SE452899B - Fonster med ett elektriskt ledande skikt - Google Patents

Description

452 899 2 Föreliggande uppfinning löser helt ovan angivna problem. Vidare erbjuder uppfinningen ett fönster som genom dess utförande kan utnyttjas för att uppvärma en byggnad helt eller delvis.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till ett fönster för byggnader, särskilt bostadshus och kontorshus, innefattande en ram och två eller flera glasrutor där en första mot ett rum närmast belägna ruta har på dess från rummet vettande sida ett pålagt elektriskt ledande skikt anslutet till en styrkrets avsedd att anslutas till en spänningskälla, vilken styrkrets är anordnad att reglera strömtiliförseln till det elektriskt ledande skiktet medelst en till styrkretsen ansluten potentiometer och i beroende av en till styrkretsen ansluten termistor, vilken styrkrets förefinns belägen i fönst- rets ram, och utmärkas av att kombinationen av att termistorn är anbragt i kontakt med den första rutans från rummet vettande sida, vilken termistor därvid är anordnad att avge en elektrisk signal motsvarande den första ru- tans temperatur, och av att den ruta, eller en av de rutor som befinner sig utanför nämnda ruta är på dess ena sida försedd med ett icke uppvärmt infra- rödreflekterande skikt.

Medelst ett fönster enligt uppfinningen uppnås således att varje enskilt fönster har en förutbestämd temperatur oberoende av väderförhållanden och rumstemperatur, förutsatt att yttertemperaturen och inomhustemperaturen är sådana att den not rummet närmast belägna rutan utan uppvärmning skulle anta- ga en temperatur understigande den förutbestämda.

Genom att en termistor är anbragt mot den närmast rummet belägna rutan, ne- dan kallad innerrutan, och en styrkrets för reglering av strömtillförseln till innerrutan förefinns i fönstrets ram, liksom en potentiometer för inställning av en förutbestämd temperatur, är varje sådant fönsters uppvärmning oberoende av andra fönsters uppvärmning. Detta medför att varje fönster uppvärms till förutbestämd temperatur oavsett förhållanden såsom solinstrålning, regn och blåst vid fönstret ifråga.

I en byggnad med exempelvis en fasad utförd i glas kommer således samtliga fönsters innerrutor att hålla den förutbestämda temperaturen även om de meteo- rologiska förhållandena varierar. installationen av dylika fönster är ytterst enkel eftersom varje fönster in- nehåller all för fönstrets uppvärmning erforderlig elektronik. Fönstren be- höver endast anslutas till spänningsnätet.

Nämnda potentiometer kan vara integrerad med styrkretsen och därmed be- lägen inuti ramens inre utrymme, men den kan också vara så anbragt att en 452 899 utifrån ramen åtkomlig ratt för inställning av förutbestämd temperatur fö- refinns.

Enligt en vidare utföringsform av uppfinningen kan en tillräcklig effekt påläggas innerrutorna i ett hus för att medelst den tillförda energin upp- värma huset. Givetvis beror den erforderliga effekten på byggnadens rela- tiva fönseryta, yttertemperatur etc., men försök och beräkningar har visat att byggnader med stor relativ fönsteryta kan uppvärmas medelst fönstren om den tillförda effekten är 50-150 N/m2 fönsteryta. Som exempel kan näm- nas att effektbehovet för att upprätthålla en yttemperatur på innerrutan hos ett treglasfönster av +20°C vid en yttertemperatur av -20°C är om- kring l20 N/m2.

Det har visat sig lämpligt att vid uppvärmning av ett hus eller rum medelst uppvärmning av fönstren inställa dessas styrkretsar så att innerrutan hål- ler en temperatur som med l-l0°C överstiger den önskade rumstemperaturens.

Givetvis beror övertemperaturen av relativ fönsteryta och rumsstorlek,samt yttertemperatur och önskad innertemperatur. Härvid har den överraskande ef- fekten konstaterats att det totala energibehovet för en byggnad drastiskt minskas. Beräkningar har visat att energibehovet kan minskas med upp till 752 vid byggnader med stor relativ fönsteryta. Anledningen är främst att fönstren utgör en stor yta som avger strålningsvärme och konvektionsvärme av låg temperatur, exempelvis endast ett fåtal grader över rumstemperatur, till skillnad från en radiator med en liten yta med hög temperatur, såsom exempelvis en radiator för direktverkande el. Samtidigt undvikes kallras.

Kallras ger nämligen en känsla av drag i rummet varför rumstemperaturen be- höver ökas för erhållande av hög komfort.

För att minska effekten av kallras installeras oftast radiatorer under föns- ter. Detta medför dock att dels kraftig värmestrâlning träffar en persom som exempelvis sitter vid fönstret, dels kalluft från fönstret träffar personen ifråga. Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning erhålles ettjämntkli- mat även nära fönstren; Vidare ger kallras den effekten att rumsluften i den nedre delen av ett rum avkyls varför rummets medeltemperatur måste höjas för att den nedre delen av rummet skall ha erforderlig temperatur.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är den ruta som befinner sig utanför den ruta som uppbär det elektriskt ledande skiktet försedd med ett skikt som reflekterar infraröd strålning. Detta utförande är mycket fördelaktigt, sär- skilt då fönstren utnyttjas för att uppvärma byggnaden. Genom detta skikt reflekteras dels strålningsvärme från fönstrets elektriskt ledande skikt, dels strålningsvärme från rummets väggar möbler etc. 452 899 Nedan beskrives uppfinningen närmare i anslutning till ett på bifogade ritning visat utföringsexempel av uppfinningen, där - figur 1 visar ett fönster enl. uppfinningen 1 en vertikal vy, - figur 2 visar snitt efter linjen A~A i figur 1, - figur 3 schematiskt visar ett kopplingsschema över en styrkrets för fönstret. l figur 1 visas ett fönster 1 enl. uppfinningen vilket innefattar en ram 2 och en eller flera glasrutor 3,#,5. Den närmast mot ett rum belägna ru- tan 3 har på dess från rummet vettande sidan ett pålagt elektriskt ledan- de skikt, exempelvis tennoxid, vilket är transparent och vilket, vid dess övre resp. nedre kortsida ansluter till uppsamlingsledare 6,7. Uppsam- lingsledarna6,7 är anslutna till en styrkrets 8. Styrkretsen 8 är i sin tur via ledare 9,10 avsedd att anslutas till nätspänning, exempelvis 220 V.

Fönstrets ram 2 är lämpligen utförd i strängsprutad aluminium och så ut- förd att ett utrymme 1l förefinns i ramen. Ramen kan bestå av ett flertal delar utförda på en mängd sätt, varför den i figur 2 visade ramen endast skall ses som schematiskt utvisande en ram 2. Ramen 2 uppbär tre glasru- tor,av vilken en 3 är uppvärmd.

Den uppvärmda rotan 3 liksom den yttersta rutan 5 är lämpligen utförda i härdglas, medan den mellanliggande rutan h är utförd i fönsterglas. lso- lerings- och distansorgan 12,13 förefínns mellan rutorna 3,b,5.

Enligt uppfinningen är en termistor lå anbragt i kontakt med innerrutans 3 från rummet vettande sida. Termistorn lä är av konventionell typ och är anordnad att avge en elektrisk signal motsvarande rutans 3 temperatur.

Termistorn lü är lämpligen limmad mot glaset med ett material med samma emissivitet som glaset. Företrädesvis är termistorn ih av typen NTC.

Termistorn lå är via ledare 15 ansluten till styrkretsen 8.

Till styrkretsen 8 är även en potentiometer 16 ansluten.

Styrkretsen 8 är anordnad att reglera strömtlllförseln till det elekt- riskt ledande skiktet så att en medelst potentiometern 16 inställd tem- peratur uppnås, där temperaturen avkännes medelst termistorn lä. l figur 3 visas ett schematiskt kopplingsschema över styrkretsen 8. a 452 899 Styrkretsens 8 detaljutformning är inte av betydelse för föreliggande uppfinning varför den delvis åskådlíggöres i blockschemaform.

Blocket 17 i figur 3 anger en hybridkrets till vilken termistorn ik och potentíometern 16 är anslutna via en kondensator i8. Hybridkretsen 17 är anordnad att iberoende av spänningsfallet över potentiometern 16 och ter- mistorn lä tända och släcka ett antal halvledare av typen triac. Till en triac 19 är det elektriskt ledande skiktet anslutet via anslutningar 20, 21. Till en andra triac 22 är enl. en föredragen utföringsform värmekab- lar 23,2k anslutna via anslutningar 35,36. Värmekablarna 23,2k är anord- nade att anligga mot den del av ramen 2 som befinner sig närmast rummet för att uppvärma denna. Styrkretsen 8 är därvid anordnad att spännings- sätta värmekablarna under den tid det elektriska skiktet på innerrutan 3 är spänningssatt, l de hittills nämnda avseendena är styrkretsen 8 uppbyggd på känt sätt.

Enligt en föredragen utföringsform är styrkretsen även så anordnad att den innefattar ett strömavkännande organ av det slag som beskrives i det svenska patentet ......... (p.ans. 820553k-Å).

Det strömavkännande organet är anordnat att avkänna huruvida ström flyter eller ej genom innerrutan 3 när det till uppsamlingsledarna hörande an- slutningarna 20,21 är spänningssatta. När termistorn och potentiometern har sådan resistans att styrkretsen spänningssätter uppsamlingsledarna men det samtidigt icke flyter ström i dessa är det strömavkännande orga- net anordnat att öka strömstyrkan genom en i och för sig känd typavçxws- linssäkring 25 på vilken elektriska ledare 26,27 finns anbragta.

Anledningen till att det strömavkännande organet och nämnda säkring före- finns är att om en ruta krackelerar skall spänningen brytas snabbt, där vid brytningen polavståndet minst skall vara 3 mm.

När en ruta krackelerar, och uppsamlingsledarna är spånningssatta ändras potentialen på en transístor i hybridkretsen 17, vilket får till följd att en triac 28 öppnas. Detta leder till, såsom framgår av figur 3, att motståndet kraftigt minskas mellan ledarna 26 och 27, varför en kraftig strömökning genom säkringen 25 uppnås. Strömökningen ger upphov till en kraftig värmeutveckling i porslinssäkringen 25, vilken är så utförd att den är försedd med en mekanisk försvagning i form av en rits såsom ett V- format spår 29 eller liknande. Värmeutvecklingen koncentreras vid spåret 452 899 29, vilket i sin tur, på grund av termiska spänningar i porslinet, medför att porslinssäkringen 25 delas efter spåret 29. Härvid bryts strömmen mel- lan spänningskällan d.v.s. ledarna 9,10 och styrkretsen. Ledarna på pors- linssäkringen enl. figur 3 har ett inbördes avstånd sådant att därvid strömkretsen brytes tvåpolïgt med ett brytavstånd av åtminstone 3 mm.

Givetvis kan det strömavkännande organet ingående i styrkretsen ges vil- ken som helst lämplig utformning för att åstadkomma en strömökning i pors- linssäkringen. Dylika modifikationer, liksom modifikationer avseende styrkretsens utformning i övrigt anses innefattade i föreliggande upp- finning.

I figur 3 har porslinssäkringen 25 ungefärligen naturlig storlek, vilket innebär att den lämpligen monteras på ett kretskort 30,som uppbär hyb- ridkretsen i ramen 2.'Även potentiometern 16 kan uppbäras av kretskortet . Kretskortet 30 kan lämpligen uppbäras i spår 31,32 i fönstrets ram 2.

I figur 3 betecknar i övrigt siffran 33 en kondensator och siffran 3h ett motstånd.

Såsom ovan angivits är enl. en föredragen utföringsform den yttersta ru- tans S in mot rummet vettande sida belagd med ett infrarödreflekterande skikt antytt medelst den streckade linjen 37. Givetvis kan i stället mel- lanrutan Å förses med ett dylikt infrarödreflekterande skikt.

Till potentiometern l6 är lämpligen en axel 38 ansluten, vilken axel lö- per genom ramen och är vid dess yttre ände försedd med en ratt 39 medelst vilken inställning kan ske. För detta ändamål finns en temperaturskala, icke visad, på ramens utsida Å0.

Vidare är lämpligen en del ål av ramen 2 som vctter in mot rummet bort- tagbar för montage och service av de elektriska anordningarna.

Ovan har bl.a. ett utföringsexempel beskrivits. Det är dock uppenbart att många modifikationer, såsom att utnyttja två glas i stället för tre glas, att placera termistorn på annat ställe, att anordna flera rutor uppvärmda etc., kan göras utan att uppfinningstanken frångås.

Föreliggande uppfinning skall således inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom dess av bifogade patent- krav angivna ram.

Claims (2)

452 899 _ 1 Patentkrav

1. l. Fönster för byggnader, särskilt bostadshus och kontorshus, innefattande en ram och två eller flera glasrutor där en första mot ett rum närmast belägna ruta har på dess från rummet vettande sida ett pålagt elektriskt ledande skikt anslutet till en styrkrets (8) avsedd att anslutas till en spänningskälla, vilken styrkrets (8) är anordnad att reglera strömtillförseln till det elek- triskt ledande skiktet medelst en till styrkretsen ansluten potentlometer (16) och i beroende av en till styrkretsen ansluten termistor (ih), vilken styrkrets (8) förefinns belägen i fönstrets (I) ram (Z), k ä n n e t e c k - n a t a v, kombinationen av att termistorn (lä) är anbragt i kontakt med den första rutans (3) från rummet vettande sida, vilken termístor därvid är anordnad att avge en elektrisk signal motsvarande den första rutans (3) temperatur, och av att den ruta, eller en av de rutor (ä,5) som befinner sig utanför nämnda ruta (3) är på dess ena sida försedd med ett icke uppvärmt infrarödreflekterande skikt (37).

2. Fönster enl. krav l, k ä n n e t e c k n a t a v, att styrkretsen (8) även är ansluten till värmekablar (23,2ü), vilka anligger mot den del av ramen (2) som befinner sig närmast rumet, där styrkretsen (8) är anordnad att spänningssätta värmekablarna (23,24) under den tid det elektriska sklktet på nämnda ruta (3) är spänningssatt.