KR101233012B1

KR101233012B1 - 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101233012B1
Application number: KR1020090131101A
Authority: KR
Inventors: 이동일; 손범구; 배일준
Original assignee: (주)엘지하우시스
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2013-02-13
Also published as: RU2505948C2; EP2519077A4; CN102474914A; WO2011078607A3; US8870394B2; JP2013508112A; EP2519077A2; WO2011078607A2; KR20110074199A; US20120170120A1; RU2012106213A; EP2519077B1

Abstract

본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템에 있어서, 실내를 실외로부터 분리시켜 주며, 일반 유리 및 발열 유리를 포함하여 구성되는 발열 유리부; 실내 측 발열 유리에 설치되어 유리 표면의 온도를 감지하는 유리 표면 온도 감지부; 유리 표면 온도와 실내의 이슬점을 비교하여 발열 유리부의 열 발생을 제어하는 제어부; 및 시스템의 작동을 위하여 발열 유리 시스템에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템에 관한 것이다.

또한, 상기 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 감지하며 동시에 발열 유리 표면의 온도를 감지하는 1단계; 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 바탕으로 이슬점을 계산하는 2단계; 발열 유리 표면의 온도와 이슬점의 온도를 비교하는 3단계; 및 3단계의 비교 결과에 따라 1단계로 돌아가거나, 또는 발열 유리를 가열하는 4단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 발열 유리 제어 방법에 관한 것이다.

발열 유리, 결로, 유리 표면 온도, 이슬점

Description

결로 방지를 위한 발열 유리 시스템 및 그 제어 방법{Heatable glass system and control method thereof for preventing dew condensation}

본 발명은 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템과 그 제어 방법에 관한 것으로, 발열 유리 시스템의 자동 제어를 이용하여 발열 유리의 표면 온도가 실내의 이슬점 보다 낮거나 또는 발열 유리의 표면 온도가 실내의 이슬점과 같은 경우에 발열 유리에 전력을 공급하여 열을 발생시키고, 그렇지 아니한 경우에는 발열 유리로의 전력을 차단하여 열을 발생시키지 않아, 유리 표면에 생기는 결로의 발생을 효과적으로 방지하고, 불필요한 전력의 소비를 줄이는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템과 그 제어 방법에 관한 것이다.

건물에 있어서 유리(창호)는 기본적인 구성 요소이다.

과거에는 겨울철이 되면, 설치된 유리에 실외의 온도와 실내의 온도 차에 따른 결로가 생기는 문제점이 발생하였다. 유리에 발생된 결로는 시인성을 나쁘게 할 뿐 아니라, 유리에 생긴 습기가 하부 벽체에 영향을 주어 벽체에 곰팡이가 생기게 하는 등의 문제점을 일으켰다.

근래에 이러한 문제점을 해결하고자 겨울철 실내와 실외의 온도 차에 의한 결로를 방지하여 시인성을 확보하는 발열 유리분야의 기술이 활발하게 연구되고 있으며, 이와 같은 기술을 적용한 제품이 다수 출시되고 있다.

이와 같은 발열 유리 시스템은 겨울철에 발열 유리의 온도를 일정 온도 이상 일관되게 유지하여 결로의 생성을 방지하는 방식을 채택하였다. 하지만, 상기와 같은 종래의 발열 유리 시스템은 결로가 실내 온도와 실내의 상대습도에 의해 결정되는 이슬점 이하로 표면 유리의 온도가 내려가는 경우에만 생기는 것에 비해, 항상 일정하게 유리 표면의 온도를 유지시켜야 한다는 점에서 불필요한 전력 소비가 많았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실내 측 발열 유리 표면에 부착된 발열 유리 표면 온도 감지기가 유리 표면의 온도를 측정하고, 실내에서는 실내온도 및 실내 습도를 측정하여 이슬점을 계산하여 발열 유리 표면의 온도가 이슬점 이하인 경우에만 발열 유리에 전력을 공급하여 결로의 발생을 방지하고, 더불어 불필요한 전력의 공급을 최소화 시키는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 제공되는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템을 이용하여 결로방지를 위한 발열 유리 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템은, 일반 유리 및 발열 유리를 포함하여 구성되는 발열 유리부; 실내 측 상기 발열 유리에 설치되어 상기 발열 유리의 표면 온도를 감지하는 유리 표면 온도 감지부; 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 감지하는 주변 환경 감지기와, 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 바탕으로 계산된 이슬점 온도와 상기 발열 유리의 표면 온도와 비교하여 상기 발열 유리의 구동을 제어하는 발열 유리 제어 구동기와, 상기 발열 유리 온도 및 자동/수동 모드를 설정하는 설정 입력기와, 구동상태를 표시하는 표시기를 갖는 제어부; 및 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하되, 상기 제어부에서 실내의 온도 및 상대습도를 측정하여 계산된 이슬점보다 상기 유리 표면 온도 감지기에서 감지된 상기 발열 유리의 표면 온도가 같거나 낮을 경우에 상기 발열 유리를 가열시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 제어방법은, 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 감지하며 동시에 발열 유리의 표면 온도를 감지하는 1단계; 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 바탕으로 이슬점을 계산하는 2단계; 상기 발열 유리의 표면 온도와 이슬점의 온도를 비교하는 3단계; 상기 3단계의 비교 결과에 따라 1단계로 돌아가거나 상기 발열 유리를 가열하는 4단계; 를 포함하되, 상기 4단계에서는 상기 발열 유리의 표면 온도가 이슬점의 온도 이하일 경우에 상기 발열 유리를 가열하며, 상기 발열 유리의 표면 온도가 이슬점의 온도를 초과하는 경우에는 상기 1단계로 돌아가는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템 및 그 제어 방법은 발열 복층 유리의 실내 측 표면 유리에 부착되어 있는 유리 표면 온도 감지기에 의해 감지되는 유리 표면 온도가 실내온도 및 상대 습도를 측정하여 계산된 이슬점과 같거나 또는 이슬점 보다 낮을 경우 발열 유리에 전력을 공급하여 결로를 발생시키지 않는 온도로 자동 제어하여 유리의 결로를 방지한 효과가 있다.

또한, 이러한 유리의 결로 방지 효과는 결로에 의한 창호 하부 벽체에 곰팡이 발생 문제를 방지하여 유리를 깨끗하고 영구적으로 사용할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 결로의 방지로 인해 외부에 대한 시인성을 향상시켜 준다.

또한, 유리의 표면 온도가 이슬점보다 낮은 경우에만 시스템이 가동되어, 일정 온도를 유지하는 종래의 시스템에 비해 전력 소비를 탁월하게 감소시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 개략도이다.

본 발명인 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템(20)은, 실내를 실외로부터 분리시켜 주며, 일반 유리(211) 및 발열 유리(212)를 포함하여 구성되는 발열 유리부(21)와, 실내 측 발열 유리에 설치되어 유리 표면의 온도를 감지하는 유리 표면 온도 감지부(22)와, 유리 표면 온도와 실내 이슬점을 비교하여 발열 유리부의 열 발생을 제어하는 제어부(23)와, 시스템의 작동을 위하여 발열 유리 시스템에 전원을 공급하는 전원부(24)를 포함하여 구성되어 있다.

발열 유리부(21)는 실내와 실외를 구분하는 구성으로, 일반 유리(211)와 발열 유리(212)를 포함하여 구성되어 있으며 전력의 인가에 따라 발열유리에 열이 발생되어 결로의 발생을 방지하여 주는 부분으로서, 상세한 구조는 도 2를 참고하여 하기에서 상세하게 설명하도록 한다.

실내 측 발열유리 표면에 설치되어 유리 표면의 온도를 감지하는 유리 표면 온도 감지부(22)는 온도센서를 사용하여 발열 유리 표면의 온도 변화를 감지하는 기능을 한다. 본 발명에서 사용되는 온도 센서는 현재까지 개발된 모든 종류의 온도 센서 중에서 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 온도 센서에 의해 감지된 유리 표면 온도는 하기에서 설명할 제어부(23) 중 발열 유리 제어 구동기(234)에 입력된다.

제어부(23)는 유리 표면 온도와 실내의 이슬점을 비교하여 발열 유리의 열 발생을 제어하는 부분이다. 유리 표면 온도 감지부(22)에서 감지된 온도와, 제어부(23)의 주변 환경 감지기(233)에서 측정된 실내의 온도 및 상대 습도를 바탕으로 계산된 이슬점을 비교하여 유리 표면의 온도가 이슬점보다 낮거나 같은 경우 발열 유리에 열을 발생하게 하여, 결로의 발생을 미연에 방지한다. 제어부(23)에 대한 상세한 설명은 도3을 참고하여 하기에서 상세하게 설명하도록 한다.

전원부(24)는 본 발명인 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 구현이 가능하도록, 발열 유리부(21)에 전원을 공급하여 발열 유리에 열을 발생시키고, 유리표면 온도 감지부(22)의 온도 센서가 작동 가능하도록 하며, 제어부(23)에 전원을 공급하여 시스템의 제어가 가능하도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 전원부(24)는 전지와 같은 직류 전원, 일반 전력 망에서 공급하는 교류 전원을 포함하여 전원을 공급할 수 있는 모든 종류의 전력 공급원 중에서 선택하여 사용하는 것이 가능하다.

도 2는 발열 유리부의 측면의 단면을 나타낸 도면이다. 발열 유리부(21)는 일반 유리(211)와 발열 유리(212)를 포함하여 구성된다.

일반 유리(211)는 판 형태인 판유리를 사용하며, 유리 표면에 금속 또는 금속 산화물을 얇게 코팅한 것으로 열의 이동을 최소화 시켜주는 에너지 절약형 유리인 로이 유리를 사용하는 것이 가능하다.

발열유리(212)는 보통의 투명 전도성 코팅 유리를 사용하며, FTO(Fluorine -doped Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide)을 포함한 여러 가지 금속 산화물이 코팅된 전도성 유리 중 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 발열유리(212)에는 전기를 인가하여 열을 발생시키는 전극이 형성되어 있다.

전극(213)은 Ag Paste를 발열 유리 양단에 도포하는 전도성 Bus Bar 일 수 있다. 전도성 Bus Bar 형태의 전극이 형성되어 있는 경우 전원선을 Bus Bar에 납땜하여 연결시키며, 전원선을 통해 전원이 발열 유리에 인가된다. 또한 Bus Bar에 전원선을 납땜하여 연결시키는 방법 이외에 Bus Bar에 클립형태의 전도성 전극을 연결하여 발열 유리에 전원을 인가할 수도 있다. 특히 이런 클립 형태의 전극연결방법은 Ag Paste가 형성되어 있지 않은 발열 유리 양 측면 전체를 감싸 안은 형태로 장착하여 전원을 발열유리에 인가하는 형태로 사용하는 것이 가능하다.

발열 유리부(21)는 발열 유리(212)와 일반 유리(211)를 포함하여 일반적인 복층 유리의 제조 방법에 따라 생산하는 것이 가능하며, 특히 발열 유리와 일반 유리 사이를 TPS 간봉과 2차 실링제를 이용하여 연결하는 것을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템을 구성하는 제어부의 상세도이다.

발열 유리의 열 발생 유무를 제어하는 제어부(23)는 전원 입력기(231), 설정 입력기(232), 주변 환경 감지기(233), 발열 유리 제어 구동기(234), 및 시스템의 구동 상태를 표시하는 표시기(235)를 포함하여 구성된다.

전원 입력기(231)은 시스템의 전원부(24)로부터 전원을 공급받아 제어부(23)의 작동을 가능하게 하는 부분이다.

설정 입력기는(232)는 제어부(23)에 발열 유리 시스템의 모드를 설정하여 모드에 따라 시스템을 구동하게 하는 역할을 하는 것이 가능하다. 사용자의 선택에 따라 발열 유리 시스템의 모드를 자동 모드로 설정하면, 본 발명과 같이 발열 유리 표면의 온도와 실내의 이슬점을 비교하여 발열 유리 표면의 온도가 이슬점보다 낮거나 같을 경우 발열 유리에 열을 발생시켜 결로를 방지한다. 설정 입력기(232)에 사용자가 수동모드를 설정한 후, 사용자가 원하는 발열 유리 표면 온도를 입력하여 종래의 기술과 같이 발열 유리 표면의 온도를 설정 입력기에 사용자가 입력한 설정 온도로 일정하게 유지시킬 수 있다. 결론적으로 제어부(23)의 설정 입력기(232)에는 작동 모드 선택이 가능하고, 특히 수동 모드의 경우 발열 유리의 유지 온도 설정까지 가능하다고 하겠다.

주변 환경 감지기(233)은 제어부(23)가 설치된 실내의 온도와 상대 습도를 감지하는 역할을 수행한다. 온도와 습도를 감지는 온도 센서와 습도 선세를 개별적으로 설치하거나, 또는 이들이 일체된 온습도센서를 이용하는 것이 가능하다. 실내의 온도를 측정하는 온도 센서, 공기 중의 수증기의 양을 감지하는 습도 센서 및 이들의 기능이 결합한 온습도 센서는 일반적인 것 중에서 선택하여 사용하는 것이 가능하다.

발열 유리 제어 구동기(234)는 설정 입력기(232)에 사용자가 발열 유리 시스템(20)을 자동모드로 설정했을 경우, 상기의 주변 환경 감지기(233)에서 측정된 실내의 온도와 상대 습도를 입력 받아 이슬점을 계산하고 이를 유리 표면 온도 감지부(22)에서 감지된 발열 유리의 표면 온도와 비교하여 발열 유리의 표면 온도가 이슬점과 같거나 낮을 경우에 발열 유리부에 전력을 공급하여 발열 유리에 열을 발생하게 하는 역할을 수행한다. 사용자가 발열 유리 시스템을 수동 모드로 설정하였을 경우에는, 측정되는 발열 유리의 표면 온도와 사용자의 설정 온도를 비교하여, 사용자가 설정해 놓은 발열 유리 표면 온도가 일정하게 유지되도록 발열 유리의 열을 발생을 조절하는 역할을 수행한다.

결로 방지를 위한 발열 유리 시스템(20)의 구동 여부를 표시하는 표시기(235)는 제어부(23)의 표면에 설치되어 시스템의 구동 여부와 함께, 시스템이 현재 자동 모드 인지 수동 모드인지 표시해 줄 수 있으며, 수동 모드일 경우 사용자가 설정해 놓은 발열 유리 표면의 온도를 나타낼 수 있는 디스플레이형태이다. 또한 표시기(235)에는 발열 유리가 현재 가열되고 있는 지 나타내는 것을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명인 발열 유리 시스템의 전체적인 외관상의 모습을 나타낸 것이다.

제어부(23)는 실내에 설치되어 외부 전원과 연결되며, 또한 발열 유리부(21) 및 유리 표면 온도 감지부(22)와 연결된다. 제어부(23)는 실내의 온도 및 상대 습도를 감지할 수 있는 주변 환경 감지기(233)를 포함하고 있으며, 도면 상에 도시 하지 않았지만, 시스템의 구동상태를 사용자의 시각을 통해 확인할 수 있는 표시기(235), 시스템 모드를 설정할 수 있는 설정입력기(232)가 포함될 수 있다.

발열 유리부(21)은 실외 측 유리를 구성하는 일반 유리(211)와 실내 측 유리를 구성하며 일반 유리 측으로 전도성 유리 코팅면이 형성된 발열 유리(212)를 포함하여 구성된다. 외부 전원은 발열 유리부(21)의 전극(213)을 통해 공급된다. 일반 유리(211)와 발열 유리(212)사이의 공간은 TPS간봉 및 2차 실링제가 채워져 구성될 수 있다.

유리 표면 온도 감지부(22)는 발열 유리의 실내 측 표면에 부착되어, 유리 표면의 온도는 센싱하여, 감지한 값은 제어부(23)로 송신한다.

주변 환경 감지기(233)와 유리 표면 온도 감지부(22)에서 감지되는 실내의 온도 및 상대습도, 발열 유리 표면의 온도를 바탕으로 하여 결로를 방지하는 발열 유리 시스템이 구동한다.

도 5는 본 발명의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 제어방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

도 5는 특히 자동 모드에서의 시스템의 제어방법의 흐름도를 나타낸 것이다. 먼저 제어부(23)의 주변 환경 감지기(233)에서 실내의 온도와 상대습도를 감지하고, 동시에 유리 표면 온도 감지부(22)에서 발열 유리의 표면 온도를 감지하 게 된다(S11). S11 단계에서 감지된 실내온도 및 실내의 상대습도를 이용하여 결로가 생기는 이슬점을 발열 유리 제어 구동부(254)에서 계산한다(S12). 이렇게 계산된 이슬점은 발열 유리 제어 구동부(254)에서 유리 표면 온도 감지부(22)에서 감지된 발열 유리 표면 온도와 비교 단계를 거치게 되는데(S13), 비교 결과 유리 표면의 온도가 이슬점의 온도보다 낮거나 같은 경우에는 발열 유리를 가열하게 되며(S14), 표면의 온도가 이슬점의 온도보다 높은 경우에는 발열 유리를 가열하지 않고, 다시 S11의 단계로 돌아간다. 발열 유리가 가열되는 단계(S14)를 거친 후에는 다시 S11의 단계로 돌아간다. 결국 표면 유리 온도가 이슬점의 온도를 비교한 후(S13), 발열 유리를 가열하거나, 가열 하지 않거나, 모두 처음 단계(S11)로 돌아가는 순환 구조를 가져, 지속적으로 발열 유리의 표면온도와, 실내온도 및 습도를 감지하여 유리의 결로를 방지하게 된다.

도 6는 수동모드에서의 결로 방지 발열 유리 시스템의 제어방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

수동 모드에서는 발열 유리의 표면온도를 감지(S21) 한 후, 사용자가 설정해 놓은 발열 유리 표면 온도와 비교(S22)하여 감지된 발열 유리의 표면 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우에는 발열 유리를 가열(S23)시킨다. 수동 모드에서도 감지된 발열 유리의 표면 온도가 설정된 온도보다 낮아 발열 유리를 가열 시키거나, 발열 유리를 가열 시키지 않는 경우에도, 발열 유리 표면 온도를 감지하는 단계(S21)로 돌아가, 지속적으로 시스템을 유지시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 개략도이다.

도 2는 발열유리부의 측면의 단면 구조도이다.

도 3은 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템 중 제어부에 대한 상세도이다.

도 5는 자동 모드에서의 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도 이다.

도 6은 수동모드에서의 결로 방지 발열 유리 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20: 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템

21: 발열 유리부

22: 유리 표면 온도 감지부

23: 제어부

24: 전원부

Claims

일반 유리 및 발열 유리를 포함하여 구성되는 발열 유리부;

실내 측 상기 발열 유리에 설치되어 상기 발열 유리의 표면 온도를 감지하는 유리 표면 온도 감지부;

실내 온도 및 실내의 상대 습도를 감지하는 주변 환경 감지기와, 실내 온도 및 실내의 상대 습도를 바탕으로 계산된 이슬점 온도와 상기 발열 유리의 표면 온도와 비교하여 상기 발열 유리의 구동을 제어하는 발열 유리 제어 구동기와, 상기 발열 유리 온도 및 자동/수동 모드를 설정하는 설정 입력기와, 구동상태를 표시하는 표시기를 갖는 제어부; 및

전원을 공급하는 전원부; 를 포함하되,

상기 제어부에서 실내의 온도 및 상대습도를 측정하여 계산된 이슬점보다 상기 유리 표면 온도 감지기에서 감지된 상기 발열 유리의 표면 온도가 같거나 낮을 경우에 상기 발열 유리를 가열시키는 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템.
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실내 온도 및 실내의 상대 습도를 감지하며 동시에 발열 유리의 표면 온도를 감지하는 1단계;

실내 온도 및 실내의 상대 습도를 바탕으로 이슬점을 계산하는 2단계;

상기 발열 유리의 표면 온도와 이슬점의 온도를 비교하는 3단계;

상기 3단계의 비교 결과에 따라 1단계로 돌아가거나 상기 발열 유리를 가열하는 4단계; 를 포함하되,

상기 4단계에서는 상기 발열 유리의 표면 온도가 이슬점의 온도 이하일 경우에 상기 발열 유리를 가열하며, 상기 발열 유리의 표면 온도가 이슬점의 온도를 초과하는 경우에는 상기 1단계로 돌아가는 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 발열 유리 시스템의 제어 방법.
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