (CE) и второй проводящий слой (CL) 238. И снова слои 230, 232, 234, 236 и 238 все вместе названы электрохромным стеком 220. Источник энергии 240, предназначенный для приложения электрического потенциала к толщине электрохромного стека 220, вызывает переход электрохромного устройства 220 из, например, просветленного или более светлого состояния (например, прозрачного, полупрозрачного или пропускающего состояния) в окрашенное или больше темное состояние (например, тонированное, менее прозрачное или менее пропускающее состояние). В некоторых других вариантах реализации настоящего изобретения порядок следования слоев 230, 232, 234, 236 и 238 может быть полностью изменен или иначе переупорядочен или перегруппирован относительно подложки 238.

[0040] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения один слой или оба слоя из первого проводящего слоя 230 и второго проводящего слоя 238 выполнены из неорганического и твердого материала. Например, первый проводящий слой 230, а также второй проводящий слой 238, могут быть выполнены из ряда различных материалов, включая, среди других материалов, проводящие окиси, тонкие металлические покрытия, проводящие металлические нитриды и композитные проводники. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения проводящие слои 230 и 238 по существу прозрачны по меньшей мере в диапазоне длин волны, где электрохромный слой 232 проявляет электрохромизм. Прозрачные проводящие окиси включают нелегированные окиси металлов и окиси металлов, легированные одним или больше металлом. Например, окиси металлов и легированные окиси металлов, пригодные для использования в качестве первого или второго проводящих слоев 230 и 238, могут включать, среди других, окись индия, оксид индия и олова (ITO), легированную окись индия, окись олова, легированную окись олова, окись цинка, алюминиевую окись цинка, легированную окись цинка, окись рутения, легированную окись рутения. Первый и второй проводящие слои 230 и 238 также могут быть названы слоями «прозрачной проводящей окиси» (ТСО).

[0041] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения выпускаемые промышленностью подложки, например, стеклянные подложки, уже содержат при покупке покрытие из прозрачного проводящего слоя. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения такой продукт может быть использован и для подложки 238 и для проводящего слоя 230 вместе. Примеры таких стеклянных подложек включают стекла, покрытые проводящим слоем, продаваемые под торговыми марками TEC Glass™ компанией Pilkington из Толедо, Огайо и SUNGATE™ 300 и SUNGATE™ 500 компанией PPG Industries из Питсбурга, Пенсильвания. В частности, стекло марки TEC Glass™ представляет собой, например, стекло, покрытое проводящим слоем из фторированной окиси олова.

[0042] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый слой из первого или второго проводящих слоев 230 и 238 может быть нанесен посредством физических процессов осаждени