论文部分内容阅读
摘要在寒冷的冬天,玻璃上经常出现结霜现象,严重影响了人们的正常行车、营业、工作和生活。本文介绍的是一种电加热中空玻璃,这种玻璃能够保证即使在低温的环境中,玻璃内外表面也不会出现结雾、结霜现象。
关键词中空玻璃 自动电加热装置 结霜
中图分类号:TQ171文献标识码:A
现在户外玻璃在寒冷的冬天,尤其北方地区使用时,经常要挂上一层霜,挡住了人们的视线,如果是汽车前挡风玻璃结霜,严重影响司机的视线,为此,司机若出去除霜雾,不仅劳累而且存在着严重的安全隐患;如果是商店宾馆橱窗、交通岗玻璃结霜等也会影响人们的正常营业、生活。现在中空玻璃和温控方面的技术已经成熟,把它们很好的结合起来就是电热中空玻璃。
1 中空玻璃的发展现状
中空玻璃经过一个多世纪的发展特别是上世纪50年代中空玻璃获得了大量的应用和发展,尤其上世纪七十年代发生石油危机以后,西方各发达国家认识到了能源的紧张,节能成为一项长期的目标。在我国能源的发展速度远远落后于经济的发展速度,外墙的能耗提高建筑门窗和外墙的隔热性、气密性是我们面临的紧迫问题,这就为中空玻璃产品的开发和推广应用提供了政策基础。
随着中空玻璃市场需求的增加,从60年代至今,国内已建立200余条中空玻璃生产线,其中引进国外生产线70条,全国总生产能力约1200万平方米。中空玻璃配套用关键密封胶等材料90年代前大多靠进口,随着国内市场对中空玻璃需求的上升,使中空玻璃生产机组及配套用密封材料(有机硅、聚硫密封剂及硅酮密封剂)的研制和生产均向国产化方向顺利进展,有了长足进步,人们掌握的技术已经非常成熟了。
电阻丝、单片机、继电器等组成的自动电加热装置早已经在很多领域有所运用,目前市场上还没有把它们已经应用在不同领域的产品组合在一起,我们根据实际的需要对已有的技术进行新的改进,不仅解决了实际的问题,而且解决了事关百姓安全的难题,前景必会非常广阔。
2 电加热中空玻璃的结构
中空玻璃是现有的中空玻璃。玻璃内部是去氧的干燥空气(确保电阻丝不被氧化),也可以充入惰性气体,因为在中空玻璃中充填惰性气体,可增加中空玻璃的热阻值,防霜效果会更显著;加热电阻丝可以布置在相对的两边(也可一侧、三侧或是四侧等,可根据实际情况进行布置);装置的电源可以是市电,也可以是移动电源,根据具体应用的环境来确定,没有局限性。
自动电加热装置是通过温度传感器感应工作环境的温度,然后把信号传给单片机;中空部分也同样有温度传感器,达到一定温度范围后,再把信号传给单片机。通过单片机的处理后发出信号,并通过三极管把信号放大,来控制继电器的开合,通过继电器的开与合实现加热电阻丝的工作与否,这样就实现了对中空部分气体温度的控制。
3 对比
3.1 单层玻璃与中空玻璃对比
玻璃是热的良导体,其导热系数为0.80w/(m·K)左右,所以单层玻璃的热阻很小。为了增加热阻,有效的方法就是再加上一层玻璃,在玻璃之间有空气隔开。空气的保温性能比玻璃好得多,而且空气层还是长波辐射交换的热服,但当空气层太强即在5—8mm以下时,间层厚度越小,其传热系数就越大.适当增加空气居厚度,能够加大热阻。但问层厚度加大至12mm以上时,就起不了多少作用。
3.2 中空玻璃与单层玻璃的数据分析
常温情况下,玻璃在300K(26.85℃)左右时,导热系数为0.65—0.71 W/(㎡·K),空气在250—300K(-24.15—26.85℃)左右时,空气的导热系数在0.028—0.0259 W/(㎡·K),由传热学公式Q=·△t/,导热系数越低则说明在相同情况下传导的热量越小,从上述数据可以看出,玻璃的导热系数大,单层玻璃很容易导热,而中空玻璃内有空气,空气的导热系数小,因此中空玻璃的传导系数比单层玻璃小得多,对玻璃的结霜有一定的抑制作用,但如果环境温度过于低时,这种玻璃就不太理想了,而电加热中空玻璃可以进一步的改善这种现象。进而也就改善了玻璃易结霜的现象。
4 设计原理
玻璃结霜的根本原因是因为环境中有一定的湿度,再加上玻璃所存在的环境温度低,这样就形成了结霜的现象。电加热中空玻璃的设计原理是从玻璃结霜的原因入手的,采用中空结构,而中空部分是脱氧的干燥空气,这样,脱氧的干燥空气不会氧化加热电阻丝,并且,即使环境的湿度过大,外侧玻璃的内部也不会因为低温而产生结霜得现象;中空玻璃的周围有加热电阻丝,再加上自动电加热装置,这样就保证了对玻璃温度的控制,进而保证了玻璃在恶劣的环境中不会结霜。
5 市场分析及前景预算
5.1 成本方面
制造成本方面:因为中空玻璃技术已经成熟,所以在中空玻璃方面不会使成本增加;也是一样,电阻器和单片机等元件技术成熟而且价格便宜。所以整体的制造成本不会增加太多。运行成本方面:电阻器和单片机等元件工作时耗电量很低,不管是用市电还是用移动电源,都不会产生太大的额外资金投入,所以在运行成本上不会增加太多。所以整体来看,比起中空玻璃,购买使用电加热中空玻璃不会增加太多的资金;但是,电加热中空玻璃完全拥有中空玻璃的全部优良性能,且它的防霜性能在中空玻璃的基础上大大提高。从经济的角度来讲,电加热中空玻璃的价格可以让大多数商家接受,从作用与性能来讲,电加热中空玻璃远远超过了中空玻璃,所以会更瘦消费者的青睐。
5.2 玻璃行业的数据分析
改革开放初期,1978年中国平板玻璃总产量仅有1784万箱。中国玻璃工业的跨越式发展,是在改革开放后30年里实现的。这30年的历史进程,推动和见证了中国玻璃工业所发生的翻天覆地的巨大变化。中国的玻璃工业已经从过去几乎是一张白纸发展成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国。2007年1-11月,中国玻璃及玻璃制品制造行业实现累计工业总产值227,967,168千元,比上年同期增长了33.05%;实现累计产品销售收入219,917,310千元,比上年同期增长了32.83%;实现累计利润总额15,633,248千元,比上年同期增长了90.33%。2008年1-11月,中国玻璃及玻璃制品制造行业实现累计工业总产值292,810,612千元,比上年同期增长了28.27%;实现主营业务收入276,474,843千元,比上年同期增长了24.94%;实现累计利润总额15,617,237千元,比上年同期增长了0.22%。
改革开放30年来,中国玻璃工业的工艺技术和装备水平取得了革命性突破,创造发明了具有中国特色和自主知识产权的浮法玻璃生产工艺;产业结构不断优化,玻璃工业的技术结构、规模结构和产品结构都发生了质的飞跃;生产规模、产品品种质量等方面都取得了突飞猛进的发展。
6 结语
在当今社会,随着人们生活水平的提高,享受已是人人的欲望,电加热中空玻璃作为高效节能材料还未被使用。把加热型中空玻璃很好的开发出来,运用到汽车上,再也不必受水汽的干扰;司机再也不用将自己旁边的车窗打开一个缝隙,让寒冷的空气吹进来;我们更可以在冬天坐在车内清晰的看到外面的风景了。在其他行业如铁路运输、制冷行业的中空玻璃用量也逐渐增大,如果以电加热中空玻璃取代中空玻璃,不仅提高了人们享受生活水平的质量,更重要的是更能给人们的出行带来安全,大大地减少了交通事故的发生,更减少了人们因此而带来的巨大痛苦,让人们更好的享受生活。也更会带来更好的经济效益。
参考文献
[1]中空玻璃的性能及市场状况.中国建材网,2006-10.
[2]朱洪祥,王连起.中空玻璃的生产与选用.山东大学出版社,2006.10.
[3]杨世铭,陶文铨.传热学(第四版).高等教育出版社,2006.8.
[4]曾凡亮,王记俊等.汽车防霜玻璃.科协论坛,2010(2).
[5]玻璃论坛.玻璃分类.2005-07-18.
[6]杨宾峰.PTC热敏电阻的特点及应用刘慕园.河南职业技术师范学院学报.2002(1).
[7]赵建领,薛园园.51单片机开发与应用技术详解.电子工业出版社,2009.1.
[8]马云峰.世界电子元器件.数字温度传感器DS18B20的原理与应用,2002.1.
[9]2010-2015年中国玻璃行业投资分析及前景预测报告.中投顾问,2010.1.
关键词中空玻璃 自动电加热装置 结霜
中图分类号:TQ171文献标识码:A
现在户外玻璃在寒冷的冬天,尤其北方地区使用时,经常要挂上一层霜,挡住了人们的视线,如果是汽车前挡风玻璃结霜,严重影响司机的视线,为此,司机若出去除霜雾,不仅劳累而且存在着严重的安全隐患;如果是商店宾馆橱窗、交通岗玻璃结霜等也会影响人们的正常营业、生活。现在中空玻璃和温控方面的技术已经成熟,把它们很好的结合起来就是电热中空玻璃。
1 中空玻璃的发展现状
中空玻璃经过一个多世纪的发展特别是上世纪50年代中空玻璃获得了大量的应用和发展,尤其上世纪七十年代发生石油危机以后,西方各发达国家认识到了能源的紧张,节能成为一项长期的目标。在我国能源的发展速度远远落后于经济的发展速度,外墙的能耗提高建筑门窗和外墙的隔热性、气密性是我们面临的紧迫问题,这就为中空玻璃产品的开发和推广应用提供了政策基础。
随着中空玻璃市场需求的增加,从60年代至今,国内已建立200余条中空玻璃生产线,其中引进国外生产线70条,全国总生产能力约1200万平方米。中空玻璃配套用关键密封胶等材料90年代前大多靠进口,随着国内市场对中空玻璃需求的上升,使中空玻璃生产机组及配套用密封材料(有机硅、聚硫密封剂及硅酮密封剂)的研制和生产均向国产化方向顺利进展,有了长足进步,人们掌握的技术已经非常成熟了。
电阻丝、单片机、继电器等组成的自动电加热装置早已经在很多领域有所运用,目前市场上还没有把它们已经应用在不同领域的产品组合在一起,我们根据实际的需要对已有的技术进行新的改进,不仅解决了实际的问题,而且解决了事关百姓安全的难题,前景必会非常广阔。
2 电加热中空玻璃的结构
中空玻璃是现有的中空玻璃。玻璃内部是去氧的干燥空气(确保电阻丝不被氧化),也可以充入惰性气体,因为在中空玻璃中充填惰性气体,可增加中空玻璃的热阻值,防霜效果会更显著;加热电阻丝可以布置在相对的两边(也可一侧、三侧或是四侧等,可根据实际情况进行布置);装置的电源可以是市电,也可以是移动电源,根据具体应用的环境来确定,没有局限性。
自动电加热装置是通过温度传感器感应工作环境的温度,然后把信号传给单片机;中空部分也同样有温度传感器,达到一定温度范围后,再把信号传给单片机。通过单片机的处理后发出信号,并通过三极管把信号放大,来控制继电器的开合,通过继电器的开与合实现加热电阻丝的工作与否,这样就实现了对中空部分气体温度的控制。
3 对比
3.1 单层玻璃与中空玻璃对比
玻璃是热的良导体,其导热系数为0.80w/(m·K)左右,所以单层玻璃的热阻很小。为了增加热阻,有效的方法就是再加上一层玻璃,在玻璃之间有空气隔开。空气的保温性能比玻璃好得多,而且空气层还是长波辐射交换的热服,但当空气层太强即在5—8mm以下时,间层厚度越小,其传热系数就越大.适当增加空气居厚度,能够加大热阻。但问层厚度加大至12mm以上时,就起不了多少作用。
3.2 中空玻璃与单层玻璃的数据分析
常温情况下,玻璃在300K(26.85℃)左右时,导热系数为0.65—0.71 W/(㎡·K),空气在250—300K(-24.15—26.85℃)左右时,空气的导热系数在0.028—0.0259 W/(㎡·K),由传热学公式Q=·△t/,导热系数越低则说明在相同情况下传导的热量越小,从上述数据可以看出,玻璃的导热系数大,单层玻璃很容易导热,而中空玻璃内有空气,空气的导热系数小,因此中空玻璃的传导系数比单层玻璃小得多,对玻璃的结霜有一定的抑制作用,但如果环境温度过于低时,这种玻璃就不太理想了,而电加热中空玻璃可以进一步的改善这种现象。进而也就改善了玻璃易结霜的现象。
4 设计原理
玻璃结霜的根本原因是因为环境中有一定的湿度,再加上玻璃所存在的环境温度低,这样就形成了结霜的现象。电加热中空玻璃的设计原理是从玻璃结霜的原因入手的,采用中空结构,而中空部分是脱氧的干燥空气,这样,脱氧的干燥空气不会氧化加热电阻丝,并且,即使环境的湿度过大,外侧玻璃的内部也不会因为低温而产生结霜得现象;中空玻璃的周围有加热电阻丝,再加上自动电加热装置,这样就保证了对玻璃温度的控制,进而保证了玻璃在恶劣的环境中不会结霜。
5 市场分析及前景预算
5.1 成本方面
制造成本方面:因为中空玻璃技术已经成熟,所以在中空玻璃方面不会使成本增加;也是一样,电阻器和单片机等元件技术成熟而且价格便宜。所以整体的制造成本不会增加太多。运行成本方面:电阻器和单片机等元件工作时耗电量很低,不管是用市电还是用移动电源,都不会产生太大的额外资金投入,所以在运行成本上不会增加太多。所以整体来看,比起中空玻璃,购买使用电加热中空玻璃不会增加太多的资金;但是,电加热中空玻璃完全拥有中空玻璃的全部优良性能,且它的防霜性能在中空玻璃的基础上大大提高。从经济的角度来讲,电加热中空玻璃的价格可以让大多数商家接受,从作用与性能来讲,电加热中空玻璃远远超过了中空玻璃,所以会更瘦消费者的青睐。
5.2 玻璃行业的数据分析
改革开放初期,1978年中国平板玻璃总产量仅有1784万箱。中国玻璃工业的跨越式发展,是在改革开放后30年里实现的。这30年的历史进程,推动和见证了中国玻璃工业所发生的翻天覆地的巨大变化。中国的玻璃工业已经从过去几乎是一张白纸发展成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国。2007年1-11月,中国玻璃及玻璃制品制造行业实现累计工业总产值227,967,168千元,比上年同期增长了33.05%;实现累计产品销售收入219,917,310千元,比上年同期增长了32.83%;实现累计利润总额15,633,248千元,比上年同期增长了90.33%。2008年1-11月,中国玻璃及玻璃制品制造行业实现累计工业总产值292,810,612千元,比上年同期增长了28.27%;实现主营业务收入276,474,843千元,比上年同期增长了24.94%;实现累计利润总额15,617,237千元,比上年同期增长了0.22%。
改革开放30年来,中国玻璃工业的工艺技术和装备水平取得了革命性突破,创造发明了具有中国特色和自主知识产权的浮法玻璃生产工艺;产业结构不断优化,玻璃工业的技术结构、规模结构和产品结构都发生了质的飞跃;生产规模、产品品种质量等方面都取得了突飞猛进的发展。
6 结语
在当今社会,随着人们生活水平的提高,享受已是人人的欲望,电加热中空玻璃作为高效节能材料还未被使用。把加热型中空玻璃很好的开发出来,运用到汽车上,再也不必受水汽的干扰;司机再也不用将自己旁边的车窗打开一个缝隙,让寒冷的空气吹进来;我们更可以在冬天坐在车内清晰的看到外面的风景了。在其他行业如铁路运输、制冷行业的中空玻璃用量也逐渐增大,如果以电加热中空玻璃取代中空玻璃,不仅提高了人们享受生活水平的质量,更重要的是更能给人们的出行带来安全,大大地减少了交通事故的发生,更减少了人们因此而带来的巨大痛苦,让人们更好的享受生活。也更会带来更好的经济效益。
参考文献
[1]中空玻璃的性能及市场状况.中国建材网,2006-10.
[2]朱洪祥,王连起.中空玻璃的生产与选用.山东大学出版社,2006.10.
[3]杨世铭,陶文铨.传热学(第四版).高等教育出版社,2006.8.
[4]曾凡亮,王记俊等.汽车防霜玻璃.科协论坛,2010(2).
[5]玻璃论坛.玻璃分类.2005-07-18.
[6]杨宾峰.PTC热敏电阻的特点及应用刘慕园.河南职业技术师范学院学报.2002(1).
[7]赵建领,薛园园.51单片机开发与应用技术详解.电子工业出版社,2009.1.
[8]马云峰.世界电子元器件.数字温度传感器DS18B20的原理与应用,2002.1.
[9]2010-2015年中国玻璃行业投资分析及前景预测报告.中投顾问,2010.1.