DOC《1.不同的初始充气浓度比较及实践意义》

1.

不同的初始充气浓度比较及实践意义 一般认为,为了取得中空玻璃的最佳热工性能,充气中空玻璃惰性气体浓度应该达到100%.但我们通过使用WINDOW5软件对7个不同中空玻璃空腔间隔和6种不同气体浓度的模拟发现,(1)对应每种不同气体组合和浓度,对应一定的空气间隔都有各自的最佳传热系数U值;

(2)中空玻璃的95%的氩气浓度与100%的氩气浓度所达到的传热系数几乎完全相同,表现在曲线上,几乎完全重叠,分别参见表1和图1. 强调这两点对我们是十分重要的,它不但揭示了中空玻璃的在充气状态下的空气间隔距离,更重要地是,我们在生产中空玻璃充气,没有必要充100%,因为95%的浓度已经与100%浓度的效果已经是相同的,但这对提高生产效率,却有着重要的实际意义. 2.利用中空玻璃充气达到最大经济、节能效果 接下来,我们考察一下,降低传热系数的三个手段,即热辐射、热对流和热传导,应从哪方面先着手.有资料显示,与配置为透明玻璃/铝间隔条/空气的普通中空玻璃比较,使用Low―E玻璃可带来传热系数U值的改善约33%,暖边为6%,氩气改进为13-15%.可见,玻璃传热的三个方面,热辐射最大、热对流次之,最后是热传导.解决问题的正确方法,应该是从抓主要矛盾入手,因此,首先解决热辐射问题,亦即使用Low-E镀膜玻璃. 应该指出,离线单银镀膜Low-E玻璃的e = 0.1时,可改善传热系数33%.如果进一步改善传热系数,我们至少有2种选择,(1)采用双银镀膜e = 0.05的Low-E玻璃, (2)采用充氩气,二者结果不同.兹用表2分析如下: 表2给出的是两种传热手段,亦即对Low-E镀膜玻璃和充氩气带来的ΔU二者之间的对比.表中的基本配置为暖边中空玻璃,3mm + 12A + 3mm Low-E镀膜玻璃;

所测试的是木窗的玻璃中央(COG)的U值.从表2中数据可见,在使用Low-E玻璃单银镀膜的基础上,如果采用双银镀膜,e1(0.05)< e2(0.1),带来的U值改善为ΔU1 = 0.12,约6.6%;

相比之下,充气带来的改善为ΔU2 = 0.29,约16%. 可见,将普通中空玻璃提升到高性能中空玻璃,在热辐射、对流和热导3个方面中,应该抓主要矛盾.从普通中空玻璃向高性能中空玻璃提升时,应首先从降低热辐射入手,即使用Low-E镀膜玻璃.实践表明,使用单银镀膜Low-E,可以大幅度降低热辐射,改善传热.但是,从单银Low-E镀膜到双银Low-E镀膜,所带来的U值的改善是递减的.原因是,中空玻璃采用单银Low-E镀膜以后,原先处于主要矛盾的热辐射,相对热对流而言,已经下降到次要矛盾.与热辐射对比,减少热对流上升为降低传热的的主要矛盾. 上述表中的数据比较的实践意义在于,采用单银Low-E镀膜的中空玻璃充氩气带来的U值改善明显大于从单银到双银/空气带来的改善,但成本却低很多.因此,在使用单银镀膜玻璃之后,如欲进一步改善节能效果的话,理智的选择应该首先是充氩气. 必须说明,上述中空玻璃充气带来的U值改善13-15%,是在中空玻璃使用Low-E镀膜基础之上取得的;

如果是对普通中空玻璃充气,所带来的U值改善,仅仅为3-5%左右.由此可见,中空玻璃的充气应该放在使用低辐射玻璃之后进行. 3.充气中空玻璃中惰性气体泄漏的根本原因分析及后果 毋须讳言,充惰性气的中空玻璃存在惰性气体不可避免地向外泄漏的趋势.随着惰性气体浓度的减少,中空玻璃会向内挠曲,导致玻璃边缘的密封胶和玻璃产生应力、玻璃中央传热系数增加和视觉变形,如果严重的话,甚至导致中空玻璃的密封失效或炸裂.这表明,中空玻璃内外的气体交换速度是不同的. 但问题是,为什么惰性气体向外泄漏的速度大于外部空气向内补充的速度,对此,我们从分压定律和密封胶的气体渗透率入手分析.分压强定律是导致惰性气体从中空玻璃向外泄漏的主要因素,而密封胶气体渗透率描述的是气体穿透胶的能力. 3.1氩气浓度为100%的中空玻璃的分压差ΔP 氩气:101.4 KPa C 0.69 KPa = 100.7 KPa (从中空玻璃的空腔到外面的空气中) 氧气: 21.4 KPa C 0.0 KPa??=??21.4 KPa (从外面的空气中到中空玻璃的空腔内) 氮气: 79.3 KPa C 0.0 KPa??= 79.3 KPa (从外面的空气中到中空玻璃的空腔内) 假定中空玻璃内的氩气浓度为100%,则气压=101.4 Kpa;