CN104932582A - 一种防止玻璃结露结霜的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止玻璃结露结霜的控制方法，所述玻璃包括：第一玻璃板，所述第一玻璃板的一面具有ITO膜；还包括：第二玻璃板；所述第一玻璃板具有ITO膜的一面通过PVC胶片与所述第二玻璃板粘结在一起；所述ITO膜分成多个独立的环套在一起的开口环形区域；对所述开口环形区域采用电加热进行分区加热。该方法能智能控制玻璃加热过程，实现玻璃表面分区加热，提高了加热效率，同时避免不必要的能源消耗。
Description
本申请是下面专利申请的分案申请：
申请号：201410128734.8
申请日：2014年04月01日
发明创造名称：一种智能防结露结霜玻璃
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，特别是涉及一种防止玻璃结露结霜的控制方法。
背景技术
由于低温陈列柜、冰柜的柜门外表面温度较低，在超市、食堂等潮湿的环境下容易结雾甚至结霜，影响展示效果。可通过电加温玻璃可以提高玻璃外表面温度从而防止结露、结霜，目前电加温玻璃可采用加热丝及镀导电膜方式实现，如专利CN99113594.6所述采用夹层加热丝的方式，但由于加热丝的存在会影响视线，导致展示柜门通透感下降；专利201220506470.1采用镀ITO导电薄膜，但其对整个玻璃表面进行加热，而实际由于柜门玻璃边缘传热较快，温度相对更低，容易结露结霜，因此整体加热必然导致效率降低，并与制冷效果产生冲突。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止玻璃结露结霜的控制方法，该方法通过测定分析玻璃外表面温度及环境露点温度，智能控制玻璃加热过程，实现玻璃表面分区加热，提高了加热效率，同时避免不必要的能源消耗。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种防止玻璃结露结霜的控制方法，所述玻璃包括：
第一玻璃板，所述第一玻璃板的一面具有ITO膜；
还包括：第二玻璃板；
所述第一玻璃板具有ITO膜的一面通过PVC胶片与所述第二玻璃板粘结在一起；
所述ITO膜分成多个独立的环套在一起的开口环形区域；
对所述开口环形区域采用电加热进行分区加热。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述每一开口环形区域的端部分别设有正、负电极。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述第一玻璃板的边缘处通过除膜去除ITO膜形成空白区。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述玻璃还包括，第三玻璃板，所述第三玻璃板与第二玻璃板连接，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间中空形成中空玻璃。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间设有间隔铝条，边缘通过密封胶密封，间隔铝条内填有吸气剂。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述玻璃还包括：智能控制分析装置；以及第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶；
采用第一热电偶测量环境温度并将该环境温度信号传送至所述智能控制分析装置；
采用第二热电偶测量加热面的温度并将该加热面温度信号传送至所述智能控制分析装置；
采用第三热电偶测量制冷温度并将该制冷温度信号传送至所述智能控制分析装置；
所述智能控制分析装置根据第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶所测温度控制ITO膜加热。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述玻璃还包括：湿度传感器；
采用所述湿度传感器测量环境相对湿度并将该环境湿度信号传送至所述智能控制分析装置。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述智能控制分析装置由热平衡分析模块、露点分析模块、加热控制分析模块以及电源控制模块组成；
所述热平衡分析模块通过第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶采集温度信息得出第一玻璃板的外表面温度；
所述露点分析模块对接收自湿度传感器的信号处理得到环境露点温度；
所述加热控制分析模块通过接收到的外表面温度以及露点温度控制电源控制模块；
所述电源控制模块根据接收的加热控制分析模块的信号接通或断开需要加热的ITO膜分区的电源。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述加热控制分析模块判断外表面温度<环境露点温度时，立即启动加热，并采用PID控制方式进行控制加热过程。
如上所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，所述ITO膜采用磁控溅射方法镀制而成。
本发明提出的一种智能防结露结霜玻璃，包括：
第一玻璃板，所述第一玻璃板的一面具有ITO膜；
还包括：第二玻璃板；
所述第一玻璃板具有ITO膜的一面通过PVC胶片与所述第二玻璃板粘结在一起；
所述ITO膜分成多个独立的环套在一起的开口环形区域。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述第一玻璃板的边缘处通过除膜去除ITO膜形成空白区。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述每一开口环形区域的端部分别设有正、负电极。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，还包括，第三玻璃板，所述第三玻璃板与第二玻璃板连接，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间中空形成中空玻璃。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间设有间隔铝条，边缘通过密封胶密封，间隔铝条内填有吸气剂。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，还包括：智能控制分析装置；以及
第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶；
所述第一热电偶连接所述智能控制分析装置，用于测量环境温度并将该环境温度信号传送至所述智能控制分析装置；
所述第二热电偶设置于所述第一玻璃板的镀有ITO膜的一面，所述第二热电偶连接所述智能控制分析装置，用于测量加热面的温度并将该加热面温度信号传送至所述智能控制分析装置；
所述第三热电偶连接所述智能控制分析装置，用于测量制冷温度并将该制冷温度信号传送至所述智能控制分析装置；
所述智能控制分析装置连接所述第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，根据第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶所测温度控制ITO膜加热。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，还包括：湿度传感器，所述湿度传感器连接所述智能控制分析装置，用于测量环境相对湿度并将该环境湿度信号传送至所述智能控制分析装置。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述智能控制分析装置由热平衡分析模块、露点分析模块、加热控制分析模块以及电源控制模块组成；
所述热平衡分析模块连接所述第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶，通过第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶采集温度信息得出第一玻璃板的外表面温度；
所述露点分析模块，连接湿度传感器，所述湿度传感器检测环境相对湿度，所述露点分析模块对接收自湿度传感器的信号处理得到环境露点温度；
所述加热控制分析模块连接所述热平衡分析模块和所述露点分析模块，通过接收到的外表面温度以及露点温度控制电源控制模块；
所述电源控制模块连接所述加热控制分析模块，根据接收的加热控制分析模块的信号接通或断开需要加热的ITO膜分区的电源。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述加热控制分析模块采用PID控制方式进行控制加热过程。
如上所述的智能防结露结霜玻璃，所述ITO膜采用磁控溅射方法镀制而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明的智能防结露结霜除雾采用电加热镀膜玻璃进行环形分区加热，不仅使玻璃具有优异的透光性，而且提高了玻璃边缘的加热效率；
2.采用智能控制分析装置，可以根据环境变化，分析玻璃外表面温度及露点温度，控制加热过程，能够在保障及时防结露结霜的同时减少不必要的能源消耗；
3.本发明采用夹层中空结构具有良好的隔热保温及安全性能，在相同的环境下，提高了玻璃外表面露点，减少结露结霜的可能性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的智能防结露结霜玻璃的结构示意图；
图2为本发明的电加热玻璃薄膜的分区示意图；
图3为本发明智能控制分析装置中功能模块的流程图；
图4为温度及相应的水饱和蒸汽压示意图。
图中：
1-1 第一玻璃板；1-2 ITO膜；1-3 PVC胶片；1-4 第二玻璃板；1-5 间隔铝条；1-6 密封胶；1-7 第三玻璃板；
2-1 透明导电薄膜加热区；2-2 除膜空白区；2-3 电极；
3-1 第一热电偶；3-2 第二热电偶；3-3 第三热电偶；
4-1 热平衡分析模块；4-2 露点分析模块；4-3 加热控制分析模块；4-4 电源控制模块；
5-1 湿度传感器。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种智能防结露结霜玻璃的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本发明提出的一种智能防结露结霜玻璃，包括：
第一玻璃板1-1，第一玻璃板1-1的一面具有ITO膜1-2；
还包括：第二玻璃板1-4；
第一玻璃板1-1具有ITO膜1-2的一面通过PVC胶片1-3与第二玻璃板1-4粘结在一起；
ITO膜1-2分成多个独立的环套在一起的开口环形区域。
本发明的一种智能防结露结霜玻璃，ITO膜1-2分成多个独立的环套在一起的开口环形区域，本发明采用环形分区方式进行加热，利用激光断膜技术进行分区，分区大小根据柜门面积、尺寸设计，采用环形分区方式，这样可以对边缘容易结霜区域单独加热，提高加热有效性，同时有效减少电能消耗。
如图2所示，本发明的智能防结露结霜玻璃，第一玻璃板1-1的边缘处通过除膜去除ITO膜形成空白区；本发明对第一玻璃板1-1的边缘处进行除膜处理以实现防止漏电的目的。
如图2所示，本发明的智能防结露结霜玻璃，每一开口环形区域的端部分别设有正、负电极；本发明的一种智能防结露结霜玻璃，在每个薄膜区利用导电银浆焊接铜电极2-3，每个开口环形区域的端部分别设有正、负电极。
如图2所示，本发明的智能防结露结霜玻璃,本实施例中的智能防结露结霜玻璃共设有四个开口环形区域，在各个开口环形区域的两端分别正负电极，分别为A1、A2正负电极，B1、B2正负电极、C1、C2正负电极以及D1、D2正负电极，以实现分区加热的目的。
如图1所示，本发明的智能防结露结霜玻璃，还包括第三玻璃板1-7，第三玻璃板1-7与第二玻璃板1-4连接，第三玻璃板1-7与第二玻璃板1-4之间中空形成中空玻璃。
如图1所示，本发明的智能防结露结霜玻璃，第三玻璃板1-7与第二玻璃板1-4之间设有间隔铝条1-5，边缘通过密封胶1-6密封，间隔铝条1-5内填有吸气剂。
如图1所示，本发明的一种智能防结露结霜玻璃，由镀有ITO膜1-2的第一玻璃板1-1通过PVB胶片1-3与第二玻璃板1-4在高温高压(1.3MPa，135℃)条件下形成夹层玻璃，通过玻璃层合加工提高的玻璃的安全性，对ITO膜起到了保护作用，并防止了加热过程中漏电的风险；其后，利用密封胶1-6、填入吸气剂的间隔铝条1-5与第三玻璃板1-7构成中空玻璃，提高玻璃的隔热保温性能，提高玻璃外表面的温度，与单片玻璃相比，在相同的制冷条件下降低了结露、结霜的可能性。
本发明的智能防结露结霜玻璃，还包括，智能控制分析装置、第一热电偶3-1、第二热电偶3-2和第三热电偶3-3；
第一热电偶3-1连接智能控制分析装置，用于测量环境温度并将该环境温度信号传送至智能控制分析装置；
第二热电偶3-2设置于第一玻璃板1-1的镀有ITO膜1-2的一面，第二热电偶3-2连接智能控制分析装置，用于测量加热面的温度并将该加热面温度信号传送至智能控制分析装置；
第三热电偶3-3连接智能控制分析装置，用于测量制冷温度并将该制冷温度信号传送至智能控制分析装置。
所述智能控制分析装置连接所述第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，根据第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶所测温度控制ITO膜加热。
智能控制分析装置连接第一热电偶3-1、第二热电偶3-2和第三热电偶3-3，根据第一热电偶3-1、第二热电偶3-2和第三热电偶3-3所测温度控制ITO膜加热。
本发明的智能防结露结霜玻璃，还包括：湿度传感器5-1，湿度传感器5-1连接智能控制分析装置，用于测量环境相对湿度并将该环境湿度信号传送至智能控制分析装置。
本发明的智能防结露结霜玻璃，智能控制分析装置由热平衡分析模块4-1、露点分析模块4-2、加热控制分析模块4-3和电源控制模块4-4组成；
热平衡分析模块4-1连接第一热电偶3-1、第二热电偶3-2和第三热电偶3-3，通过第一热电偶3-1、第二热电偶3-2和第三热电偶3-3采集温度信息得出第一玻璃板的外表面温度；
露点分析模块4-2，连接湿度传感器5-1，湿度传感器5-1检测环境相对湿度，露点分析模块4-2对接收自湿度传感器的信号处理得到环境露点温度；
加热控制分析模块4-3连接热平衡分析模块4-1和露点分析模块4-2，通过接收到的外表面温度以及露点温度控制电源控制模块4-4；
电源控制模块4-4连接加热控制分析模块4-3，根据接收的加热控制分析模块4-3的信号接通或断开需要加热的ITO膜分区的电源。
本发明的智能防结露结霜玻璃，加热控制分析模块采用PID控制方式进行加热控制过程。
本发明的智能防结露结霜玻璃，ITO透明导电加热薄膜采用磁控溅射方法镀制而成。本发明采用磁控溅射方法镀膜，其利用外加磁场捕捉电子，延长和束缚电子的运动路径，提高离化率，增加镀膜速率。
图3为智能防结露结霜装置中功能模块及工作流程，装置有三个温度热电偶，分别测量环境温度Te、加热面温度Tg，制冷温度Ti，检测加热面温度的热电偶为夹层玻璃内的热电偶1-5；根据制冷柜的使用环境及类型设置环境换热系数He及制冷柜内的换热系数Hi，一般条件下室内环境换热系数在2～4W/(m2·K)范围，按照JGJ151建筑门窗幕墙热工计算规程建议冬季室内换热系数He为3.6W/(m2·K)，夏季室内换热系数He为2.5W/(m2·K)，制冷柜内换热系数Hi在0.6～1.2W/(m2·K)范围，一般取0.8W/(m2·K)，在设定换热系数后，玻璃热平衡分析模块将根据检测到的环境温度Te、制冷柜内温度Ti，利用以下热平衡方程组分析玻璃外表面温度。由于玻璃边缘为直接热传导，热阻最小，最容易结雾，因此传热平衡方程根据此初最严酷条件建立。
q1＝q2
q1＝he*(Te-Tft)+Je-Jft
q2＝hg*(Tft-Tb)
hg＝1/(3*dg/λg+dal/λal)
q3＝hi*(Tb-Ti)+Jb-Ji
Jft＝r*Je+e*σ*Tft 4
Jb＝e*σ*Tb 4+r*Ji
q2＝q3
Je＝σ*Te 4
Ji＝σ*Ti 4
热平衡方程建立中，将夹层玻璃及通过铝间隔条结合的单片作为一个整体，方程中由外界环境向玻璃的传热量q1、通过玻璃整体的传热量q2、由玻璃向内侧的传热量q3，玻璃最外表面辐射强度Jft，温度Tft，玻璃靠冷柜侧为Jb，Tb；Je，Ji表示环境、冷柜内辐射强度，由测量温度Te、Ti按照斯蒂芬－波尔兹曼定律计算得到，σ为斯蒂芬－波尔兹曼常数，e为表面的辐射率，玻璃的辐射率为0.84，r＝1－e＝0.16；dg为玻璃的厚度，dal为间隔条厚度，λg为玻璃热导率(1W/(m·K))，λal为间隔条热导率(210W/(m·K))，由于胶片厚度小所以忽略胶片的影响。
比如一实例，设定环境换热系数he为2.5W/(m2·K)，制冷柜内换热系数hi为0.8W/(m2·K)，测量得到环境温度Te为28℃，冷柜内温度Ti为-18℃，镀膜玻璃及单片玻璃均为3mm，铝间隔条厚度为6mm，通过以上方程可得出玻璃最外侧温度Tft为14.5℃，即热平衡分析模块分析得出玻璃最外侧温度Tge为14.5℃。
温度及相应的水饱和蒸汽压如表1、图4所示。
表1温度及相应的水饱和蒸汽压
若在以上实例条件下，测得环境相对湿度为55％，由露点分析模块到在环境温度28℃，相对湿度55％下的露点Td为18℃，分析原理为：
由表1或图4可知28℃的饱和蒸汽压为0.00378MPa，当相对湿度为55％时，根据相对湿度定义可知此环境的水蒸汽压为0.00378×55％＝0.002079MPa，当这样的水蒸汽压成为某温度的饱和蒸汽压时，该温度即为露点温度，由表1或图4可知0.002079MPa对于的18℃温度下的饱和蒸汽压，即当玻璃表面温度≤18℃时将在其表面结露。
在此实例条件下由加热控制分析模块判断Tge＜Td就立即启动加热，实时监测加热面温度Tg，分析玻璃外表面温度Tge，由PID控制方式进行加热过程，玻璃外表面温度Tge分析原理为：热平衡时由加热面向外表面传递的热量与外表面传递的热量相等，外表面传递的热量包括对流及辐射传热，由以下热平衡方程表示：
(Tg-Tge)/tg-(Tge-Te)*he-Jft+Je＝0
Jft-e*σ*Tft 4-r*Je＝0
同上述Jb，0表示环境辐射强度，由测量温度Te按照斯蒂芬－波尔兹曼定律计算得到，σ为斯蒂芬－波尔兹曼常数，e为表面的辐射率，玻璃的辐射率为0.84，r＝1－e＝0.16；tgv为玻璃的厚度。需要Tge≥18℃，按照以上方程可分析得到加热面温度为Tg≥18.5℃，按照加热控制按照1.1倍保险系数设计将在加热面温度Tg达到20.4℃并维持10min后停止加热。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述玻璃包括：
第一玻璃板，所述第一玻璃板的一面具有ITO膜；
还包括：第二玻璃板；
所述第一玻璃板具有ITO膜的一面通过PVC胶片与所述第二玻璃板粘结在一起；
所述ITO膜分成多个独立的环套在一起的开口环形区域；
对所述开口环形区域采用电加热进行分区加热。
2.根据权利要求1所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述每一开口环形区域的端部分别设有正、负电极。
3.根据权利要求1所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述第一玻璃板的边缘处通过除膜去除ITO膜形成空白区。
4.根据权利要求1所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述玻璃还包括，第三玻璃板，所述第三玻璃板与第二玻璃板连接，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间中空形成中空玻璃。
5.根据权利要求4所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述第三玻璃板与第二玻璃板之间设有间隔铝条，边缘通过密封胶密封，间隔铝条内填有吸气剂。
6.根据权利要求1所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述玻璃还包括：智能控制分析装置；以及第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶；
采用第一热电偶测量环境温度并将该环境温度信号传送至所述智能控制分析装置；
采用第二热电偶测量加热面的温度并将该加热面温度信号传送至所述智能控制分析装置；
采用第三热电偶测量制冷温度并将该制冷温度信号传送至所述智能控制分析装置；
所述智能控制分析装置根据第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶所测温度控制ITO膜加热。
7.根据权利要求6所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述玻璃还包括：湿度传感器；
采用所述湿度传感器测量环境相对湿度并将该环境湿度信号传送至所述智能控制分析装置。
8.根据权利要求7所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述智能控制分析装置由热平衡分析模块、露点分析模块、加热控制分析模块以及电源控制模块组成；
所述热平衡分析模块通过第一热电偶、第二热电偶以及第三热电偶采集温度信息得出第一玻璃板的外表面温度；
所述露点分析模块对接收自湿度传感器的信号处理得到环境露点温度；
所述加热控制分析模块通过接收到的外表面温度以及露点温度控制电源控制模块；
所述电源控制模块根据接收的加热控制分析模块的信号接通或断开需要加热的ITO膜分区的电源。
9.根据权利要求8所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述加热控制分析模块判断外表面温度<环境露点温度时，立即启动加热，并采用PID控制方式进行控制加热过程。
10.根据权利要求1-9任一项所述的防止玻璃结露结霜的控制方法，其特征在于，所述ITO膜采用磁控溅射方法镀制而成。
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