ES2338998T3 - Puerta de refrigerador que no requiere energia y metodo para la fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Puerta de refrigerador (10) que tiene una superficie externa (61) y que está adaptada para su montaje en un compartimento refrigerante, cuya puerta comprende: una primera placa de cristal (70); una segunda placa de cristal (60, 65); un primer conjunto sellador (90, 95) dispuesto alrededor de la periferia de dicha primera placa de cristal (70) y dicha segunda placa de cristal (60, 65) para mantener dichas primera y segunda placas en disposición separada entre sí; un recubrimiento de baja emisividad (63, 73) adyacente a una superficie de dicha primera placa o dicha segunda placa de cristal; y un armazón fijado alrededor de la periferia de dicha unidad de cristal aislante, de manera que dicho primer conjunto de sellado es un conjunto no metálico caracterizada porque dichas primera y segunda placas de cristal (60, 65, 70), dicho primer conjunto sellador (90, 95) y dicho primer recubrimiento de baja emisividad (63, 73) forman una unidad aislante de cristal (50) que tiene un valor de U sustancialmente igual o menor a 1,13 W/m2-K (0,2 BTU/hr-pie2-F) o una emisividad sustancialmente igual o menor a 0,04, de manera que dicho valor de U o dicha emisividad son efectivos para impedir sustancialmente la formación de condensación en la superficie externa de la puerta sin la aplicación de electricidad para calentamiento de la superficie externa.
Description
Puerta de refrigerador que no requiere energía y
método para la fabricación del mismo.
La presente invención se refiere de manera
general a puertas de refrigerador y, en particular, a una puerta de
refrigerador que no requiere energía, que proporciona el control de
la condensación, aislamiento térmico y una magnitud deseada de
transmitancia visible. Más particularmente, la puerta de
refrigerador según la presente invención consigue estas
características deseadas mediante la aplicación de un recubrimiento
de baja capacidad de emisión, sin calentar eléctricamente la
puerta. En toda la presente descripción el término "puerta de
refrigerador" está destinado a referirse a una puerta utilizada
para congeladores, refrigeradores y aparatos y muebles similares.
Además, para los efectos de la presente descripción el término "no
requiere energía" (tal como para una puerta de refrigerador que
no requiere energía) significa que no se aplica electricidad al
cristal para calentar el mismo.
\vskip1.000000\baselineskip
Las puertas de refrigerador para congeladores
comerciales, refrigeradores y similares están construidas de manera
típica a base de vidrio para permitir que el cliente pueda observar
los productos a vender dispuestos en su interior a efectos de
ventas, sin abrir la puerta. No obstante, cuando se forma
condensación sobre el cristal (a lo que se hace referencia en
algunos casos como "niebla"), el cliente no puede ver a través
de la puerta para identificar los productos que se encuentran en su
interior, lo cual es poco deseable desde el punto de vista de los
clientes y también del propietario de la tienda o minorista en que
está instalado.
La humedad se condensa en el exterior de la
puerta de refrigerador de cristal dado que la temperatura
superficial de la parte externa del cristal se reduce por debajo de
la temperatura ambiente existente en la tienda dado que el interior
refrigerado del congelador o refrigerador se encuentra más frío.
Cuando la temperatura de la superficie del cristal desciende por
debajo del punto de rocío del aire de la tienda o almacén, la
humedad se condensa sobre la superficie del cristal. Además, cuando
se abre la puerta en un ambiente húmedo, la placa interna de
cristal, que forma el interior de la puerta, también queda expuesta
momentáneamente al aire ambiente de la tienda y también se puede
formar condensación en el interior de la puerta. La condensación en
el interior de la puerta de cristal tiene lugar también dado que la
temperatura en el interior de la puerta de cristal se encuentra por
debajo del punto de rocío del aire ambiente de la tienda al cual
está expuesta.
Tal como se ha indicado en lo anterior, la
condensación sobre la puerta de cristal, que puede pasar a ser
escarcha, impide que el cliente pueda ver los productos de venta a
través de la puerta de cristal. Como consecuencia, cuando se forma
condensación o escarcha sobre la puerta de cristal, el cliente debe
llevar a cabo la tarea poco agradable de abrir la puerta de
refrigerador para identificar el contenido del interior, lo que es
poco práctico en un almacén con un gran número de congeladores o
refrigeradores. La temperatura de la puerta de refrigerador no
solamente es engorrosa y requiere mucho tiempo desde el punto de
vista del cliente, sino que también es poco deseable desde el punto
de vista de la tienda, puesto que aumenta significativamente el
consumo de energía de los congeladores y refrigeradores de la
tienda, lo cual resulta en costes de energía más elevados para el
vendedor.
Existen diferentes normas en la industria que
deben ser cumplidas por las puertas de refrigerador para que éstas
puedan ser aceptadas. En los Estados Unidos, la mayor parte de la
industria requiere puertas del congelador (pero no puertas de
refrigeradores) que impidan la condensación externa cuando se
utilizan en un medio ambiente con una temperatura interna de 26,7ºC
(ochenta grados Fahrenheit (80ºF)), una humedad relativa en el
exterior del sesenta por ciento (60%) y una temperatura interior de
menos cuarenta grados ºC (-40ºF). Estas exigencias son diferentes
en otros países.
Tal como es bien conocido en esta técnica, una
puerta de refrigerador típica está formada por una unidad de
cristal aislante (IGU) alojada en un armazón de puerta. La IGU de
una puerta de refrigerador está formada, de manera típica, por dos
o tres placas de cristal estanqueizadas en sus bordes periféricos
por un dispositivo de estanqueización, al que se hace referencia en
general como sellado de borde. En una IGU formada por tres placas
de cristal, se forman dos cámaras aislantes entre las tres placas de
cristal. En una IGU formada por dos placas de cristal, se forma una
única cámara aislante. De manera típica, las IGU para refrigeradores
están construidas a base de dos placas de cristal, mientras que las
IGU para congeladores utilizan tres placas de cristal. Una vez
estanqueizadas, la cámaras son llenadas frecuentemente con un gas
inerte, tal como argón, criptón u otro gas adecuado para mejorar el
comportamiento térmico de la IGU.
Los enfoques más convencionales para impedir o
reducir la condensación en una puerta de refrigerador comportan el
suministro de energía a la puerta al incluir un recubrimiento
conductor en una o varias de las superficies de cristal de la IGU
para calentar eléctricamente el cristal. La finalidad del
calentamiento del cristal consiste en mantener la temperatura del
cristal por encima del punto de rocío del aire ambiente más caliente
de la tienda. Al calentar el cristal por encima del punto de rocío,
se impide la indeseable condensación y escarcha en el cristal de la
puerta, proporcionando una visión clara a través del cristal hacia
el interior del compartimento de refrige-
ración.
ración.
En una puerta que comprende una IGU de tres
placas, la superficie no expuesta de una o dos de las placas de
cristal está dotada de un recubrimiento de material conductor. El
recubrimiento conductor está conectado a un suministro de potencia
por dos barras de conexión (barras bus) u otros conectores
eléctricos montados en los bordes opuestos del cristal. Al pasar la
corriente eléctrica por el recubrimiento, éste se calienta,
calentando por lo tanto la placa de cristal proporcionando una
superficie libre de condensación. El recubrimiento de la IGU de una
puerta de refrigerador se aplica normalmente a la superficie no
expuesta de la placa de vidrio del exterior. No obstante, dado que
la condensación se forma en algunos casos sobre el interior de la
placa interna de cristal, la superficie no expuesta de la placa
interna de cristal puede ser recubierta también para calentamiento
a efectos de impedir la condensación.
Existen numerosos inconvenientes y problemas
asociados con estas puertas de refrigerador convencionales de tipo
calentado, según la técnica anterior. En primer lugar, el
calentamiento de la puerta produce costes de energía superior a los
costes de energía del sistema de refrigeración. En un congelador
comercial de tamaño estándar, los costes adicionales para calentar
una puerta de congelador se basan sustancialmente en los precios de
la electricidad del momento, pudiendo ser dichos costes adicionales
de 100 \textdollar por año o más para cada congelador.
Considerando que muchas tiendas utilizan múltiples congeladores, de
manera que algunos supermercados y otras tiendas de venta de
productos alimenticios utilizan centenares de congeladores, los
costes acumulados de energía por dichas puertas de congelador
calientes son significativos.
En segundo lugar, el exceso de calor de las
puertas de refrigerador calentadas de forma convencional emigra
hacia el compartimento de refrigeración, creando una carga adicional
en el sistema de refrigeración, lo cual resulta en un gasto mayor
de energía. En tercer lugar, si la potencia suministrada a la puerta
a efectos de calentamiento es demasiado baja, es desconectada o
desaparece debido al fallo del suministro, se producirá
condensación y/o escarcha sobre el cristal. Si la disipación de
potencia es demasiado elevada, se producirán costes de energía
adicionales innecesarios. A efectos de reducir estos problemas, las
puertas de vidrio calentadas requieren frecuentemente un control
preciso del sistema de calentamiento de la puerta. A efectos de
conseguir el control necesario preciso del sistema de calentamiento
de la puerta, se requiere un sistema de control eléctrico que
resulta en mayores costes de diseño y de fabricación, así como
costes operativos y de mantenimiento sustanciales.
En cuarto lugar, estas puertas de cristal
calentadas eléctricamente presentan un peligro de seguridad a los
clientes y un riesgo potencial de responsabilidades y peligros a los
propietarios de las tiendas y a los fabricantes de los sistemas de
refrigeración. El voltaje aplicado al recubrimiento de la puerta de
cristal es, de manera típica, de 115 voltios CA. Los carritos de
compra utilizados en las tiendas y supermercados por los clientes
son pesados y realizados en metal. Si el carrito de compra choca
contra la puerta de cristal y la rompe puede existir conducción de
electricidad por el carro hacia el cliente, lo que puede provocar
heridas graves, incluso la muerte.
Las patentes USA nº 5.852.284 y nº 6.148.563 dan
a conocer la aplicación de un cierto voltaje a un cristal
recubierto con un recubrimiento conductor (que puede ser un
recubrimiento de baja emisividad) para controlar la formación de
condensación en la superficie externa de la puerta de cristal. El
recubrimiento conductor, tal como un recubrimiento de baja
emisividad, proporciona resistencia a la electricidad, produciendo
calor, proporcionando, asimismo, características térmicas
deseables. No obstante, las puertas de refrigerador que se dan a
conocer en las patentes mencionadas adolecen de los inconvenientes
antes mencionados y de los problemas asociados con todas las
puertas de refrigerador calentadas eléctricamente.
Además de ser utilizados a efectos de
conductividad, dichos recubrimientos de baja emisividad han sido
utilizados como otros medios para reducir la condensación de las
puertas de refrigerador. Específicamente, un método para
incrementar el valor de aislamiento del cristal (el "valor R")
y reducir las pérdidas de calor del compartimento de refrigeración,
consiste en aplicar un recubrimiento de baja emisividad (E reducido)
al cristal. Un recubrimiento con un valor de E bajo es una capa o
capas de óxido metálico o de metal, con espesor microscópico,
virtualmente invisibles, depositadas sobre una superficie de
cristal para reducir la emisividad al suprimir el flujo de calor
radiante a través del cristal. La emisividad es la proporción de
radiación emitida por un cuerpo o superficie negro y la radiación
teórica de acuerdo con la ley de Planck. El término emisividad es
utilizado para hacer referencia a valores de emisividad medidos en
la gama de infrarrojos por las normas de las American Society for
Testing and Materials (ASTM). La emisividad es medida utilizando
mediciones radiométricas y se designa como emisividad hemisférica y
emisividad normal. La emisividad indica un porcentaje de radiación
de longitud de onda infrarroja larga emitida por el recubrimiento.
Una emisividad baja indica que se emitirá menos calor a través del
cristal. Como consecuencia, la emisividad de una placa de cristal o
de una unidad IGU influye en el valor de aislamiento del cristal o
IGU igual que en la conductividad térmica (el "valor U") del
cristal o IGU. El valor U de una placa de cristal o de una IGU es
el valor inverso de su valor R.
En una IGU de placas múltiples, la emisividad de
la IGU que es la emisividad combinada de las placas de cristal que
forman la IGU puede ser calculada aproximadamente al multiplicar la
emisividad de todas las placas de cristal entre sí. Por ejemplo, en
una IGU de dos placas, con cada una de las placas con una emisividad
de 0,5, la emisividad total sería 0,5 multiplicada por 0,5, ó
0,25.
Si bien se han aplicado recubrimientos con bajo
E a unidades IGU utilizadas en puertas de refrigerador con y sin
calentamiento eléctrico de las puertas, estos recubrimientos y las
IGU no son capaces de controlar la condensación y proporcionar el
aislamiento térmico requerido en la alta gama de temperaturas y
ambientes en los que se utilizan dichas puertas de refrigerador sin
aplicar electricidad para calentar las puertas. De manera más
específica, a pesar de la utilización de dichos recubrimientos con E
bajo, a las puertas de refrigerador que no están calentadas no ha
llegado a proporcionar control de la condensación en aplicaciones en
las que la temperatura interior del compartimento de refrigeración
se encuentra sustancialmente a la temperatura de congelación o por
debajo de la misma.
El documento US 2002 073 645 A da a conocer las
características de los preámbulos de las reivindicaciones 1 y
29.
De este modo, a pesar de la disponibilidad de
puertas de refrigerador dotadas de recubrimiento de baja emisividad
y calentadas eléctricamente, existe la necesidad de una puerta de
refrigerador: (1) que proporciona el necesario control de la
condensación y aislamiento térmico en una amplio rango de
temperaturas y ambientes; (2) con la cantidad deseada de
transmitancia visible; (3) que evita innecesarios costes de energía
y una carga innecesaria en el sistema de refrigeración al eliminar
la necesidad de suministrar energía eléctrica para calentar la
puerta; (4) que no requiere un sistema de control eléctrico oneroso
y complejo, minimizando, por lo tanto, los costes de diseño,
fabricación, funcionamiento y mantenimiento; y (5) que no presenta
peligros por seguridad a los clientes y riesgo potencial de
responsabilidades y riesgos para los fabricantes y vendedores
minoristas.
\vskip1.000000\baselineskip
El objetivo principal de la presente invención
consiste en superar las deficiencias de la técnica anterior que se
han descrito, dando a conocer una puerta de refrigerador que no
requiere energía con control de condensación, aislamiento eléctrico
y una magnitud deseada de transmitancia visible.
Otro objetivo principal de la presente invención
consiste en dar a conocer una puerta de refrigerador que no utilice
energía eléctrica a efectos de reducir la condensación del
cristal.
Otro objetivo principal de la presente invención
consiste en dar a conocer una puerta de refrigerador que controla
la condensación y que no transfiere calor de modo sustancial al
interior del congelador o refrigerador, sometiendo a carga
adicional al sistema de refrigeración e incrementando los costes de
energía.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer una puerta de refrigerador con control de
condensación que es más fácil y más económica de fabricar, de hacer
funcionar y de mantener que las puertas de refrigerador y sistemas
antes conocidos.
El objetivo de la presente invención consiste en
dar a conocer una puerta de refrigerador con control de condensación
que es más fácil de diseñar, funcionar y mantener.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un método para la fabricación de una puerta de
refrigerador con control de condensación que no utiliza electricidad
para calentar el cristal a efectos de controlar la
condensación.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es el de dar a conocer una puerta de refrigerador con una
emisividad menor de 0,04.
Otro objetivo adicional de la presente invención
consiste en dar a conocer una puerta de refrigerador con una
emisividad aproximadamente de 0,0025.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es el de dar a conocer una puerta de refrigerador con un valor de U
de menos de 1,13 W/m^{2}-K(0,2
BTU/hr-pie^{2}-F).
Otro objetivo adicional de la presente invención
consiste en dar a conocer una puerta de refrigerador con un valor
de U aproximado de 0,91 W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F).
La invención queda definida por las
reivindicaciones adjuntas. En particular, la presente invención
consigue estos objetivos y otros al facilitar una puerta de
refrigerador sin necesidad de energía y un método para la
fabricación de la misma, comprendiendo un cuerpo de armazón de la
puerta y una unidad de aislamiento de cristal que comprende placas
de cristal interna, intermedia y externa. Un primer conjunto de
estanqueización dispuesto alrededor de la periferia de las placas
interna e intermedia de vidrio que forma una primera cámara entre
las placas de vidrio intermedia e interna. Un segundo conjunto de
sellador dispuesto alrededor de la periferia de las placas de
cristal intermedia y externa forma una segunda cámara entre las
placas de cristal intermedia y externa. Un gas, tal como criptón,
aire o argón, es mantenido en dichas primera y segunda cámaras. La
placa externa de cristal y la placa interna de cristal tienen cada
una de ellas una superficie no expuesta que está dirigida a la
placa intermedia de cristal. Un recubrimiento de baja emisividad
queda dispuesto sobre las superficies no expuestas de las placas
interna y externa de cristal, de manera que la puerta de cristal en
su conjunto tiene un valor de U que impide la formación de
condensación sobre la superficie externa de la placa externa de la
puerta de cristal, sin aplicación de electricidad para calentar la
puerta, proporcionando asimismo la tasa de evaporación deseada de
la condensación de la cara interna de la placa interna de la puerta
de
cristal.
cristal.
Otras características y ventajas de la presente
invención, así como la estructura y funcionamiento de diferentes
realizaciones de la misma se describen en detalle a continuación con
referencia a los dibujos adjuntos.
\vskip1.000000\baselineskip
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en la
presente descripción y forman parte de la misma, muestran diferentes
realizaciones de la presente invención y, en su conjunto con la
descripción, sirven además para explicar los principios de la
invención y para posibilitar que un técnico en la materia pueda
hacer uso de la invención. En los dibujos, los mismos números de
referencia indican elementos funcionalmente idénticos o
similares.
Una apreciación más completa de la invención y
de muchas de las ventajas de la misma se comprenderán fácilmente al
comprender mejor la invención al hacer referencia a la siguiente
descripción detallada considerada en relación con los dibujos
adjuntos, en los que:
La figura 1 muestra un sistema de refrigeración
que utiliza la presente invención.
La figura 2 muestra una puerta de refrigerador,
de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 muestra una vista de una sección
parcial de una puerta de refrigerador, de acuerdo con la presente
invención.
La figura 4 muestra una vista de una sección
parcial de una puerta de refrigerador, de acuerdo con la presente
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En la siguiente descripción, a efectos de
explicación pero no de forma limitativa, se indican detalles
específicos, tales como recubrimientos específicos, procedimientos
de recubrimiento, grosores de las placas, conjuntos de
estanqueización, número de placas, separaciones de las placas y
métodos para el montaje de la puerta, etc. a efectos de
proporcionar una comprensión completa de la presente invención. No
obstante, será evidente para los técnicos en la materia que la
presente invención puede ser llevada a cabo en otras realizaciones
que se apartan de estos detalles específicos. Se omiten
descripciones detalladas bien conocidos de recubrimientos,
procedimientos de recubrimiento, conjuntos de estanqueización y
métodos para el montaje de la puerta a efectos de no dificultar la
descripción de la presente invención. A los efectos de esta
descripción de la invención, términos tales como externo, interno,
exterior e interior son descriptivos desde la perspectiva del
interior del congelador o refrigerador, tal como es evidente por
las figuras.
Las pruebas, así como el modelado por ordenador,
han demostrado que un valor de U (conductividad de transferencia de
calor a través del cristal) de aproximadamente 1,13
W/m^{2}-K(0,2
BTU/hr-pie^{2}-F) se hace
necesario para que la puerta de refrigerador impida la condensación
por fuera del cristal bajo las exigencias de comportamiento de la
industria de Estados Unidos, tal como se han descrito en lo
anterior. No obstante, tal como se ha explicado, cuando se abre la
puerta se puede formar condensación en el interior de la placa
interna de cristal de la puerta, dado que la temperatura de la
superficie interior de la placa se encuentra por debajo del punto de
rocío del aire ambiente más húmedo de la tienda en la que está
expuesto. No obstante, la condensación se disiparía una vez esté
cerrada la puerta y la humedad se evapora hacia dentro del
compartimento del congelador o refrigerador.
Mientras la condensación se encuentra presente
en el interior de la puerta, el contenido del congelador o del
refrigerador no es visible a través de la puerta. Como consecuencia,
la velocidad de evaporación, que determina el periodo de tiempo
durante el cual la condensación se encuentra presente, es un
importante criterio de diseño. Cuanto mayor es la cantidad de calor
que se transfiere a través de la puerta de cristal a la superficie
interior de la misma, más rápidamente se evaporará la condensación
del interior de la puerta. No obstante, la transferencia de calor
incrementada a través de la puerta tiene como resultado también
costes de energía incrementados en el sistema de refrigeración.
Como consecuencia, el valor óptimo de U de la puerta de cristal
será aumentado por numerosos factores incluyendo la diferencia entre
las temperaturas exterior e interior, el grosor del cristal, la
separación, el gas o gases utilizados en la cámara o cámaras de la
IGU, el número de placas, el material separador, la humedad
ambiente, el coeficiente de absorción del recubrimiento en el
espectro de infrarrojos lejano, así como el tiempo deseable para la
evaporación de la condensación. Además, los costes asociados con
los componentes seleccionados (es decir, el gas, el conjunto de
estanqueización, el cristal, etc.), los costes de energía y otros
factores son también consideraciones de diseño. La realización
preferente que se describe más adelante prevé un valor de U de 0,91
W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F) que impide la
condensación en el exterior de la puerta, permitiendo que penetre
suficiente calor a través de la puerta desde el ambiente externo
para permitir que la condensación en el interior de la puerta se
evapore en un periodo de tiempo razonable. Algunos fabricantes de
sistemas de refrigeración requieren que la condensación se evapore
dentro de un periodo de tiempo de unos pocos minutos y otros
requieren que la evaporación tenga lugar dentro de un minuto. El
tiempo requerido para que la condensación se evapore variará de
acuerdo con el periodo de tiempo en el que esté abierta la puerta,
la humedad en la tienda, la temperatura del compartimento del
sistema de refrigeración, el contenido del sistema de
refrigeración, el calor transferido a través de la puerta (que
depende del valor de U), y otros
factores.
factores.
En la realización preferente de la presente
invención, tal como se ha mostrado en la figura 1, un sistema de
refrigeración (5) comprende una serie de puertas de refrigerador
transparentes (10), cada una de las cuales tiene un asa (11). Tal
como se explicará más adelante de forma detallada, cada puerta de
refrigerador (10) incluye una unidad IGU (50) alojada en un armazón
(55). El interior del sistema de refrigeración comprende una serie
de estantes (6) para soportar artículos que se deben ver a través de
la puerta. Haciendo referencia a la figura 2, la puerta del
refrigerador (10) de la presente realización está montada en la
abertura del sistema de refrigeración mediante una charnela, lo que
permite que la puerta se pueda abrir hacia afuera.
Tal como se ha explicado en lo anterior, la
puerta de refrigerador (10) comprende una unidad IGU (50) alojada
en un armazón (55). Tal como se ha mostrado en la figura 3, la IGU
(50) está formada por una placa exterior de cristal (60), una placa
intermedia de cristal (65) y una placa interior de cristal (70). La
unidad IGU (50) está alojada en un armazón (55) y comprende también
un primer conjunto sellador (90) que se extiende alrededor de la
periferia de la superficie interna (62) de la placa externa (60) y
la superficie externa de la placa intermedia (65) de cristal para
definir una cámara externa (92) aislada y sellada de forma
sustancialmente hermética. De manera similar, un segundo conjunto
sellador (95) se extiende alrededor de la periferia de la
superficie externa (72) de la placa interna (70) y la superficie
interna de la placa intermedia (65) de cristal para definir una
cámara interna (94) aislada y sustancialmente sellada de forma
hermética.
La superficie externa (61) de la placa externa
de cristal (60) está dispuesta adyacente al medio ambiente externo
(7). En otras palabras, la superficie externa (61) de la placa
externa (60) está expuesta al medio ambiente en el que se encuentra
el refrigerador o congelador. La superficie interna (62) de la placa
externa (60) forma parte de la cámara externa (92) y está expuesta
a la misma.
En este ejemplo de realización preferente, la
placa externa (60) tiene un grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada),
es templada y la superficie interna (62) de la placa externa (60)
está dotada de un recubrimiento de baja emisividad (63). De forma
específica, en esta realización, el recubrimiento con bajo valor de
E es un recubrimiento de bajo valor de E dotado de un recubrimiento
por bombardeo iónico que comprende óxido de titanio ultraduro como
capa de base para asegurar un elevado nivel de comportamiento
térmico y elevada transmitancia de visibilidad. Esta placa
específica recubierta por bombardeo iónico puede ser templada
después del recubrimiento y ofrece una transmisión de luz muy
visible sin elevados niveles de teñido de color. La superficie
externa (61) de la placa externa (60) no está dotada de
recubrimiento. En esta realización, la placa externa (60) puede ser,
por ejemplo, una placa de cristal Comfort Ti-PS,
con un espesor de 3,2 mm (un octavo de pulgada), fabricado por AFG
Industries, Inc. de Kingsport, Tennessee, que tiene un recubrimiento
con un reducido valor de E que proporciona una emisividad de 0,05.
Tal como es bien conocido en la técnica, el Comfort
Ti-PS es cortado a las dimensiones apropiadas,
templado y redondeado antes de ser integrado en la IGU (50).
La capa intermedia de cristal (65) está
dispuesta entre las placas externa (60) e interna (70) y forma parte
de la cámara externa (92) y de la cámara interna (94). La placa
intermedia (65) está separada 12,7 mm (media pulgada) con respecto
a la otra placa externa (60) y la placa interna (70) y tiene un
grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada), carece de recubrimiento y
está constituida por una placa de cristal templado.
La placa interna de cristal (70) está dispuesta
adyacente al interior del compartimento (9) del congelador o
refrigerador, con su superficie interna (71) expuesta al interior
del compartimento (9). La superficie externa (72) de la placa
interna (70) forma parte de la cámara interna (94) y está expuesta a
la misma. La superficie externa (72) de la placa interna (70) de
cristal está dotada también con un recubrimiento de baja emisividad
(73). En esta realización, el recubrimiento (73) de la superficie
externa (72) de la placa interna (70) es el mismo que se ha
descrito antes con respecto al recubrimiento (63) de la superficie
interna (62) de la placa externa (60). La superficie interna (71)
de la placa interna (70) no está dotada de recubrimiento. En esta
realización, la placa interna (70) puede ser también, por ejemplo,
una placa de Comfort Ti-PS, con un grosor de 3,2 mm
(un octavo de pulgada), fabricada por AFG Industries, Inc., que
tiene las características y recubrimiento que se han descrito.
En esta realización a título de ejemplo, las
cámaras (92) y (94) están ambas llenas de aire. En realizaciones
alternativas, cada una de dichas cámaras puede estar llena de un gas
distinto y las cámaras pueden estar llenas de gas criptón, argón o
de otro gas apropiado.
Las placas (60, 65) se mantienen separadas entre
sí por un primer conjunto sellador (90) que se extiende alrededor
de la periferia de las placas (60, 65) manteniendo las placas de
cristal en disposición paralela, separadas entre sí, creando una
cámara (92) entre las placas (60, 65), mientras que al mismo tiempo
efectúa el sellado de la cámara (92) con respecto al ambiente
externo. De manera similar, cada una de las placas (65, 70) son
mantenidas separadas por un segundo conjunto de aislamiento (95) que
se extiende alrededor de la periferia de las placas (65, 70),
manteniendo dichas placas de cristal paralelas, separadas entre sí,
creando la cámara (94) entre las placas (65, 70), sellando
simultáneamente la cámara (94) con respecto al medio ambiente
externo. Los conjuntos selladores (90, 95) mantienen una separación
de 12,7 mm (media pulgada) entre la placa externa (60) y la placa
intermedia (65) y la placa interna (70) y la placa intermedia (65),
respectivamente.
Los conjuntos de sellado (90, 95) de la presente
realización son preferentemente elementos de estanqueidad de borde
caliente. La expresión "borde caliente" se utiliza para
describir un conjunto sellador de cristal aislante que reduce las
pérdidas de calor mejor que los separadores convencionales de
aluminio y combinaciones estanqueizantes. Cada uno de los conjuntos
de sellado (90, 95) de esta realización comprende su propio
separador y secador, que sustituye la necesidad de un secador
separado, separador metálico y secador, y tiene una tasa de
transferencia térmica de 1,45
W/m^{2}-K(0,84
BTU/hr-pie^{2}-F) (a lo que se
hace referencia en algunos casos como valor K). Los conjuntos
selladores (90, 95) de esta realización son una extrusión compuesta
que contiene una combinación de sellado de polisobutileno, sellador
de butilo de fusión en caliente, matriz secante, diafragma de goma
y barrera de vapor. Conjuntos selladores adecuados de este tipo son
fabricados y comercializados por TruSeal Technologies de Beachwood,
Ohio, con la marca "Comfort Seal".
Haciendo referencia a la figura 3, se ha
mostrado la IGU (50). La IGU (50) está formada por placas de cristal
(60, 65, 70) integradas por los conjuntos selladores (90, 95). La
IGU (50) está instalada en al armazón (55) de cualquier forma
adecuada, bien conocida por los técnicos en la materia. El armazón
(55) está realizado a partir de plástico extrusionado u otros
materiales adecuados bien conocidos de armazón, tal como aluminio
extrusionado, fibra de vidrio u otros materiales. Si en una
realización alternativa el armazón (55) está formado por aluminio u
otro material, la puerta puede requerir calentamiento a lo largo de
los bordes para asegurar el control de la condensación alrededor de
los bordes de la puerta.
Haciendo referencia a la figura 1, se ha
mostrado un sistema de refrigeración (5). El armazón (55) de la
puerta está acoplado al compartimento de refrigeración (8) de
cualquier manera adecuada bien conocida en el estado de la técnica,
tal como una charnela larga única para la puerta, charnelas
múltiples o en una ranura para el deslizamiento de la apertura y
cierre de la puerta. Además, el armazón puede comprender un asa (11)
para la puerta u otros medios de accionamiento adecuados según sea
apropiado para la aplicación. El sistema de refrigeración (5), del
que forma parte la puerta (10), puede ser cualquier sistema
utilizado para la refrigeración de un compartimento, tal como el
que se da a conocer en la patente USA nº 6.148.563.
La realización preferente que se ha mencionado
da a conocer una puerta de refrigerador con un valor de U de 0,91
W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F) (y emisividad de
0, 0025), que se ha observado que es adecuado para aplicaciones de
puertas de congelador que requieren las normas de funcionamiento que
se han identificado con respecto a la industria en Estados Unidos.
Un valor U de 0,91 W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F) permite que la
puerta de refrigerador cumpla fácilmente con las normas de
comportamiento requeridas, permitiendo asimismo que penetre
suficiente calor a través de la puerta desde el medio ambiente
externo para la evaporación de la condensación formada en el
interior de la puerta en un periodo de tiempo razonable. Además, la
realización preferente proporciona una transmitancia visible de luz
del sesenta y seis por ciento (66%).
Como alternativa al vidrio Comfort
Ti-PS, se pueden utilizar otros cristales con
recubrimiento con bajo E, tales como, por ejemplo, Comfort
Ti-R, Comfort Ti-AC, Comfort
Ti-RTC y Comfort Ti-ACTC, todos los
cuales se pueden conseguir de AFG Industries, Inc., que tal como el
Comfort Ti-PS son cristales con recubrimiento con
bajo E basados en óxido de titanio/plata, fabricados por AFG
Industries, Inc. Otro tipo apropiado de cristal es el Comfort E2,
que está recubierto con un proceso pirolítico y es un cristal dotado
de recubrimiento con bajo E de óxido de estaño dopado con flúor,
con un grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada) y que es fabricado
por AFG Industries, Inc. El Comfort E2 es adecuado para algunas de
las normas de comportamiento menos estrictas a causa de su
elevada
emisividad.
emisividad.
El valor U de la puerta de refrigerador (10) es
determinado por una serie de factores de diseño incluyendo el
número de placas de cristal, el grosor de las placas, la emisividad
de la IGU, la separación entre las placas y el gas dispuesto en la
cámara o cámaras. En la puerta de refrigerador (10) de tres placas
de la realización preferente descrita en lo anterior, el valor U de
0,91 W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F) se consigue
utilizando aire como gas retenido en las cámaras, con un grosor del
cristal de 3,2 mm (un octavo de pulgada) en todas las placas, una
separación de 12,7 mm (media pulgada) y una emisividad de la IGU de
0,0025. No obstante, cada uno de estos factores puede variar dando
como resultado numerosas permutaciones de valores que se podrían
combinar para proporcionar el mismo valor de U. Además, otras
aplicaciones pueden requerir valores de U más grandes o más
pequeños dependiendo del medio ambiente, limitaciones de costes y
otras exigencias o consideraciones.
Se han llevado a cabo una serie de simulaciones
por ordenador para determinar los valores de U de numerosas
unidades IGU para la utilización en puertas de refrigerador (10) con
una serie de valores de cada uno de los parámetros de diseño
distintos combinados en diferentes permutaciones. La tabla siguiente
comprende los parámetros de diseño y valores de U calculados
correspondientes para una serie de configuraciones de IGU de tres
placas. Además de los parámetros que se han indicado en la tabla 1
a continuación, todos los cálculos de valores de U de la IGU de
tres placas fueron calculados teniendo cada placa 3,2 mm de grosor
(un octavo de pulgada) y un total de dos caras de las tres placas
dotadas de recubrimiento de bajo E. El temple del cristal no afecta
significativamente los valores de rendimiento calculados.
En cada una de las tablas que se incluyen en
esta descripción, los términos "Ti-PS" se
refieren al cristal Comfort Ti-PS de AFG Industries
con recubrimiento de bajo E y "CE2" se refiere al cristal
Comfort E2 de AFG Industries con recubrimiento de bajo E,
habiéndose descrito ambos en lo anterior. Además, los valores de U
de las tablas son calculados como valores en el "centro del
cristal", porque la simulación por ordenador no tiene capacidad
de tomar en consideración el conjunto sellador. Como consecuencia,
no hay datos de conjuntos selladores o criterios de diseño
indicados en las tablas.
En una realización alternativa de dos placas de
la presente invención que se ha mostrado en la figura 4, la IGU
(50) comprende una placa externa (60) y una placa interna (70) de
cristal, el armazón (55) y un conjunto sellador (90). En esta
realización de dos placas, tanto la placa externa (60) como la placa
interna (70), tienen un grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada) e
incluyen el mismo recubrimiento con bajo E que se ha descrito en la
primera realización, que es un recubrimiento de bajo E basado en
óxido de titanio. También es este caso, tanto la placa externa (60)
como la placa interna (70) pueden ser, por ejemplo, una placa de
cristal Comfort Ti-PS de 3,2 mm de grosor (un
octavo de pulgada), fabricado por AFG Industries, Inc. Los lados
dotados de recubrimiento de las placas (60) y (70) se encuentran en
las superficies no expuestas de las placas, las caras (62) y (72),
respectivamente, que forman parte de la cámara (92). Además, el
mismo conjunto sellador (90) que se ha descrito en lo anterior (el
Comfort Seal) puede ser utilizado y actúa proporcionando una
separación de 12,7 mm (media pulgada) entre las capas de cristal
externa (60) e interna (70).
La tabla 2 que se indica a continuación
comprende parámetros de diseño y los valores de U correspondientes
que se han calculado para una serie de unidades IGU de dos placas.
Además de los parámetros de diseño indicados en la siguiente tabla,
la totalidad de los cálculos de dos placas fueron realizados con
cada placa con un grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada) y un
total de dos caras de las dos placas con recubrimiento de bajo E.
El temple del cristal no afecta significativamente los valores de
rendimiento calculados.
\vskip1.000000\baselineskip
En realizaciones alternativas, se puede utilizar
cualquier tipo de proceso de recubrimiento incluyendo los procesos
pirolíticos (por ejemplo, como en el Comfort E2), al cual se hace
referencia frecuentemente como depósito químico en forma de vapor
(CVD), pulverización y recubrimiento por bombardeo electrónico (por
ejemplo, como el Comfort Ti-PS). Además, estos
procedimientos pueden ser aplicados utilizando métodos de
fabricación bien conocidos "off-line" y
"on-line" según sea adecuado y apropiado para
la cantidad y tipo de producción y procedimiento. De modo similar,
se puede utilizar cualquier recubrimiento con bajo E incluyendo los
recubrimientos basados en plata, basados en óxido de titanio o de
óxido de estaño dopado con flúor.
Si bien las realizaciones descritas incluyen
recubrimientos con E bajo sobre las superficies no expuestas de dos
placas de cristal, otras realizaciones de la presente invención
podrían incluir un recubrimiento de bajo E aplicado solamente a una
placa de cristal en cualquiera de las caras, o en ambas caras. De
manera similar, en otras realizaciones, la placa de cristal
intermedia (de una realización de tres placas) puede comprender un
recubrimiento de bajo E en cualquier cara (o en ambas caras) como
sustitución de, o como adición a, recubrimientos en la placa
interna (70) y en la placa externa (60) de cristal.
En otra realización de tres placas, la placa
interna de cristal (70) no tiene un recubrimiento con bajo E en
ninguna de las caras de la placa de cristal (70). De modo similar,
en una alternativa a la realización de dos placas que se ha
descrito, el recubrimiento con E bajo se encuentra presente
solamente en una placa, o en ambas caras de ambas placas. En
general, el número de placas que tienen recubrimiento con E bajo y
la cara (o caras) que tiene el recubrimiento es algo optativo en el
diseño. La emisividad total de la unidad IGU, que junto con otros
factores determina el factor U de la puerta, es más importante con
respecto al comportamiento térmico que con la cara o caras que se
han recubierto de la placa o placas. Además, si bien las
realizaciones descritas tienen emisividades menores o iguales a
0,04 para aplicaciones de puerta de refrigerador, utilizando un gas
de alto rendimiento (tal como criptón) se puede favorecer una IGU
con una emisividad ligeramente superior a 0,04 para conseguir el
control necesario de condensación en algunas circunstancias.
En otras realizaciones, se pueden utilizar otros
conjuntos de sellado, incluyendo, por ejemplo, un conjunto no
metálico, totalmente esponjoso, tal como el Super Spacer, fabricado
por EdgeTech, Inc, que tiene un coeficiente de transferencia de
calor aproximadamente de 1,51
Btu/hr-pie^{2}-F. Otro conjunto de
sellado apropiado es el ThermoPlastic Spacersystem (TPS), fabricado
por Lenhardt Maschinenbau GmbH, que tiene un coeficiente de
transferencia de calor de 2,61 W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F)
aproximadamente.
La separación en las realizaciones que se han
indicado es de 12,7 mm (media pulgada). No obstante, si bien la
separación preferente está comprendida entre 7,9 mm (cinco
dieciseisavos de pulgada) y 12,7 mm (media pulgada), otras
realizaciones de la invención pueden utilizar separaciones que
lleguen a 19,0 mm (tres cuartos de pulgada). Además, si bien las
realizaciones que se han descrito utilizan placas de cristal con un
grosor de 3,2 mm (un octavo de pulgada) que está templado (excepto
en la placa intermedia), otras realizaciones pueden utilizar
cristal no templado o grosores superiores, o inferiores, a 3,2 mm
(un octavo de pulgada).
Los parámetros de diseño de una realización de
la presente invención quedarán determinados en parte por la
aplicación o uso al que se destina la realización. De manera más
específica, la temperatura ambiente exterior, la temperatura
interior y la humedad ambiente exterior (y punto de rocío asociado)
son factores importantes en la determinación del valor de U
necesario para el diseño, que a su vez determina los parámetros de
diseño (tipo de cristal, emisividad, número de placas, gas,
etc.)
Las cinco columnas de la izquierda de la Tabla 3
que se adjunta a continuación proporcionan una lista de valores de
U calculados para diferentes aplicaciones de la utilización prevista
e incluyen la temperatura exterior, temperatura interior, la
humedad exterior y el punto de rocío calculado para cada valor de U.
Además, las tres columnas de la derecha de la Tabla 3 dan a conocer
una realización de la invención que proporciona el valor de U
necesario.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Los parámetros de diseño de la tabla 3
identifican el tipo de cristal (que tiene un grosor de 3,2 mm (un
octavo de pulgada)), la separación entre placas y el gas en las
cámaras. Además, todas las IGU de la tabla 3 comprenden una tercera
placa de cristal con recubrimiento que tiene un grosor de 3,2 mm (un
octavo de pulgada) y que está dispuesta entre las dos placas de
cristal identificadas en la tabla, CE1 en la tabla 3 se refiere a
Comfort E1, que tiene una emisividad de 0,35 y se comercializa por
AFG Industries, Inc.
En lo anterior se han descrito los principios,
realizaciones y formas de funcionamiento de la presente invención.
No obstante, la invención no se debe considerar limitada a las
realizaciones específicas que se han descrito, dado que se deben
considerar como ilustrativas y no restrictivas. Se debe observar que
se pueden introducir variaciones en dichas realizaciones por parte
de los técnicos en la materia sin salir del alcance de la presente
invención, de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.
Si bien la solicitud de la presente invención ha
sido descrita para la aplicación de una puerta de un refrigerador o
congelador, otras aplicaciones podrían incluir máquinas de venta
automática, claraboyas o camiones refrigerados. En algunas de estas
aplicaciones, la condensación sobre la segunda cara o cara más fría
del cristal puede no ser problema alguno porque el cristal no es
una puerta que se abra periódicamente exponiendo el cristal frío a
un ambiente más húmedo. Como resultado de ellos, los factores clave
en el diseño del cristal son económicos (es decir, los costes de
energía y el coste del cristal y su instalación), transmitancia
visible, duración y otras consideraciones.
Si bien se ha descrito en lo anterior una
realización preferente de la presente invención, se debe comprender
que ésta ha sido presentada solamente a título de ejemplo, y no de
forma limitativa. Por lo tanto, la amplitud y alcance de la
presente invención no deberán quedar limitados por la realización a
título de ejemplo que se ha descrito en lo anterior.
Evidentemente, son posibles numerosas
modificaciones y variaciones de la presente invención teniendo en
cuenta todo lo anterior. Por lo tanto, se debe comprender que
dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención
puede ser practicada de manera distinta a la que se ha descrito
específicamente.
Claims (67)
1. Puerta de refrigerador (10) que tiene una
superficie externa (61) y que está adaptada para su montaje en un
compartimento refrigerante, cuya puerta comprende:
una primera placa de cristal (70);
una segunda placa de cristal (60, 65);
un primer conjunto sellador (90, 95) dispuesto
alrededor de la periferia de dicha primera placa de cristal (70) y
dicha segunda placa de cristal (60, 65) para mantener dichas primera
y segunda placas en disposición separada entre sí;
un recubrimiento de baja emisividad (63, 73)
adyacente a una superficie de dicha primera placa o dicha segunda
placa de cristal; y un armazón fijado alrededor de la periferia de
dicha unidad de cristal aislante, de manera que dicho primer
conjunto de sellado es un conjunto no metálico
caracterizada porque dichas primera y
segunda placas de cristal (60, 65, 70), dicho primer conjunto
sellador (90, 95) y dicho primer recubrimiento de baja emisividad
(63, 73) forman una unidad aislante de cristal (50) que tiene un
valor de U sustancialmente igual o menor a 1,13
W/m^{2}-K (0,2
BTU/hr-pie^{2}-F) o una
emisividad sustancialmente igual o menor a 0,04, de manera que dicho
valor de U o dicha emisividad son efectivos para impedir
sustancialmente la formación de condensación en la superficie
externa de la puerta sin la aplicación de electricidad para
calentamiento de la superficie externa.
2. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, que comprende además:
una tercera placa de cristal (60);
un segundo conjunto sellador (90) dispuesto
alrededor de la periferia de dicha segunda placa de cristal (65) y
dicha tercera placa de cristal (60) para mantener dichas segunda y
tercera placas en separación entre sí; y
en la que dicho segundo conjunto sellador (90)
es un conjunto no metálico.
3. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 2, que comprende además un segundo recubrimiento de
baja emisividad (63, 73) adyacente a la superficie de dicha primera
placa, dicha segunda placa o dicha tercera placa de cristal (60, 65
70).
4. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 3, en la que el valor de U de dicha unidad de cristal
aislante es eficaz para impedir sustancialmente la formación de
condensación sobe la superficie externa (61) de la puerta (10) sin
aplicación de electricidad para el calentamiento de la superficie
externa cuando la temperatura interior del compartimento
refrigerante (9) es sustancialmente igual o menor a -17,8ºC (cero
grados Fahrenheit); la temperatura del medio ambiente exterior (7)
es sustancialmente igual o superior a 22,2ºC (setenta y dos grados
Fahrenheit); y la humedad en el medio ambiente es sustancialmente
igual o superior al sesenta por ciento.
5. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que el valor de U de dicha unidad de cristal
aislante es eficaz para impedir sustancialmente la formación de
condensación en la superficie exterior (61) de la puerta (10) sin
la aplicación de electricidad para el calentamiento de la superficie
externa cuando la temperatura interior del compartimento de
refrigeración (9) es sustancialmente igual o menor de -17,8ºC (cero
grados Fahrenheit); la temperatura del medio ambiente exterior (7)
es sustancialmente igual o superior a 22,2ºC (setenta y dos grados
Fahrenheit); y la humedad en el medio ambiente es sustancialmente
igual o superior al sesenta por ciento.
6. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 5, que comprende además:
una primera cámara (92, 94) definida por dicha
primera placa de cristal (70), dicha segunda placa de cristal (60,
65) y dicho primer conjunto sellador (90, 95); y
un gas dispuesto en dicha primera cámara.
7. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 6, en la que dicho primer conjunto sellador tiene un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual a 2,99
W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
8. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 6, en la que dicho gas es seleccionado entre el grupo
que consiste en argón, criptón y aire.
9. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicha unidad de cristal aislante tiene
un valor de U sustancialmente igual o menor de 0,91
W/m^{2}-K (0,16
BTU/hr-pie^{2}-F).
10. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicha unidad de cristal aislante tiene
una emisividad sustancialmente igual o menor de 0,01.
11. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicha unidad de cristal aislante tiene
una emisividad sustancialmente igual o menor de 0,0025.
12. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que la temperatura interior del
compartimento de refrigeración es sustancialmente igual o menor a
-28,9ºC (menos veinte grados Fahrenheit); la temperatura del medio
ambiente exterior (7) es sustancialmente igual o superior a 21,1ºC
(setenta grados Fahrenheit); y la humedad en el medio ambiente
exterior (7) es sustancialmente igual o superior al sesenta por
ciento; y en la que la superficie externa (61) de la puerta se
encuentra sustancialmente libre de condensación.
13. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que la temperatura interior del
compartimento de refrigeración (9) es sustancialmente igual o menor
a -40ºC (menos cuarenta grados Fahrenheit); la temperatura del
medio ambiente exterior (7) es sustancialmente igual o superior a
26,7ºC (ochenta grados Fahrenheit); y la humedad en el medio
ambiente exterior (7) es sustancialmente igual o superior al sesenta
por ciento y donde la superficie externa de la puerta se encuentra
sustancialmente libre de condensación.
14. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 3 o cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13, en la
que:
la primera placa de cristal (70) es una placa
interna de cristal que comprende una primera superficie (71) y una
segunda superficie (72), estando dispuesta dicha primera superficie
(71) de dicha placa interna adyacente al interior del compartimento
de refrigeración (9);
la tercera placa de cristal (60) es una placa
externa de cristal que comprende una primera superficie (61) y una
segunda superficie (62), estando dispuesta dicha primera superficie
(61) de dicha placa exterior adyacente al medio ambiente externo
(7) del compartimento de refrigeración;
la segunda placa de cristal (65) es una placa
intermedia de cristal dispuesta entre dichas placas de cristal
interna y externa, estando dispuesto el primer conjunto sellador
(95) alrededor de la periferia de dicha placa de cristal interna
(70) y dicha placa de cristal intermedia (65) para mantener dicha
placa interna y dicha placa intermedia en separación entre sí;
estando dispuesto el segundo conjunto sellador
(90) alrededor de la periferia de dicha placa intermedia de cristal
(65) y dicha placa externa de cristal (60) para mantener dicha placa
intermedia y dicha placa externa separadas entre sí;
encontrándose el primer recubrimiento de baja
emisividad (73) adyacente a la segunda superficie (72) de dicha
placa de cristal interna (70);
encontrándose el segundo recubrimiento de baja
emisividad (63) adyacente a dicha segunda superficie (62) de dicha
placa externa de cristal (60);
formando dicha placa interna (70), placa externa
(60), placa intermedia (65), primer conjunto sellador (95), segundo
conjunto sellador (90) y dichos primer y segundo recubrimientos de
baja emisividad (63, 73) formando la unidad de cristal aislante
(50) que tiene un valor de U sustancialmente igual o menor de 1,13
W/m^{2}-K (0,2
BTU/hr-pie^{2}-F) o una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,04, impidiendo sustancialmente
la formación de condensación sobre dicha primera superficie de dicha
placa externa de cristal sin la aplicación de electricidad para el
calentamiento de dicha primera superficie de dicha placa externa de
cristal.
15. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 14, que comprende además:
una primera cámara (94) definida por dicha
primera placa de cristal (70), dicha segunda placa intermedia de
cristal (65) y dicho primer conjunto sellador (95);
una segunda cámara (92) definida por dicha placa
intermedia de cristal (65), dicha placa externa de cristal (60) y
dicho segundo conjunto sellador (90); y
un gas dispuesto en dichas primera y segunda
cámaras.
16. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que:
dichas primera (70), intermedia (65) y externa
(60) placas de cristal tienen un grosor sustancialmente igual a 3,2
mm (un octavo de pulgada);
dichas placas de cristal interna e intermedia
están separadas entre sí en una distancia sustancialmente igual a
12,7 mm (media pulgada); y
dichas placas de cristal intermedia y externa
están separadas entre sí en una distancia sustancialmente igual a
12,7 mm (media pulgada).
17. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicho primer conjunto sellador (95) y
dicho segundo conjunto sellador (90) tienen cada uno de ellos un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 2,99 W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
18. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 17, en la que:
dichas placas de cristal interior (70),
intermedia (65) y exterior (60) tienen un grosor sustancialmente
igual a 3,2 mm (un octavo de pulgada);
dichas placas de cristal interna (70) e
intermedia (65) están separadas entre sí en una distancia
sustancialmente igual a 12,7 mm (media pulgada); y
dichas placas de cristal intermedias (65) y
externas (60) están separadas entre sí en una distancia
sustancialmente igual a 12,7 mm (media pulgada).
19. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicho gas de la primera cámara (94) y
dicha segunda cámara (92) es el mismo.
20. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicho gas de la primera cámara (94) y
dicha segunda cámara (92) no es el mismo.
21. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicha placa externa (60) y dicha placa
interna (70) tienen cada una de ellas una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,05.
22. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicha placa externa (60) y dicha placa
interna (70) tienen cada una de ellas una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,03.
23. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dichos primer y segundo recubrimientos
de baja emisividad (73, 63) son seleccionados entre el grupo que
consiste en plata basada en óxido de titanio y óxido de estaño
dopado con flúor.
24. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dichos primer y segundo recubrimientos
de baja emisividad (73, 63) son aplicados con un proceso
seleccionado entre el grupo que consiste en recubrimiento por
bombardeo iónico, recubrimiento pirolítico o recubrimiento por
pulverización.
25. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 15, en la que dicho armazón (55) está formado a
partir de un material seleccionado entre el grupo que consiste en
plástico extrusionado, aluminio y fibras de vidrio.
26. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 14, en la que dicho primer conjunto sellador (95) y
dicho segundo conjunto sellador (90) tienen cada uno de ellos un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 2,99 W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
27. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 14, en la que dicho primer conjunto sellador (95) y
dicho segundo conjunto sellador (90) tienen cada uno de ellos un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 2,61 W/m-K (1,51
Btu/hr-pie^{2}-F).
28. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 14, en la que dicho primer conjunto sellador (95) y
dicho segundo conjunto sellador (90) tienen cada uno de ellos un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 1,45 W/m-K (0,84
Btu/hr-pie^{2}-F).
29. Puerta de refrigerador (10), según la
reivindicación 3, en la que la unidad aislante de cristal (50) tiene
un valor de U que impide sustancialmente la formación de
condensación en la superficie externa (61) cuando la temperatura
interior del compartimento refrigerante (9) es sustancialmente igual
o menor a -40ºC (menos cuarenta grados Fahrenheit); la temperatura
del medio ambiente exterior (7) es sustancialmente igual o superior
a 26,7ºC (ochenta grados Fahrenheit); y la humedad en el medio
ambiente exterior (7) es sustancialmente igual o superior al
sesenta por
cien.
cien.
30. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 2, en la que dicho primer conjunto sellador (95) y
dicho segundo conjunto sellador (90) tiene cada uno de ellos un
coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 2,99 W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
31. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicha primera placa (70) o segunda placa
(60, 65) tiene una emisividad sustancialmente igual o menor de
0,05.
\newpage
32. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un conjunto de extrusión combinado que comprende una combinación
de sellador de polisobutileno, sellador de butilo de fusión en
caliente, matriz de secado, diafragma de goma y barrera de
vapor.
33. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 2, en la que dicho segundo conjunto sellador (90) es
un conjunto de extrusión combinado que comprende una combinación de
sellador de polisobutileno, sellador de butilo de fusión en
caliente, matriz de secado, diafragma de goma y barrera de
vapor.
34. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un conjunto esponjoso en su totalidad.
35. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 1, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un sellador de borde caliente.
36. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 2, en la que dicho segundo conjunto sellador (90) es
un conjunto esponjoso en su totalidad.
37. Puerta de refrigerador, según la
reivindicación 2, en la que dicho segundo conjunto sellador (90) es
un sellador de borde caliente.
38. Unidad de refrigeración que comprende una
envolvente aislada que define un compartimento (9), un sistema de
refrigeración y una puerta de refrigerador (10), según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 28, adaptada para su montaje en una
abertura de dicho compartimento.
39. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un conjunto de extrusión combinado que comprende una combinación
de sellador de poliisobutileno, sellador de butilo de fusión en
caliente, matriz de secado, diafragma de goma y barrera al
vapor.
40. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, cuya unidad de refrigeración comprende una puerta
de refrigerador (10), según la reivindicación 2, en la que dicho
segundo conjunto sellador (90) es un conjunto de extrusión
combinado que comprende una combinación de sellador de
poliisobutileno, sellador de butilo de fusión en caliente, matriz
de secado, diafragma de goma y barrera al vapor.
41. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un conjunto de material esponjoso en su totalidad.
42. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, en la que dicho primer conjunto sellador (90, 95)
es un sellador de borde caliente.
43. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, comprendiendo la unidad de refrigeración una
puerta de refrigerador (10), según la reivindicación 2, en la que
dicho segundo conjunto sellador (90) es un conjunto sellador
esponjoso en su totalidad.
44. Unidad de refrigeración, según la
reivindicación 38, comprendiendo la unidad de refrigeración una
puerta de refrigerador (10), según la reivindicación 2, en la que
dicho segundo conjunto sellador (90) es un sellador de borde
caliente.
45. Método para la fabricación de una puerta de
refrigerador que tiene una superficie externa, cuyo método
comprende las siguientes etapas:
disponer una primera placa de cristal (70);
disponer una segunda placa de cristal (60,
65);
disponer un recubrimiento de baja emisividad
(73, 63) adyacente a una superficie (72, 52) de dicha primera placa
de cristal o dicha segunda placa de cristal (70, 60, 65);
disponer un primer conjunto sellador (90, 95)
alrededor de la periferia de dicha primera placa de cristal (70) y
dicha segunda placa de cristal (60, 65) para mantener dichas primera
y segunda placas separadas entre si; y en el que dicho primer
conjunto sellador es un conjunto no metálico;
caracterizado porque dicha primera placa
de cristal (70), dicha segunda placa de cristal (60, 65) y dicho
primer conjunto sellador (90, 95) forman una unidad aislante de
cristal que tiene un valor de U sustancialmente igual o menor de
1,13 W/m^{2}-K (0,2
BTU/hr-pie^{2}-F) o una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,04, impidiendo sustancialmente
la formación de condensación en la superficie externa de la puerta
de refrigerador sin la aplicación de electricidad para el
calentamiento de la puerta.
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
46. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicha primera placa de cristal (70), dicha segunda placa de
cristal (60, 65) y dicho primer conjunto sellador (90, 95) definen
una primera cámara (92, 94) y comprenden además la etapa de
disponer un gas en dicha primera cámara.
47. Método, según la reivindicación 45, que
comprende además las etapas de:
disponer una tercera placa de cristal (60);
disponer un segundo conjunto sellador (90)
alrededor de la periferia de dicha segunda placa de cristal (65), y
dicha tercera placa de cristal (60) para mantener dichas segunda y
tercera placas separadas entre si; y
en el que dicha unidad de cristal aislante (50)
comprende además, dicha tercera placa de cristal (60) y dicho
segundo conjunto sellador (90), y en el que dicho segundo conjunto
sellador es un conjunto no metálico.
48. Método, según la reivindicación 47, en el
que dicha tercera placa de cristal (60) comprende un recubrimiento
(63) de baja emisividad adyacente a una superficie (62) de dicha
tercera placa de cristal.
49. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) tiene un coeficiente de
transmisión de calor sustancialmente igual o menor de 2,99
W/m-K (1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
50. Método, según la reivindicación 49, en el
que:
dicha primera placa de cristal (70) y dichas
segundas placas de cristal (60, 65) tienen un grosor sustancialmente
igual a 3,2 mm (un octavo de pulgada); y
dichas primera placa de cristal (70) y dichas
segundas placas de cristal (60, 65) están separadas entre si en una
distancia sustancialmente igual a 12,7 mm (media pulgada).
51. Método, según la reivindicación 45, que
comprende además la etapa de disponer dicha unidad aislante de
cristal (50) en un armazón de puerta (55).
52. Método, según la reivindicación 46, en el
que dicho gas es seleccionado del grupo que consiste en argón,
criptón y aire.
53. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicha unidad aislante de cristal tiene un valor de U
sustancialmente igual o menor de 0,91
W/m^{2}-K(0,16
BTU/hr-pie^{2}-F).
54. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicha unidad aislante de cristal tiene una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,01.
55. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicha unidad aislante de cristal tiene una emisividad
sustancialmente igual o menor de 0,0025.
56. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho recubrimiento de baja emisividad (63, 73) es seleccionado
entre el grupo que consiste en plata basada en óxido de titanio y
óxido de estaño dopado con flúor.
57. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho recubrimiento de baja emisividad (63, 73) es aplicado
mediante un procedimiento seleccionado entre el grupo que consiste
en recubrimiento por bombardeo iónico, recubrimiento pirolítico y
recubrimiento por pulverización.
58. Método, según la reivindicación 47, en el
que dichos primer (95) y segundos (90) conjuntos selladores tienen
un coeficiente de transmisión de calor sustancialmente igual o menor
de 2,99 W/m-K(1,73
Btu/hr-pie^{2}-F).
59. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) tiene un coeficiente de
transferencia de calor sustancialmente igual o menor de 2,61
W/m-K(1,51
Btu/hr-pie^{2}-F).
60. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) tiene un coeficiente de
transferencia de calor sustancialmente igual o menor de 1,45
W/m-K(0,84
Btu/hr-pie^{2}-F).
61. Método, según la reivindicación 47, que
comprende además la etapa de disponer dicha unidad aislante de
cristal en un armazón de puerta (55).
62. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) es de extrusión
combinada que comprende una combinación de sellador de
polisiobutileno, sellador de butilo de fusión en caliente, matriz
de secado, diafragma de goma y barrera al vapor.
63. Método, según la reivindicación 47, en el
que dicho segundo conjunto sellador (90) es de extrusión combinada
que comprende una combinación de sellador de polisiobutileno,
sellador de butilo de fusión en caliente, matriz de secado,
diafragma de goma y barrera al vapor.
\newpage
\global\parskip1.000000\baselineskip
64. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) es un conjunto esponjoso
en su totalidad.
65. Método, según la reivindicación 45, en el
que dicho primer conjunto sellador (90, 95) es un sellador de borde
caliente.
66. Método, según la reivindicación 47, en el
que dicho segundo conjunto sellador (90) es un conjunto esponjoso
en su totalidad.
67. Método, según la reivindicación 47, en el
que dicho segundo conjunto sellador (90) es un sellador de borde
caliente.
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