JP2013508112A - 結露防止のための発熱ガラスシステム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、室内を室外から分離させ、一般のガラス及び発熱ガラスを含んで構成される発熱ガラス部；室内側の発熱ガラスに設置されてガラス表面の温度を感知するガラス表面温度感知部；ガラス表面温度と室内の露点とを比較して発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部；及びシステムの作動のために発熱ガラスシステムに電源を供給する電源部；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムに関するものである。また、前記結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法に関するもので、室内温度及び室内の相対湿度を感知すると同時に、発熱ガラス表面の温度を感知する第１の段階；室内温度及び室内の相対湿度に基づいて露点を計算する第２の段階；発熱ガラス表面の温度と露点の温度とを比較する第３の段階；及び第３の段階の比較結果によって第１の段階に戻ったり、又は発熱ガラスを加熱する第４の段階；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラス制御方法に関するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、結露防止のための発熱ガラスシステム及びその制御方法に関するもので、発熱ガラスシステムの自動制御を用いて発熱ガラスの表面温度が室内の露点より低いか、又は発熱ガラスの表面温度が室内の露点と同一である場合は、発熱ガラスに電力を供給して熱を発生させ、そうでない場合は、発熱ガラスへの電力を遮断して熱を発生させないので、室内側のガラス表面に生じる結露の発生を効果的に防止し、不要な電力の消費を減少させる結露防止のための発熱ガラスシステム及びその制御方法に関するものである。

建物において、ガラス（ウィンドウ）は基本的な構成要素である。

過去は、冬季になると、設置されたガラスに室外の温度と室内の温度との差によって結露が生じるという問題があった。ガラスに発生した結露は、視認性を悪くするだけでなく、ガラスに生じた湿気が下部の壁体に影響を与え、壁体にカビを発生させるという問題をもたらした。

最近は、このような問題を解決するために、冬季の室内と室外の温度差による結露を防止し、視認性を確保する発熱ガラス分野の技術が活発に研究されており、このような技術を適用した製品が多く市販されている。

このような発熱ガラスシステムは、冬季に発熱ガラスの温度を一定温度以上に一貫して維持し、結露の生成を防止する方式を採択した。しかし、前記のような従来の発熱ガラスシステムは、室内温度と室内の相対湿度によって決定される露点以下に表面ガラスの温度が下がる場合のみに結露が生じるにもかかわらず、常に一定にガラス表面の温度を維持しなければならないという点で不要な電力消費が多かった。

本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、室内側の発熱ガラス表面に付着された発熱ガラス表面温度感知器がガラス表面の温度を測定し、室内では室内温度及び室内湿度を測定して露点を計算し、発熱ガラス表面の温度が露点以下である場合のみに発熱ガラスに電力を供給して結露の発生を防止するとともに、不要な電力の供給を最小化させる結露防止のための発熱ガラスシステムを提供することを目的とする。

また、本発明は、提供される結露防止のための発熱ガラスシステムを用いて結露防止のための発熱ガラス制御方法を提供することを目的とする。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムは、室内を室外から分離させ、一般のガラス及び発熱ガラスを含んで構成される発熱ガラス部；室内側の発熱ガラスに設置されてガラス表面の温度を感知するガラス表面温度感知部；ガラス表面温度と室内露点とを比較し、発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部；及びシステムの作動のために発熱ガラスシステムに電源を供給する電源部；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムである。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部は、制御部に電源を供給する電源入力器；室内温度及び室内の相対湿度を感知する周辺環境感知器；及び室内温度及び室内の相対湿度を用いて露点を計算し、これを発熱ガラス部の表面温度と比較して発熱ガラスの駆動を制御する発熱ガラス制御駆動器；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムである。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、発熱ガラス部の発熱有無を制御する制御部は、ユーザーの意思によって発熱ガラスの温度を一定に維持できるようにガラス温度を設定することが可能であり、発熱ガラスシステムの自動又は手動モードを設定できる設定入力器；をさらに含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムである。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、発熱ガラスシステムの駆動状態を表示する表示器をさらに含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムである。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、ガラス表面温度感知器で感知されたガラス表面の温度が、制御部で室内の温度及び相対湿度を測定して計算された露点と同一であるか、それより低い場合は発熱ガラスを加熱する結露防止のための発熱ガラスシステムである。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法は、室内温度及び室内の相対湿度を感知すると同時に、発熱ガラス表面の温度を感知する第１の段階；室内温度及び室内の相対湿度に基づいて露点を計算する第２の段階；発熱ガラス表面の温度と露点の温度とを比較する第３の段階；及び第３の段階の比較結果によって第１の段階に戻ったり、又は発熱ガラスを加熱する第４の段階；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法である。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法において、前記第４の段階は、ガラス表面温度が露点の温度以下である場合は発熱ガラスを加熱し、ガラス表面温度が露点の温度を超える場合は第１の段階に戻ることを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法である。

本発明に係る結露防止のための発熱ガラスシステム及びその制御方法は、発熱複層ガラスの室内側の表面ガラスに付着されているガラス表面温度感知器によって感知されるガラス表面温度が、室内温度及び相対湿度を測定して計算された露点と同一であるか、又は露点より低い場合、発熱ガラスに電力を供給し、結露を発生させない温度に自動制御してガラスの結露を防止するという効果がある。

また、このようなガラスの結露防止効果により、結露によってウィンドウの下部壁体にカビが発生する問題を防止し、ガラスをきれいにかつ永久的に使用できるとともに、結露の防止によって外部に対する視認性を向上させる。

また、ガラスの表面温度が露点より低い場合のみにシステムが稼動し、一定の温度を維持する従来のシステムに比べて電力消費を著しく減少させるという効果がある。

結露防止のための発熱ガラスシステムの概略図である。 発熱ガラス部の側面の断面構造図である。 発熱ガラスシステムの分離斜視図である。 結露防止のための発熱ガラスシステムのうち制御部に対する詳細図である。 本発明の発熱ガラスシステムの全体的な外観を示した図である。 自動モードでの結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法を示したフローチャートである。

以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付の図面を参考にして詳細に説明する。明細書全般にわたって類似した部分については同一の図面符号を付する。

図１は、本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムの概略図である。

本発明の結露防止のための発熱ガラスシステム２０は、室内と室外を分離させ、一般のガラス２１１及び発熱ガラス２１２を含んで構成される発熱ガラス部２１と、室内側の発熱ガラスに設置されてガラス表面の温度を感知するガラス表面温度感知部２２と、ガラス表面温度と室内露点とを比較して発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部２３と、システムの作動のために発熱ガラスシステムに電源を供給する電源部２４とを含んで構成されている。

発熱ガラス部２１は、室内と室外を区分する構成であって、一般のガラス２１１及び発熱ガラス２１２を含んで構成されており、電力の印加によって発熱ガラスに熱が発生し、発熱ガラス２１２の室内側の表面に発生しうる結露を防止する部分であって、その詳細な構造は、以下で図２を参考にして詳細に説明する。

室内側の発熱ガラス表面に設置されてガラス表面の温度を感知するガラス表面温度感知部２２は、温度センサーを使用して発熱ガラス表面の温度変化を感知する機能をする。本発明で使用される温度センサーは、現在まで開発されたあらゆる種類の温度センサーから選択して使用することができる。温度センサーによって感知されたガラス表面温度は、下記で説明する制御部２３のうち発熱ガラス制御駆動器２３４に入力される。

制御部２３は、ガラス表面温度と室内の露点とを比較して発熱ガラスの熱発生を制御する部分である。ガラス表面温度感知部２２で感知された温度と、制御部２３の周辺環境感知器２３３で測定された室内の温度及び相対湿度に基づいて計算された露点とを比較し、ガラス表面の温度が露点より低いか、同一である場合、発熱ガラスに熱を発生させ、結露の発生を未然に防止する。

露点は、圧力の他に温度と相対湿度によって決定される因子であって、様々な環境条件によって室内の温度及び相対湿度が変わる場合、これによって室内の露点も変わるようになる。

従来のように発熱ガラス温度を一定温度に設定（以下、設定温度）する場合、変化する室内の露点に対応できなくなり、設定温度が室内の露点より高い場合に電力の浪費をもたらす一方、設定温度が室内の露点より低い場合、結露防止という本来の目的を達成することが難しいという問題が発生する。

本発明は、前記のように室内の温度及び相対湿度を感知できる周辺環境感知器を含む制御部を通して室内の露点を計算することができ、変化する室内の露点に適宜対応することによって、不要な電力消費を減少させながらも結露発生を効率的に防止することができる。

制御部２３の構成については、以下で図４を参考にして詳細に説明する。

電源部２４は、本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムの具現を可能にするために、発熱ガラス部２１に電源を供給して発熱ガラスに熱を発生させ、ガラス表面温度感知部２２の温度センサーを作動可能にし、制御部２３に電源を供給してシステムの制御を可能にする役割をする。本発明の電源部２４は、電池などの直流電源、及び一般の電力網で供給する交流電源を含む、電源を供給できるあらゆる種類の電力供給源から選択して使用することができる。

図２は、発熱ガラス部の側面の断面を示した図で、図３は、発熱ガラスシステムの分離斜視図である。

前記図面を参照すると、発熱ガラス部２１は、一般のガラス２１１及び発熱ガラス２１２を含む。

ここで、一般のガラス２１１は室外側に配置され、発熱ガラス２１２は室内側に配置される。

一般のガラス２１１としては、板状である板ガラスを使用し、ガラス表面に金属又は金属酸化物を薄くコーティングしたものであって、熱の移動を最小化させるエネルギー節約型ガラスであるＬｏｗ―Ｅガラスを使用することができる。

発熱ガラス２１２としては、透明伝導性コーティングガラスを使用することができる。

前記透明伝導性コーティングガラスは、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ―ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を含む様々な金属酸化物がコーティングされた伝導性ガラスから選択して使用することができる。

前記のように発熱ガラス２１２として透明伝導性コーティングガラスを使用する場合、全体の面積に対する均一な発熱が可能であると同時に、透明性が保障され、視認性を確保することができる。

発熱ガラス２１２には、電気印加によって熱を発生させる電極を形成することができる。

電極２１３は、銀ペーストを発熱ガラスの両端に塗布する伝導性バスバーであってもよい。伝導性バスバー形態の電極が形成されている場合、電源線をバスバーにはんだ付けによって連結し、電源線を通して電源が発熱ガラスに印加される。また、バスバーに電源線をはんだ付けによって連結する方法の他に、バスバーにクリップ形態の伝導性電極を連結し、発熱ガラスに電源を印加することもできる。特に、このようなクリップ形態の電極連結方法は、銀ペーストが形成されていない発熱ガラスの両側面全体を取り囲む形態で装着し、電源を発熱ガラスに印加する形態で使用することができる。

発熱ガラス部２１は、発熱ガラス２１２及び一般のガラス２１１を含み、一般的な複層ガラスの製造方法によって生産が可能であり、特に、発熱ガラスと一般のガラスとの間をＴＰＳスペーサーと２次シーリング剤を用いて連結することを含むことができる。

図４は、本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムを構成する制御部の詳細図である。

発熱ガラスの熱発生有無を制御する制御部２３は、電源入力器２３１、設定入力器２３２、周辺環境感知器２３３、発熱ガラス制御駆動器２３４、及びシステムの駆動状態を表示する表示器２３５を含んで構成される。

電源入力器２３１は、システムの電源部２４から電源を受けて制御部２３の作動を可能にする部分である。

設定入力器は２３２は、制御部２３に発熱ガラスシステムのモードを設定し、モードによってシステムを駆動させる役割をすることができる。ユーザーの選択によって発熱ガラスシステムのモードを自動モードに設定すると、本発明のように発熱ガラス表面の温度と室内の露点とを比較し、発熱ガラス表面の温度が露点より低いか、同一である場合、発熱ガラスに熱を発生させて結露を防止する。設定入力器２３２にユーザーが手動モードを設定した後、ユーザーが所望の発熱ガラス表面温度を入力し、従来の技術のように発熱ガラス表面の温度を設定入力器にユーザーが入力した設定温度に一定に維持させることができる。結論的に、制御部２３の設定入力器２３２を通した作動モードの選択が可能であり、特に、手動モードの場合、発熱ガラスの維持温度設定まで可能である

周辺環境感知器２３３は、制御部２３が設置された室内の温度と相対湿度を感知する役割をする。温度と湿度を感知する温度センサーと湿度センサーを個別的に設置したり、又はこれらを一体化した温湿度センサーを用いることができる。室内の温度を測定する温度センサー、空気中の水蒸気の量を感知する湿度センサー及びこれらの機能を結合した温湿度センサーは、一般的なものから選択して使用することができる。

発熱ガラス制御駆動器２３４は、設定入力器２３２にユーザーが発熱ガラスシステム２０を自動モードに設定した場合、前記周辺環境感知器２３３で測定された室内の温度と相対湿度の入力を受けて露点を計算し、これをガラス表面温度感知部２２で感知された発熱ガラスの表面温度と比較して、発熱ガラスの表面温度が露点と同一であるか、又はそれより低い場合、発熱ガラス部に電力を供給し、発熱ガラスに熱を発生させる役割をする。また、発熱ガラス制御駆動器２３４は、ユーザーが発熱ガラスシステムを手動モードに設定した場合は、測定される発熱ガラスの表面温度とユーザーの設定温度とを比較し、ユーザーが設定しておいた発熱ガラス表面温度が一定に維持されるように発熱ガラスの熱発生を調節する役割をする。

結露防止のための発熱ガラスシステム２０の駆動可否を表示する表示器２３５は、制御部２３の表面に設置され、システムの駆動可否と共に、現在システムが自動モードであるか、それとも手動モードであるかを表示することができ、手動モードの場合、ユーザーが設定しておいた発熱ガラス表面の温度を示すことができるディスプレイ形態である。また、表示器２３５は、発熱ガラスが現在加熱されているかどうかを示すことができる。

図５は、本発明の発熱ガラスシステムの全体的な外観を示したものである。

制御部２３は、室内に設置されて外部電源と連結され、発熱ガラス部２１及びガラス表面温度感知部２２と連結される。制御部２３は、室内の温度及び相対湿度を感知できる周辺環境感知器２３３を含んでおり、図面に示していないが、システムの駆動状態をユーザーの視覚を通して確認できる表示器２３５と、システムモードを設定できる設定入力器２３２とを含むことができる。

発熱ガラス部２１は、室外側のガラスを構成する一般のガラス２１１と、室内側のガラスを構成し、一般のガラス側に伝導性ガラスコーティング面が形成された発熱ガラス２１２とを含んで構成される。外部電源は、発熱ガラス部２１の電極２１３を通して供給される。一般のガラス２１１と発熱ガラス２１２との間の空間は、ＴＰＳスペーサー及び２次シーリング剤を充填して構成することができる。

ガラス表面温度感知部２２は、発熱ガラスの室内側表面に付着され、ガラス表面の温度はセンシングし、感知した値は制御部２３に送信する。

周辺環境感知器２３３とガラス表面温度感知部２２で感知される室内の温度及び相対湿度、発熱ガラス表面の温度に基づいて結露を防止する発熱ガラスシステムが駆動する。

図６は、本発明の結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法を示したフローチャートである。

図６は、特に、自動モードでのシステムの制御方法を示したフローチャートである。まず、制御部２３の周辺環境感知器２３３で室内の温度と相対湿度を感知すると同時に、ガラス表面温度感知部２２で発熱ガラスの表面温度を感知する（Ｓ１１）。Ｓ１１段階で感知された室内温度及び室内の相対湿度を用いて結露が生じる露点を発熱ガラス制御駆動部２５４で計算する（Ｓ１２）。このように計算された露点は、発熱ガラス制御駆動部２５４で、ガラス表面温度感知部２２で感知された発熱ガラス表面温度と比較する段階を経るが（Ｓ１３）、比較の結果、ガラス表面の温度が露点の温度より低いか、同一である場合は発熱ガラスを加熱するようになり（Ｓ１４）、表面の温度が露点の温度より高い場合は発熱ガラスを加熱せず、再びＳ１１の段階に戻る。発熱ガラスが加熱される段階（Ｓ１４）を経た後は、再びＳ１１の段階に戻る。結局、表面ガラス温度と露点の温度とを比較した後（Ｓ１３）、発熱ガラスを加熱するか、発熱ガラスを加熱しないか、最初の段階（Ｓ１１）に戻る循環構造を有し、持続的に発熱ガラスの表面温度、室内温度及び湿度を感知してガラスの結露を防止する。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の多くの変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

２０：結露防止のための発熱ガラスシステム、２１：発熱ガラス部、２２：ガラス表面温度感知部、２３：制御部、２４：電源部

Claims (9)

1. 結露防止のための発熱ガラスシステムにおいて、
   室内を室外から分離させ、一般のガラス及び発熱ガラスを含んで構成される発熱ガラス部；
   室内側に配置された前記発熱ガラスに設置され、ガラス表面の温度を感知するガラス表面温度感知部；
   ガラス表面温度と室内露点とを比較し、前記発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部；及び
   システムの作動のために発熱ガラスシステムに電源を供給する電源部；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステム。
2. 発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部は、
   前記制御部に電源を供給する電源入力器；
   室内温度及び室内の相対湿度を感知する周辺環境感知器；及び
   室内の露点を計算し、これを前記発熱ガラス部の表面温度と比較して前記発熱ガラスの駆動を制御する発熱ガラス制御駆動器；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
3. 発熱ガラス部の熱発生を制御する制御部は、
   ユーザーの意思によって前記発熱ガラスの温度を一定に維持できるように温度を設定するガラス温度の設定が可能であり、発熱ガラスシステムの自動又は手動モードを設定できる設定入力器；をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
4. 前記発熱ガラスシステムの駆動状態を表示する表示器をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
5. ガラス表面温度感知器で感知されたガラス表面の温度が、前記制御部で室内の温度及び相対湿度を測定して計算された露点と同一であるか、それより低い場合は発熱ガラスを加熱する、請求項１に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
6. 前記発熱ガラスは、一面に透明伝導性コーティング層が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
7. 前記透明伝導性コーティング層には、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を含む金属酸化物がコーティングされたことを特徴とする、請求項６に記載の結露防止のための発熱ガラスシステム。
8. 室内温度及び室内の相対湿度を感知すると同時に、発熱ガラス表面の温度を感知する第１の段階；
   室内温度及び室内の相対湿度に基づいて露点を計算する第２の段階；
   発熱ガラス表面の温度と露点の温度とを比較する第３の段階；及び
   第３の段階の比較結果によって第１の段階に戻ったり、又は発熱ガラスを加熱する第４の段階；を含むことを特徴とする結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法。
9. 第４の段階は、ガラス表面温度が露点の温度以下である場合は発熱ガラスを加熱し、ガラス表面温度が露点の温度を超える場合は第１の段階に戻ることを特徴とする、請求項８に記載の結露防止のための発熱ガラスシステムの制御方法。