DE2113876A1

DE2113876A1 - Heizbare Isoliergasscheibe

Info

Publication number: DE2113876A1
Application number: DE19712113876
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr Glaeser
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1971-03-23
Publication date: 1972-10-12
Also published as: FR2130449B1; CA965826A; BE781023A; CH536059A; FR2130449A1; DE2113876C3; GB1391726A; DE2113876B2

Description

Andrejewski & Honke Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski

^. Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 36 192/Vs- _D|>Ing. _Manfred Honke

Essen, den 19. März I97I KeHwiger Straße 36

Patentanmeldung

Flachglas Aktiengesellschaft DELOG-DETAG 465 Gelsenkirchen, Auf der Reihe 2

"Heizbare Isolierglasscheibe"

Die Erfindung bezieht sich auf eine heizbare Isolierglasscheibe mit Außenscheibe, Innenscheibe und hermetisch abgedichtetem Luftzwischenraum. Derartige Isolierglasscheiben sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbesondere sind solche bekannt, bei denen die Außenscheibe auf der Luftzwischenraumseite eine Sonnenschutzschicht, die Innenscheibe auf der Luftzwischenraumseite eine elektrische Widerstandsschicht aufweisen und letztere an eine Stromquelle, beispielsweise an das öffentliche Netz anschließbar ist. - Man versucht durch Beheizung dieser Isolierglasscheiben im Winter das üblich gegebene Temperaturgefälle in Richtung Fenster auszugleichen. Das wirkt sich positiv auf den Wohnkomfort und die Gesamtheizungskosten aus. Die bekannten heizbaren Isolierglasscheiben sind bezüglich der physikalischen Daten für Wärmeverluste verbesserungsbedürftig. Das gilt auch

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für das Reflexionsverhalten bei einfallender Sonnenstrahlung, insbesondere im Sommer. Tatsächlich bestimmt bei den bekannten heizbaren Isolierglasscheiben die Tatsache die physikalischen Werte für das Wärmeverhalten, daß die Sonnenschutzsehieht aus leitenden Metalloxyden oder Kupfer besteht, die naßchemiseh aufgebracht wird. Scheiben mit diesen Oberflächenschichten sind hinsichtlich Wärmedurchgang und Sonnenstrahlenreflexion nicht optimal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine heizbare Isolierglasscheibe zu schaffen, bei der die Wärmeverluste und die Sonnenstrahlenreflexion gegenüber bekannten Ausfuhrungsformen verbessert sind.

Die Erfindung betrifft eine heizbare Isolierglasscheibe mit Außenscheibe, Innenscheibe und hermetisch abgedichtetem Luftzwisehenraum, wobei die Außenscheibe auf der Luftzwischenraumseite eine Sonnenschutzsehieht, die Innenseite auf der Luftzwischenraumseite eine elektrische Widerstandsschicht aufweisen und letztere an eine Stromquelle anschließbar ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Innenscheibe bei einer Dicke von 4 bis 10 mm, vorzugsweise von 5 mm, als handelsübliche Scheibe, vorzugsweise Hartglasseheibe, aufgebaut ist und eine im Vakuum aufgebrachte Widerstandssicht aus zumindest einem der Metalle Gold, Silber, Kupfer oder Platin in einer Schichtdicke aufweist, die eine Heizleistung von zumindest 3 W/dm zuläßt. Nach bevorzugter Ausführungsform ist in Kombination dazu die Anordnung so getroffen, daß der Luftzwischenraum eine Dicke von etwa 6-15 nun, vorzugsweise von 12 mm, aufweist und die ebenfalls im Vakuum aufgebrachte Sonnenschutzsehieht aus zumindest einem der Metalle Gold, Silber, Aluminium oder Platin in einer Schichtdicke von 200 - 300 i? aufgebaut ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer heizbaren Isolierglasseheibe eine aus den beschriebenen Metallen aufgebaute Ref lexionssehicht nicht nur als Sonnenschutzsehieht sondern

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auch zur Unterdrückung von Strahlungswärmeverlusten vom beheizten oder klimatisierten Innenraum aus zur kalten Außenwelt hin vorteilhaft ist, wobei die Wirkung dieser Schicht insoweit noch zumindest verstärkt wird, in dem gleichzeitig die Widerstandsschicht aus diesen Metallen aufgebaut wird. Das gilt insbesondere dann, wenn sowohl die Sonnenschutzschicht als auch die Widerstandsschicht durch Vakuumbedampfung aufgebracht werden. Wird im Rahmen der beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen die Dicke des Luftzwischenraumes in der beanspruchten Weise eingestellt, so beeinflußt die beheizte Innenscheibe die Außenscheibe nicht störend, während gleichzeitig der Wärmedurchgang durch die Scheiben überraschenderweise reduziert wird. Das dürfte an dem niedrigen Strahlungsanteil des Wärmeüberganges liegen, da die zur Luftschicht hin freiliegenden Oberflächen der Sonnenschutzschicht und der Widerstandssehicht niedrige Strahlungszahlen haben. Nachteilige mechanische Spannungen aus Temperaturdifferenzen treten bei der erfindungsgemäßen heizbaren Isolierglasscheibe auch dann nicht auf, wenn extrem tiefe Außentemperaturen und verhältnismässig hohe Innentemperaturen zu bewältigen sind. Allerdings wird zweckmäßigerweise die Oberflächentemperatur der Innenscheibe auf etwa 19 - 24° C begrenzt, was durch übliche meß- und regeltechnische Maßnahmen ohne Schwierigkeiten durchführbar ist. Sollen darüber hinaus die Wärmeverluste durch Wärmedurchgang weiter reduziert werden, so empfiehlt sich in weiterer Kombination die Anordnung einer blanken, unbeschichteten Scheibe zwischen Außenscheibe und Innenscheibe bei angegebener Dicke der nunmehr beidseits dieser blanken Scheibe angeordneten Luftschicht*

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen heizbaren Isolierglasscheibe zunächst durch besondere Wahl und Aufbringung des Schichtmaterials die physikalischen Zusammenhänge in bezug auf die Sonnenstrahlen Reflexionseigenschaften verbessert werden. GMchzeitig wird durch Auslegung des Luftzwischenraumes und die im Vakuum aufgebrachte Heizschieht der Wärmedurchgang beachtlich reduziert. Überraschen-

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derweise kann bei der beanspruchten Auslegung des Luftzwischenraumes mit sehr kleinen Schichtdicken für insbesondere die Sonnenschutzschicht gearbeitet werden, während die Widerstandsschicht nach der Heizleistung ausgelegt wird.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel der sogenannten Zweifacheinheit (aus Innenscheibe, Luftzwischenraum, Außenscheibe) und am Beispiel der sogenannten Dreifacheinheit (aus Innenscheibe, α Luftzwischenraum, Zwischenscheibe, Luftzwischenraum, Außenscheibe) ausführlicher erläutert·

A. Zweifacheinheit

Aufbau: Außenscheibe mit Au-, Ag-, Al- oder Pt-Beschichtung, evtl. in Verbindung mit Interferenzschicht, z.B. Bi-Oxyd. Metallschichtdicke 200 - 300 S. Reflexionskoeffizient im langwelligen Infrarotbereich IR -^ 90 ^

Innenscheibe (evtl. aus Hartglas) mit Au-, Ag-, Cu- oder Pt-Heizschicht.

Luftzwischenraum (LZR) hermetisch abgedichtet, 12 mm breit. Die Beschichtungen liegen im LZR.

Technische Daten: Lichtdurchlässigkeit TL = 25 - 30 %

kcal

_m2 v, o„ m · h · C

Sonnenenergiedurchlässigkeit TE = 15 - 20

. V

Wärmedurchgangszahl ]£ =1,55

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Heizleistung: bis 3 W/dm. Die Heizleistung ist über Temperaturfühler regelbar. Die Temperaturfühler sind an geeigneter Stelle auf der Heizscheibe im IZR auf geklebt oder angelötet.

Dazu Beispiele:

1. Außenscheibe I85 x 130 cm, 5 mm dick mit aufgebrachter Goldschicht, 220 S. Reflexionskoeffizient der Beschichtung im langwelligen IR^-95 %,

Innenscheibe 185 χ 130 cm, 5 mm dick mit aufgebrachter Goldschicht als Heizschicht, 9Λ/ω·
LZR 12 mm breit.

Technische Daten: TL « 25 $> > TE - 15 %, k - 1,51 5 „

m .h.

Angelegte Spannung: 220 V , die Heizleistung wurde über einen

NTC-Widerstand als Temperaturfühler so geregelt, daß die Innenscheibe-Oberflächentemperatur 19 - 24° C betrug.

2. Außenscheibe 185 x 130 cm, 5 mm dick mit aufgebrachter GoIdschicht (220 S) und Bi-Oxyd-Interferenzschicht (400 S). Reflexionskoeffizient der Beschichtung im langwelligen IR-^95 %*

Innenscheibe 185 x 130 cm, 5 mm dick mitaufgebrachter Goldschicht als Heizschicht, 9/1/Q .

Technische Daten und angelegte Spannung: wie im 1. Beispiel.

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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Keitwiger Straße B. Dreifacheinheit

Aufbau: Außenscheibe mit Au-, Ag-, Al- oder Pt-Beschichtung, evtl. in Verbindung mit Interferenzsehieht, z.B. Bi-Oxyd. Schichtdicke 200 - 300 JL Reflexionskoeffizient im langwelligen HU-90 %*

Innenscheibe (evtl. aus Hartglas) mit Au-, Ag-, Cu- oder Pt-Heizschicht.

IZR hermetisch abgedichtet, 12 mm breit. W Die BeSchichtungen liegen im LZR «

Technische Datenj_jrL^=jg3 - 28 %, TE = 13 - 18 %» k = 1,30-**■ _j

m² . h . ⁰C

Heizleistung: bis. 3 W/dm . Die Heizleistung ist über Temperaturfühler regelbar. Die Temperaturfühler sind an geeigneter Stelle auf die Heizscheibe im LZR aufgeklebt oder angelötet.

Dazu Beispiele:

1. Außenscheibe 185 x 130 cm, 5 ram dick mit aufgebrachter Goldschicht 220 S. Reflexionskoeffizient der Beschichtung im langwelligen IR ^95 %.

Zwischenscheibe 185 χ 130 cm, 5 mm dick, blank. Innenscheibe 185 χ 130 cm, 5mm dick mit aufgebrachter Goldschicht als Heizschicht, 9Λ /a ·
LRZ 12 mm breit.

Technische Daten: TL = 23 %, TE = 13 $>, k = 1,25 kcal

2 , o„ m , h . C

Angelegte Spannung: 220 νλ-, die Heizleistung wurde über einen

ORIGINAL INSPECTEO ^JVUll^ ^ ■ ^ ■ H

NTC-Widerstand als Temperaturfühler so geregelt, daß die Innenscheiben-Oberflächen-Temperatur 19 - 24° C betrug.

2. Außenscheibe 185 χ lj50 cm, 5 mm dick mit aufgebrachter Goldschicht (220 R) mit Bi-Oxyd-Interferenzsehicht (400 S). Reflexionskoeffizient der Beschichtung im langwelligen IR^95 %· Zwischenscheibe 185 χ IjJO cm, 5 mm dick mit aufgebrachter Goldschicht als Heizschicht, 9Jl/Ό .

Technische Daten und angelegte Spannung: wie beim Beispiel 1.

Die Scheibenkombination A, B in Verbindung mit den angegebenen Beschichtungen haben folgende bessere technische Daten als die bekannten Isolierglasscheiben:

a) Höhere Lichtdurchlässigkeit

b) Niedrigere Sonnenenergiedurchlässigkeit

c) Niedrigere Warmedurehgangszahl. Das bedeutet niedrigerer Wärme verbrauch bei der Raumbeheizung.

Die angeschlossenen Figuren erläutern den Aufbau einer erfindungsgemäßen heizbaren Isolierglasscheibe. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Zweifacheinheit einer erfindungsgemäßen Isolierglasscheibe,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Dreifacheinheit.

Die in den Figuren dargestellte heizbare Isolierglasscheibe besitzt zunächst eine Außenscheibe 1, eine Innenscheibe 2 und einen her-

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metioch abgedichteten LuftZwischenraum 5 wobei diese Abdichtung über einen bei Isolierglasscheiben üblichen Rahmen 4 oder, dergleichen erfolgt. Die Außenscheibe 1 besitzt auf ihrer Luftzwischenraumseite eine Sonnenschutzschicht 5* die Innenscheibe besitzt auf der Luftzwischenraumseite eine elektrische Widerstandschicht 6. Letztere ist der in der Figur angedeuteten Weise an eine Stromquelle anschließbar. Die Anordnung ist so getroffen, daß die im Vakuum aufgebrachte Widerstandsschicht aus zumindest einem der Metalle'Gold, Silber, Kupfer oder Platin besteht, sie besitzt eine Schichtdicke, die eine Heizleistung von zumindest j5 W/dm ohne weiteres zuläßt. Die Innenscheibe selbst ist eine handelsübliche Scheibe, beispielsweise und vorzugsweise eine _Hartglasscheibe. Der Luftzwischenraum besitzt eine Dicke von 6-15 mm vorzugsweise eine Dicke von 12 mm. Die ebenfalls im Vakuum aufgebrachte Sonnenschutzschicht kann bei dieser Ausführungsform sehr dünn ausgeführt werden,,beispielsweise in einer Schichtdicke von 200 - 300 S. Auch hier wird die Schicht aus Gold, Silber, Aluminium oder Platin aufgebaut. Ein geeignetes Verfahren zur Aufbringung ist beispielsweise die Vakuumbedampfung. - Nur angedeutet ist> daß die Oberflächentemperatur der Innenscheibe über einen Temperaturfühler und einen angeschlossenen Regelkreis auf einen vorgegebenen Wert von 19 - 24° C zweckmäßigerweise begrenzt wird.

Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich nicht grundsätzlich von der Ausführungsform nach Figur 1 Jedoch ist eine Zwischenscheibe 8 vorgesehen, und zwar in Form einer dritten blanken Glasscheibe.

Ansprüche;

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Claims

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Ansprüche :

ν χ ,/Heizbare Isolierglasscheibe mit Außenscheibe, Innenscheibe und LuftZwischenraum, wobei die Außenscheibe auf der Luftzwischenraumseite eine Sonnenschutzschicht, die Innenscheibe auf der Luftzwischenraumseite eine elektrische Widerstandsschicht aufweisen und letztere an eine Stromquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenscheibe bei einer Dicke von 4 bis mm, vorzugsweise 5 rom, als handelsübliche Scheibe, vorzugsweise Hartglasscheibe, aufgebaut ist und eine im Vakuum aufgebrachte Widerstandsschicht aus zumindest einem der Metalle Gold, Silber, Aluminium oder Platin in einer Schichtdicke aufweist, die eine Heizleistung von zumindest 3 W/dm zuläßt·
2. Isolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu der Luftzwischenraum eine Dicke von 6 bis 15 mm, vorzugsweise von 12 mm, aufweist und die ebenfalls im Vakuum aufgebrachte Sonnenschutzschicht aus zumindest einem der Metalle Gold, Silber, Aluminium oder Platin in einer Schichtdicke von 200 bis 300 i? aufgebaut ist«
3. Isolierglasscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Innenscheibe auf 19 - 2$ C begrenzt ist.
4. Isolierglasscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Innenscheibe und Außenscheibe eine blanke Zwischenecheibe angeordnet ist.

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