Стекло с электроподогревом – стекло на одной поверхностей которого нанесено электропроводящее покрытие, выполняеющее функцию нагревательного элемента.
Для подключения непосредственно самого покрытия к электросети в краевых зонах на стекле наносятся специальные токоподводяшие шины либо площадки для подключения. Шины подключения находятся, как правило, в зоне крепления стекла и не видны после монтажа изделия.
Электропроводящее покрытие на стекле и токопроводящие шины изготавливаются вакуумно-плазменным напылением металлов и электропроводящих оксидов либо нитридов некоторых металлов.
Проводящее покрытие в рамках одного проекта, как правило, изготавливается с одинаковыми электрическими параметрами на всех стеклах.
Но стекла в одном проекте могут имеют различную форму и размеры, а мощность выделяемая на 1 м² должна быть одинакова для любого стекла. В этой связи на проводящем слое обычно делаются отсечки проводящих зон, для обеспечения электрических параметров.
Выглядят они как тонкие линии (0,1-0,2 мм) различной формы и заметны на стекле только с близкого расстояния при внимательном рассмотрении.
Стекло с электроподогревом используется в двух конструктивных исполнениях:
1. В составе триплекса, при этом токопроводящий слой находится внутри и не имеет открытых доступных участков (Применение: стеклянные козырьки, зенитные фонари, стеклянная кровля, мансардные окна и т.д.)
2. В составе стеклопакета, при этом токопроводящий слой находится внутри стеклопакета. В таких пакетах обязательно применяется полимерная диэлектрическая дистанционная рамка.
В стеклопакете, как правило, электрообогрев осуществляется на стекле, обращенном внутрь помещения.
Какое стекло необходимо использовать?
Электрообогрев может быть сделан на низкоэмиссионном «Lov E» стекле, что очень важно для соблюдения современных требований к стеклопакетам по сопротивлению теплопередачи.
Для электрообогрева используется закаленное стекло, которое обладает повышенной термостойкостью и механической прочностью. Закаленное стекло способно выдерживать перепады температур более 320 °С (согласно ГОСТ 30698).
Обычное не закаленное стекло выдерживает значительно меньшие перепады температур, и может применяться только при небольших мощностях электронагрева, например, для устранения конденсата (антизапотевание) либо создания «зоны комфорта» рядом с окном.
Питание стекла с электроподогревом
Для питания стекла с электроподогревом используется, как правило, обычная электрическая сеть 220В. Только при очень значительных площадях, когда общая мощность нагрева превышает 4кВт, может потребоваться использовать трехфазную сеть 380В.
Для стекол автомобильного и железнодорожного транспорта, судов и авиационной техники параметры электропроводящих покрытий выполняются в соответствие с напряжением бортовой сети.
Электропитание к нагреваемым стеклам подается, как правило, медным многожильным проводом. Сечение проводов питания подбирается исходя из общей мощности и отдельного участка цепи.
Провода питания необходимо закладывать заранее на стадии проектирования–изготовления конструкции для установки стекол с электрообогревом. Если используется система автоматического регулирования (терморегулятор) или нагреваемые стекла интегрируются в систему «умный дом», то могут потребоваться еще дополнительные слаботочные провода для датчиков.
Требования к качеству нанесения токоподоводящих шин
Мощность потребляемая стеклом с электрообогревом различается в зависимости от функционального назначения и в некоторых случаях (например, стекло для транспорта) может быть единицы киловатт на квадратный метр, а ток может быть десятки ампер.
Поэтому к качеству нанесения токоподоводящих шин предъявляются особые требования:
- низкое удельное электрическое сопротивление;
- низкое переходное сопротивление шина- электропроводящее покрытие;
- простота и высокая надежность соединения шины с проводом.
Все эти требования достигнуты нами с помощью разработанной вакуумно-плазменной технологии многослойных металлических пленок на стекле с низким удельным и переходным сопротивлением, высокой адгезией и возможностью лужения и пайки обычным паяльником и обычным припоем ( например ПОС-61).
Конечно, сделать шину из медной фольги и приклеить ее и провод токопроводящим клеем быстрее и дешевле, но электрообогреваемое стекло, в нашем понимании, должно служить десятки лет, а клеевой контакт с большой токовой нагрузкой вряд ли прослужит даже год.
Температуры нагрева
В зависимости от мощности на единицу площади и температуры окружающей среды стекло с электронагревом может достигать следующих температур:
| Мощность выделяемая на стекле, Вт/м² | Температура на стекле, °С | |
| При температуре внешней среды 0°С | При температуре внешней среды 20°С | |
| 50 | 7 | 23 |
| 90 | 11 | 26 |
| 120 | 12 | 29 |
| 200 | 18 | 35 |
| 300 | 23 | 41 |
| 400 | 26 | 51 |
| 700 | 43 | 70 |
| 900 | 52 | 84 |
На основании этих данных, а также принимая во внимание функциональное назначение (место применения стекла с нагревом) возможно обоснованно определить необходимые мощности для каждого конкретного случая.
Рекомендуемые мощности нагрева в зависимости от назначения
| Функциональное назначение стекла с подогревом | Потребляемая электрическая мощность Вт/м2 | Нагрев стекла, °С |
| Антиобледенение (прозрачной кровли и козырьков) | 150-500 | +35…+55 |
| Создание комфортной зоны вблизи окна | 100-250 | +27…+35 |
| Антизапотевание, устранение конденсата | 50-200 | +23…+30 |
| Отопление помещения | 200-400 | +35…+52 |
Если стекла рассчитывают на эксплуатацию в суровых условиях, при температурах ниже минус 30°С и большой ветровой нагрузке, то мощность нагрева лучше закладывать выше.
Любой избыток по мощности легко компенсировать правильной настройкой терморегулятора, и стекло с нагревом будет просто реже включаться.
Но не стоит увеличивать этот запас более чем на 20-30%, это потребует необоснованного увеличения сечения проводов, да и максимально допустимая мощность для конкретного объекта не безгранична.
Рекомендуемые схемы подключения стекла с электрообогревом
При эксплуатации стекла с электроподогревом очень важным аспектом является электробезопасность. Пассивная электробезопасность обеспечена тем, что токопроводящий слой всегда обращен внутрь стеклопакета либо триплекса.
Активная безопасность, на случай разрушения стекла, либо токовых утечек, обеспечивается обязательной установкой устройства защитного отключения (УЗО).
Электромонтажным и проектным организациям, использующим конструкции с обогреваемым стеклом в своей работе приведем несколько рекомендуемых схем подключения.
Для управления работой стекла с электроподогревом подойдет любой терморегулятор с нужным диапазоном температур. Возможно использовать контроллер систем антиобледенения с дополнительными датчиками осадков, льда и т.д., либо интегрировать управление нагревом стекла в систему «умный дом».
Дополнительные возможности по подключению элетрообогреваемого стекла
Кроме основной функции, а именно нагрева, электрообогреваемое стекло, как стекло имеющее токопроводящий слой и элементы электрического подключения к этому слою, возможно использовать и для других целей:
- В качестве датчика проникновения охранной сигнализации. Любое повреждение стекла (даже небольшая трещина) приводит к срабатыванию сигнализации.
- Для снижения в помещении электро-магнитного излучения от различных внешних источников. Для этой цели стекло желательно подключить к заземлению.
- Создает препятствие для утечки информации, которая может быть получена по акустическому каналу с помощью лазерного микрофона.
Лазерный микрофон улавливает микроколебания стекла (от звуковых волн в помещении). Когда по стеклу с электропроводящим слоем протекает переменный ток — все сигналы для лазерного микрофона будут забиты частотой 50 Гц.
Технические возможности позволяют изготавливать электронагреваемые стекла с любой требуемой мощностью , от 1вт/м2 до 5000Вт/м2. Размеры одного изделия могут составлять до 1605*2850 мм.