CC BY
45
The control system of electrically heated glass
1 2
Zhalel B. , Bayanbay N. (Russian Federation),
Orazkanov B. (Республика Казахстан)
Система управления электрообогреваемого стекла Жалел Б. , Баянбай Н. А. (Российская Федерация),
3
Оразканов Б. Б. (Republic of Kazakhstan)
1 Жалел Бауыржан / Zhalel Bauyrzhan - магистрант;
2Баянбай Нурлан Амангельдыулы /Bayanbay Nurlan - магистрант, кафедра систем управления и информатики,
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация;
3Оразканов Бакытжан Багдатович / Orazkanov Bakytzhan - студент, кафедра автоматизации и управления,
Семипалатинский государственный университет им. Шакарима, г. Семипалатинск, Республика Казахстан
Аннотация: в этой статье электрообогреваемое стекло рассматривается как часть стеклопакета с функцией электрообогрева, в котором тепло вырабатывается в металлическом покрытии и направлено в помещение. А также рассматриваются вопросы систем управления тепловым режимом электрообогреваемого стекла и связанные с этим перспективы развития. Описана структура электрообогреваемого стекла и приведены отличительные черты данного продукта.
Abstract: in this article the electrically heated glass is considered as part of a double-glazed window with function of an electrical heating in which heat is developed in a metal covering and it directed to the room. And also questions of management systems by the thermal mode of the electrically heated glasses and the development prospects connected with it are considered. The structure of the electrically heated glass is described and distinctive features of this product are given.
Ключевые слова: электрообогреваемое стекло, нагревательные элементы, энергосбережение, устранение эффекта холодного окна, антиобледенение.
Keywords: electro-warmed glass, heating elements, energy saving, elimination of effect of cold window, anti-ice accretion.
Сейчас в современном мире проблемы энергосбережения актуальны как никогда. Причина в том, что все природные ресурсы и источники энергии постепенно уменьшаются. С проблемами такого рода сталкиваются все государства в мире, и ученые стали разрабатывать новые планы касательно проблем энергосбережения в зимний период.
Экономия тепловой энергии, в конечном счете, является наиболее перспективной сферой энегросбережения. О новых разработках и методиках, направленных на повышение энергоэффективности и устранение дефектов строительных конструкций, пишут в своих работах многие инженеры и ученые. Рассматриваются вопросы нормирования и снижения энергопотребления зданий, приводится опыт строительства зданий с большой площадью светопрозрачных конструкций, а также анализируются теплотехнические качества различных светопрозрачных конструкций [1, с. 9].
Например, если взять жилые дома в зимний период, то по статистике большая часть потерь тепла происходит именно через окна. В цифрах около 40 % - почти половина потери тепла - что уже ненормально. Поэтому некоторые ученые предлагали в качестве решения стекло с обогревом, и это оправдывается.
Электрообогреваемое стекло и окна — это сравнительно новые продукты, позволяющие разрешить многие проблемы, возникающие в процессе проектирования зданий и транспортных средств.
Идея стекла с электрообогревом базируется на использовании энергосберегающего низкоэмиссионного стекла, представляющего собой обычное силикатное стекло со специальным покрытием из оксидов металлов [2].
ОБЫЧНЫЙ СТЕКЛОПАКЕТ
РОСА
-20"С Х/ 5"С
температура температура
воздуха стекла
•улица — ^20°С
'температура
воздуха в помещении
-45"С -4’С
температура температура,
воздуха стекла
\ НАЛЕДЬ
СТЕКЛОПАКЕТ С ЭЛЕКТРОНАГРЕВОМ
ТЕПЛО
-20’С О О
температура температура
воздуха стекла
го О о
yflMWlf—— — температура
воздуха в помещении
■45'С Ф 20"С
температура Г температура
воздуха стекла
ТЕПЛО
|5ч Л алокгррмзгрер 11 "
Рис. 1. Сравнительная схема стеклопакетов
Стекло с электрообогревом устраняет неудобства и недостатки, вызванные низкими теплоизоляционными свойствами силикатного стекла. При нагреве поверхности стекла исчезает эффект «холодного окна», предотвращается конденсация влаги, снимается наледь и снежный покров, компенсируются теплопотери окна, тем самым создавая атмосферу комфорта в помещении.
Температура нагрева изделия и время включения зависят от температуры воздуха и времени года. Стеклопакет с электронагревом может являться дополнительным источником тепла, который может заменить теплый пол и даже батарею в случае утепления балкона или лоджии. Его можно регулировать не только вручную, но и при помощи автоматики [3].
В последнее время ключом успеха в энергосбережении и экономии стала автоматизация систем управления. Здесь тоже без этого не обойтись, поэтому многие разработчики стараются максимально уменьшить затраты, используя при остеклении электрообогреваемое стекло, которое управляется с помощью САУ. Итак, минимальный набор комплектующих для управления электрообогревом стекла: контроллер, УЗО, контактор. Все эти элементы выбираются в соответствии с проектом и схемами подключения (см. рисунок 2).
Рис. 2. Схема подключения ЭО стекла
Общий принцип работы ЭО стекла основан на эффекте выделения теплоты электрическим током при протекании через проводник (Закон Джоуля-Ленца). В качестве проводника-нагревателя в ЭО стекле используется электропроводящий слой поверхности К-стекла.
Электропитание стеклопакетов с электронагревом осуществляется от сети переменного тока напряжением 110, 220, 380 В, частотой 50 Гц с заземлением через вторичные симисторные источники электропитания с системой автоматической регулировки температуры и влажности.
Потребляемая мощность от сети переменного тока — от 50 до 700 Вт/кв. м в зависимости от решаемых задач и коэффициента использования.
Конструкция стеклопакета - зэлектропроводящее стекло закалено, электропроводящий слой нанесен на внутреннюю поверхность стекла в стеклопакете, электропроводящий слой не доходит до края стекла на
расстояние не менее 5 мм, в качестве межстекольной рейки используется ПВХ-рейка, для второго уровня герметизации стеклопакета используется герметик с отличными электроизоляционными свойствами.
Обязательной является установка устройства защитного отключения УЗО в системе электропитания. В системе вторичного симисторного электропитания с электронным термостатом предусмотрено автоматическое отключение при нарушении цепи электропитания.
Кроме того, стеклопакеты с злектронагревом могут применяться в системах охранной сигнализации, полностью защищая периметр светопрозрачных конструкций без стандартных датчиков. Предлагаемая система совместима со всеми контроллерами современных систем сигнализации и видеонаблюдения. Система видеонаблюдения в инфракрасном диапазоне позволяет обойтись без приобретения ИК-прожекторов.
В заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что актуальность данного продукта в экономии и энергосбережении. К основным способам повышения энегросбережения относится увеличение количества камер, замена стекол на более технологичные, улучшение качества монтажа. Однако наиболее перспективным является применение современных электрообогреваемых стёкол и стеклопакетов.
Литература
1. Горшков А. С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 1. С. 9-13.
2. [Электронный ресурс]. Толковый словарь Академик: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1412831.
3. [Электронный ресурс]: http://www.tybet.ru/content/articles/index.php. (Дата обращения 14.11.2014).
