Некоторые способы экономии тепловой энергии при производстве вертикальных стеклопакетов

Abstract

Предложены и рассмотрены два конструктивных способа экономии тепловой энергии при производстве вертикальных стеклопакетов с различным газовым заполнением межстекольного пространства. Первый заключается в изготовлении их определенной толщины, которая находится исходя из особенностей конвективного теплообмена в замкнутом контуре. Величина коэффициента теплообмена зависит от свойств заполняющего объем камеры газа (коэффициентов теплопроводности, объемного расширения, кинематической вязкости и температуропроводности), разности температур на границах прослойки и ее толщины. Показано, что при увеличении толщины газового слоя коэффициент конвективного теплообмена сначала уменьшается до определенного значения, а затем, незначительно увеличившись, практически остается постоянным. В связи с этим были определены оптимальные толщины заполняемых прослоек для наиболее распространенных в производстве газов (осушенный воздух, аргон, криптон, ксенон), а также для углекислого газа. Производство стеклопакетов с большей толщиной газовой камеры практически не приведет к увеличению сопротивления теплопередаче, однако повысит расход газа. Второй способ экономии при производстве связан с использованием в качестве заполнителя межстекольного пространства диоксида углерода СО₂, который имеет некоторые преимущества по сравнению с другими газами (малая стоимость из-за распространенности, нетоксичность, прозрачность для видимого света и поглощение тепловых лучей). Расчеты показали, что применение углекислого газа позволит увеличить сопротивление теплопередаче однокамерного стеклопакета на 0,05 м²⋅К/Вт (при степени черноты внутреннего стекла 0,837) или на 0,16 м²⋅К/Вт (при коэффициенте эмиссии 0,1) по сравнению со стеклопакетом, камера которого заполнена осушенным воздухом.