DK173950B1 - Opvarmeligt glaspanel - Google Patents

Description

i DK 173950 B1

Opfindelsen angår et glaspanel mellem et lokale og omgivelserne, og hvor en rude opvarmes elektrisk og luft cirkulerer langs varmeruden inden den fordeles i lokalet.

5 Det er kendt til forbedring af egenskaberne hos et glaspanel mellem et opvarmet lokale og omgivelserne ved at anvende en forsatsrude og lade luft cirkulere mellem de to ruder, hvilken luft tages ud fra og derefter blandes med atmosfæren i lokalet.

10 Der er foreslået talrige systemer. Deres fordel ligger i, at varmetabene nedsættes i forhold til tabene fra det samme panel uden luftcirkulation, men med direkte indføring af udefrakommende luft..

Hos de kendte paneler og da i det mindste en del 15 af den luft der bestryger inderruden tages udenfra bygningen forbliver temperaturen på den indre rude lavere end temperaturen på indersiden af lokalets øvrige vægge. Derfor er benyttelsen af rummets i umiddelbar nærhed af ydervæggen sædvanligvis begrænset. Det ville 20 være hensigtsmæssigt at kunne øge overfladetemperaturen på denne væg. Man har foreslået at gøre dette ved yderligere at isolere væggen, eksempelvis ved at erstatte inderruden med en isolerende rude. Herved .får man også en bedre komfort, men den fornyende luft der bestryger 25 væggen opvarmes mindre og det samlede varmeregnskab forbedres ikke væsentligt.

Man har foreslået, at udbedre situationen ved direkte at udnytte det til opvarmning af lokalets fornødne varmetilskud til at øge overfladetemperaturen på 30 den rude der udgør inderfladen i det glaspanel der adskiller lokalet fra omgivelserne. EP-Patent nr. 102 987 B foreslår således, at opvarme den fornyende luft inden den bestryger væggen. Systemet har virket tilfredsstil- DK 173950 B1 2 lende, men en del af den tilførte energi benyttes -unyttigt - til opvarmning af yderruden.

Man har også foreslået en variant af ovennævnte system, hvori det er en af panelets ruder der opvarmes.

5 I så fald anvender man generelt et vakuumpåført, transparent, ledende overtræk af metal. Et sådant system har åbenbare fordele eftersom varmetilførslen foregår der, hvor den er mest nyttig, d.v.s. i selve lokalet, og ved at systemet gør det muligt, i glaspanelet at medtage 10 yderligere funktioner, nemlig luftfornyelse og opvarmning udover den naturlige belysning.

Imidertid er energitabene ikke ubetydelige. Der er ret stor varmeudveksling mellem de to ruder, der udgør panelet, nemlig den indre rude der opvarmes og den 15 ydre rude, der har lavere temperatur. Derfor er det i US-A 641 466 foreslået, at den rude, der står overfor den opvarmede rude, udstyres med et infrarødreflekte-rende overtræk således, at det reflekterer varmestrå-lerne fra varmeruden og herved nedsætter varmetabene 20 til omgivelserne.

Der kendes også diverse arrangementer til brug med varmeruder under gode driftsbetingelser, jvf. fx EP-A-165287 der angår temperaturregulering, eller FR-A-2 180 433, der angår en automatisk afbrydelse af den 25 elektriske forsyning, når det kan være overflødigt eller farligt at opretholde den.

Selv om de teknisk set repræsenterer interessante løsninger er sådanne paneler dog komplicerede, vanskelige at tage i brug og generelt kostbare.

30 Opfindelsen giver anvisning på et opvarmeligt glaspanel med luftcirkulation, i en effektiv, enkel og billig udformning. Man har således forsøgt at finde frem til en løsning, der giver den samme komfort som de DK 173950 B1 3 eksisterende systemer, men som er billigere i drift og billigere at montere. ___________

Med henblik herpå er et glaspanel ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at det tynde lag, som virker 5 ved termisk stråling, med lav strålingsevne er indrettet på overfladen af den opvarmede vinduesrude på den side, hvor luften cirkulerer. Som varmeelement til panelet anvendes der fortrinsvis et transparent, ledende lag. I henhold til en foretrukken udførselsform er det 10 selve dette lag, der udgør laget med lav strålingsevne.

I så fald, og hvis forsyningsspændingen er høj, og hvis laget, der sædvanligvis er utilgængeligt, af en eller anden grund, tilsigtet eller utilsigtet, bliver tilgængeligt, er det i henhold til opfindelsen hensigtsmæs-15 sigt, at der automatisk foretages afbrydelse af forsyningen .

Et sådant glaspanel i henhold til opfindelsen byder på væsentlige fordele i forhold til kendt teknik.

Teknisk set, når laget med lav strålingsevne vender mod 20 den kolde side af panelet, vil den af varmeruden afgivne varmestråling for det meste blive rettet i retning mod det indre af lokalet, hvilket nedsætter varmetabene meget mærkbart, eftersom det meste af varmeudstrålingen ved ledning udadtil opfanges af luftstrømmen. Denne te-25 kniske fordel indebærer en anden fordel, hvad angår komforten. Under givne termiske forhold, nemlig inden-dørstemperaturer og udendørstemperaturer, luftstrømmængde, elektrisk effekt leveret til varmeruden, vil temperaturen på den mod det indre af lokalet vendende 30 side af panelet være højere, hvilket øger komforten.

En anden fordel ved opfindelsen er af økonomisk art:

Det forhold, at det er det samme lag, der benyttes som varmelag og som strålingsbegrænsende lag, nedsætter fa- DK 173950 B1 4 brikationsomkostningerne for panelet. Hvis man desuden i stedet for at have en højere paneltemperatur, som i det tidligere nævnte eksempel, ved en regulering opretholder den samme overfladetemperatur, vil den fornødne 5 elektriske effekt til opretholdelse af denne temperatur blive væsentligt nedsat.

Dette kan anskueliggøres ved hjælp af begrebet termisk resistans. Hvis R betegner den samlede termiske resistans mellem ydersiden på den indre varmerude og 10 den ydre rude, vil varmeudvekslingsstrømmen P mellem de to ruder udtrykkes ved formlen: T1 - TE P »---------

15 R

hvor Tj og Tg er henholdsvis panelets indre. og ydre temperaturer på begge sider af luftmellemlaget.

Den termiske resistans R består af to led, hvor-20 af det ene vedrører luftfornyelsen og konduktion/kon-vektion i luftmellemlaget og betegnes Rø, medens det andet led vedrører varmeudstrålingen og betegnes R^.

Disse to led kombineres ved den konventionelle formel: 25 111

R Rø RR

Systemet med varmemæssig isolation, som går ud 30 på at lade den fornyende luft cirkulere (eventuelt sammenblandet med luft fra selve lokalet) mellem de to ruder der udgør panelet, har til resultat, at der er en væsentligt forøgelse af værdien af Rø. Det kan eksem- DK 173950 B1 5 pelvis antages at denne værdi er blevet ganget med 10: 111

5 R 10Rø RR

Heraf ses det, at hvis Rc og FR er af samme størrelsesorden vil enhver ændring i RR praktisk taget totalt influere på den termiske resistans af enheden og 10 dermed på varmestrommen, som beror på en given temperaturgradient. Hvis man eksempelvis fordobler RR, vil den resulterende varmestrøm praktisk taget halveres.

Enhver indvirkning på den fra varmeruden afgivne udstråling har direkte indflydelse på varmetabene.

1 5 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un der henvisning til den skematiske tegning, hvor figur 1 viser et konventionelt isolerende vindue med luftcirkulation, figur 2 et diagram over et sådant vindue, 20 figur 3 et opvarmeligt vindue, figur 4 et diagram, der angiver den udstrålede energi fra henholdsvis en glasrude uden overtræk og en glasrude med overtræk med lav strålingsevne, og figur 5-7 skematiske billeder af et panel i hen-25 hold til opfindelsen.

Figur 1 viser et vindue bestående af en yderramme l og en indre ramme 2. De to rammer har tætsluttende forbindelse med den pågældende væg. Der er åbninger i den nederste del af den ydre ramme og åbninger i den 30 øvers te af den indre ramme 2. Et mekanisk system til styret ventilation opretholder i det pågældende lokale et undertryk, hvorved der suges luft ind til fornyelse af atmosfæren i lokalet, og den indsugede luftmængde DK 173950 B1 6 pr. time kan eksempelvis svare til volumenet i lokalet.

Ved pilene 3 antydes indsugningen af luft, der som vist ved 4, føres mellem ruderne, og som vist ved 5, går ind i lokalet. Der er foreslået diverse arrangementer, 5 f.eks. et andet ...antal lodrette fløje, en anden luft-cirkulationsretning og en anden mængde recirkuleret luft, men princippet forbliver det samme, nemlig at frisk luft udefra føres langs en væg, der afgrænser det indre rum i. lokalet. ___________ 10 Figur 2 illustrerer det enkleste system, hvor luft cirkulerer opad mellem to enkeltruder.

Figur 3 er baseret på det samme system, men der er anvendt en varmerude. På den bort fra lokalet vendende side er der opstillet en laminatrude bestående af 15 to glasplader 6 og en mellemliggende folie 7, af f.eks. polyvinylbutyral. På den ene side af en af glaspladerne 6, der er i kontakt med folien, findes der et transparent, ledende lag 8, af f.eks. sølv påført ved katodeforstøvning, indlagt mellem to lag transparent oxyd 20 f.eks. tinoxyd, der beskytter sølvlaget og øger luft-transmissionen.,... . Der tilføres elektrisk ..strøm gennem strimmelformede elektroder af f.eks. sølvmaling. Af hensyn til brud som følge af eventuelle termiske påvirkninger, er det til ruder af den i figur 3, og ef-25 terfølgende figurer viste type, hensigtsmæssigt at anvende hærdet glas.

Når man anvender en sådan varmerude i en dynamisk isolerende, væg kan man også anvende et reguleringssystem af f.eks. den art, der er beskrevet i 30 EP-A-165 ZS7Y

Det er varmeruder af den i figur 3 viste type der i henhold til opfindelsen udstyres med et lag med lille emissionsevne for herved at forbedre rudens DK 173950 B1 7 effektivitet. I betragtning af dets funktion skal et sådant lag placeres på ydersiden, d.v.s. på den side der bestryges af den fornyende luftstrøm (pilen 9 i figur 3) eller på den modstående side. Under alle omstæn-5 digheder er det nødvendigt at holde dette lag rent. Det skal have tilstrækkelig mekanisk styrke til at kunne renses og pudses. Metallag af samme type som ovennævnte lag 8 egner sig sædvanligvis ikke, og det er hensigtsmæssigt i stedet for at anvende varmepåførte lag af 10 halvledende oxyd, jvf. f.eks. EP-A-125 153. Sådanne lag bevirker en væsentlig reduktion af varmeudstrålingen fra ruden.

Figur 4 viser udstrålingsspektret - ved 20 °C

- for henholdsvis en ikke-behandlet rude 10 af s il iris cium-natrium-calcium-glas og en rude li af samme glas med 420 nm tykt overtræk af fluordoteret Sn02» Det ses at der er væsentlig større udstråling fra ruden 10“end fra ruden li.

Figur 5 viser en rude udformet efter samme prin-20 cip som i figur 3, men med - i henhold til opfindelsen - et overtræk, der begrænser udstrålingen af varme, som kunne absorberes af den modstående, kolde glasplade 13 overfor varmeruden 14.

Figur 6 viser en isolerende rudekonstruktion med 25 varmerude i henhold til opfindelsen, udformet sorn^ forseglet dobbeltrude.

Varmelaget 15 er beskyttet mod kontakt med omgivelserne, idet det befinder sig indvendigt i dobbeltruden 16, der på sædvanlig måde har en mellemliggende af-30 standsliste 17 med fyld 18 af fugtabsorberende stof og klæbelag af elastomermateriale 19, f.eks. polysulfid.

To ledende strimler af den ved 20 viste type tjener til tilførsel af elektrisk strøm. Hvis ikke det er varmela- DK 173950 B1 8 get 15, der har lav varmeudstrålingsevne, må det være laget 21 på den anden glasplade, der skal have denne funktion, men der kunne også være et sådant lag på selve varmeruden, på den bort fra laget 15 vendende side.

5 Figur 7 viser en foretrukken udførselsform for opfindelsen, med to plader mellem hvilke en strøm af frisk luft føres i den ved pilene 22 angivne retning.

Den indre glasplade 23 i forhold til lokalet er en var-merude. Den anden glasplade 24 er kold og vender udad-10 til. Den friske luft suges ud fra, fortrinsvis i den nederste del af ruden 24, men enhver anden passende form for cirkulation af frisk luft langs varmeruden vil kunne anvendes.

Varmeruden 23's side bort fra lokalet har et 15 overtræk 25, der kan tåle pudsning og som på samme måde som laget 12 i figur 5 eller laget 21 i figur 6, har lav udstrålingsevne og virker som varmelag. På dette lag er der tilvejebragt strimler 26 til strømtilførsel, hvilke strimler er beliggende i en sådan indbyrdes af-20 stand, at der med den disponible, elektriske spændingskilde opnås maksimal effekt pr. arealenhed. Økonomisk set er det meget hensigtsmæssigt i stedet for at afpasse varmelagets karakteristika til den til rådighed værende elektriske spænding, altid at anvende det samme 25 varmelag og sørge for at afpasse spændingen og/eller varigheden af elektriske impulser til opnåelse af den effekt pr. arealenhed, som reguleringen tillader i afhængighed af behov, nemlig overfladetemperaturen på varmelaget og/eller temperaturen af indsuget luft 30 og/eller den fornødne totale effekt på et givet tidspunkt, afhængigt af ønsket temperatur i lokalet, den aktuelle temperatur i lokalet, udendørstemperaturen, tidspunktet i døgnet, og så videre.

DK 173950 B1 9

Af hensyn til den bredest mulige anvendelighed er det hensigtsmæssigt at anvende den højest mulige spænding, f.eks. net-spændingen. Det er derfor nødvendigt til montering, at anvende isolerende kit og undgå 5 kontakt mellem det ledende overtræk og elektrisk ledende organer, samt anvende passende sikkerhedsforanstaltninger. Da overtrækket 25 med mellemrum skal gøres rent fordi det kan tilsmudses af luftstrømmen, skal ruden kunne åbnes. Hvis der anvendes farlig spænding må 10 strømtilførslen automatisk afbrydes ved åbning af panelet. Til dette formål kan man anvende den teknik der kendes fra FR-A-2 180 433. Ligeledes skal strømtilførslen afbrydes, hvis en af eller begge glaspladerne 23 og 24 går i stykker.

15 Da man normalt anvender hærdet glas kan man an vende systemer til detektering af brud af hærdet glas, jvf. f.eks. det system der er beskrevet i EP-A-33 857.

For glasruden 24 kan man nøjes med en elektronisk kreds af i og for sig kendt art til at konstatere, at der ik-20 ke er nogen afbrydelse af den elektriske strøm.

Af det foregående fremgår det, at der i henhold til opfindelsen opnås et glaspanel, der fungerer effektivt, er økonomisk fordi der er lavt energiforbrug, og billigt at fremstille. Opfindelsen giver således mulig-25 heder for at anvende massefremstillede, og dermed billige lag, at nøjes med et enkelt lag eller overtræk og, at arbejde med netspænding, takket være et tilpasset reguleringssystem.

Claims (11)

1. Glaspanel mellem et lokale og omgivelserne, omfattende flere, transparente ruder {13, 14; 24, 23), hvoraf mindst en på overfladen omfatter et tyndt lag (12, 21, 25), som er et lag med lav strålingsevne, hvor 5 luft cirkulerer mellem mindst to transparente ruder (23, 24), inden den fordeles i lokalet, og hvor den rude (14) af de sidstnævnte transparente ruder (14, 23), som befinder sig længst inde imod det indre af lokalet, er en del af.et elektrisk opvarmet vindue, kende- 10 tegnet ved, at det tynde lag (12, 21, 25), som virker ved termisk stråling, med lav strålingsevne er indrettet på overfladen af den opvarmede vinduesrude (14, 23) på den side, hvor luften cirkulerer.

2. Glaspanel· ifølge krav 1, kendete g- 15 net ved, at det ledende lag hører til en laminatrude.

3. Glaspanel ifølge krav l, kendetegnet ved, at den med ledende lag udformede glasrude hører til en isolerende, forseglet flerlagsrude.

4. Glaspanel ifølge krav l, kendeteg net ved, at det opvarmede vindue består af den rude (23), som er opvarmet ved føring af en elektrisk strøm i det transparente, ledende lag (25), der samtidig er det tynde lag med lav strålingsevne.

5. Glaspanel ifølge et af det foregående krav, kendetegnet ved, at det tynde lag (12, 21, 25. med lav strålingsevne og som er anbragt på overfladen af den opvarmede vinduesrude (14, 23) er et lag af et transparent, halvledende metaloxid.

6. Glaspanel ifølge krav 4 og 5, kende tegnet ved, at laget normalt er utilgængeligt. DK 173950 B1

7. Glaspanel ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at det indgår som en fast del af en bygningsfacade.

8. Glaspanel ifølge et af kravene 1 til 6, 5 kendeteget ved, at det udgør et åbent panel, en dør, et vindue eller lignende i en bygningsfacade.

9. Glaspanel ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at når det normalt utilgængelige lag gøres tilgængeligt, afbrydes den elektriske strømforsy- 10 ning.

10. Glaspanel ifølge krav 9, kendeteg -net ved, at strømforsyning afbrydes, når panelet åbnes.

11. Glaspanel ifølge krav 9, kendeteg -15 net ved, at strømforsyningen afbrydes, når der sker brud på en af panelets glasplader.