Использование тяжелых инертных газов в стеклопакетах

А.А. Голубев, к. т. н. И.А. Архаров, А.В. Криппа (ООО «Неоэнергия», Москва)
к. т. н. Г.Г. Фаренюк (НИИСК, Киев)

Компания «Международная группа Редкие газы» является одним из крупнейших в мире производителей криптона. Широ­кое использование криптона в стеклопакетах началось в США и Западной Европе с середины 90-х годов. При заполнении стеклопакетов этим газом уменьшается конвективный перенос теп­ла внутри стеклопакета. Для запол­нения стеклопакетов были предло­жены аргон и криптон, а также их смеси. Однако дороговизна и слож­ность получения криптона сдержи­вали его использование. Постепен­но, по мере удешевления криптона, он всё шире стал использоваться в стеклопакетах.

Для оценки технической и эко­номической целесообразности изго­товления стеклопакетов с сопротив­лением теплопередаче выше 1,0 (м2-К)/Вт. В Научно-исследователь­ском институте строительных кон­струкций был выполнен цикл иссле­дований. Эксперименты проводи­лись с одно- и двухкамерными стек-лопакетами наиболее широко при­меняемых формул 4-16-4 и 4-10-4-10-4, на основе флоат-стекла М1 производства Борского завода и низ­коэмиссионных стекол с К и И по­крытием производства компаний "Pilkington" и "Guardian" соответ­ственно. Межстекольное простран­ство заполнялось криптоном, криптоно-аргоновыми смесями, чистым аргоном, воздухом и ксеноном.

В процессе экспериментов реша­лись следующие задачи:

  • определение зависимости сопротивления теплопереда­че стеклопакетов от газово­го состава межстекольного пространства при различ­ном сочетании стекол;
  • определение долговечности заполнения стеклопакетов инертными газами (ресурс­ные испытания, при которых определялось процентное содержание криптона в стеклопакетах после определен­ного срока эксплуатации);
  • определение оптимальной схемы заполнения стекло-пакетов, с целью уменьшения потерь газа.
  • оценка экономической эффективности применения стеклопакетов с заполнением их криптоном и криптоно-аргоновыми смесями.

В процессе испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 24866-99 были получены данные по сопротивлению теплопе­редаче, которые приведены в Таблице 2.

 

Таким образом, наполнение криптоном позволяет полу­чить стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче 1,5 м2 К/Вт и более.

В ходе ресурсных испытаний по ГОСТ 30799-2001 «Стекло-пакеты строительного назначения» криптононаполненных стеклопакетов оказалось, что после 60 циклов «охлаждение - на­грев» от - 30оС до + 60оС, воздействия ультрафиолетового излучения, капельно-жидкой влаги и умеренно агрессивных сред, состав газа изменился - не более 5% (допускается 10% применение состава газа, заполняющего стеклопакет - по ГОСТ 24866-99). В соответствии с ГОСТ 30779-2001 рассчитаны ус­ловные годы эксплуатации стеклопакетов:

РЕСУРС = 7*(N/12) = 7*(60/12) = 35 лет

Так как в программе ресурсных испытаний было предус­мотрено только 60 циклов, а потери газа находились в преде­лах допустимого, то можно предположить, что срок долговеч­ности криптононаполненных стеклопакетов составит гораздо больше, чем 35 лет.

Необходимо отметить, что долговечность газонаполнения стеклопакетов зависит от уровня технологии производства стеклопакетов!

Ценовые показатели стеклопакетов с газонаполнением определяются не только стоимостью газа, находящимся внутри стеклопакета, но и технологическими потерями этого газа при за­полнении стеклопакетов. На рис. 1 приведены возможные схемы наполнения стеклопакетов и технологические параметры при реализации этих схем. По результатам анализа оптимальной пред­ставляется первая схема, минимизирующая потери газа. Близка к ней и вторая схема. Третья схема уступает первым двум и не может быть рекомендованной к применению.

 

Экономические показатели использования криптона для заполнения стеклопакетов можно оценить следующим обра­зом.

По нашим данным средняя цена 1 м2 стекла толщиной 4мм составляет:

Флоам стекло М1 - 5 у.е. (120-140 руб.)

К -стекло  - 11-15 у.е. (max 430 руб.)

И-стекло   - 10 у.е. (285 руб.)

Затраты на раскрой стекла, включая потери, мойку, сушку, дистанционную рамку, молекулярное сито, герметики и т.п. составляют около 50 % стоимости 1 м2 стекла М1, то есть в сумме ~ 7,5 у.е.

Стоимость криптона в стеклопакете в расчёте на 1 м2 при ширине дистанционной рамки 10 мм равняется ~ 4,8 у.е. С учётом потерь газа при заправке, стоимости специальных эле­ментов рамки и амортизации заправочного оборудования эта величина возрастает на 45% и достигает ~ 7 у.е.

Таким образом, заполнение однокамерного стеклопакета криптоном по затратам сравнимо с изготовлением дополнительной камеры стеклопакета, то есть переходом от однока­мерного стеклопакета к двух-камерному.

Практически проблема состоит в следующем.

Если теплозащитных характеристик однокамерного стеклопакета с И-стеклом недостаточно для использования в остек­лении, то задача решается или применением двухкамерного стеклопакета с И-стеклом, или заполнением этого стеклопакета газом криптоном.

Действительно, согласно данным таблицы 1, сопротивле­ние теплопередачи стеклопакета СПО 4М1-16-И4 составляет 0,59 (м2-К)/Вт, у двухкамерного СПД 4М1-10-4М1-10-И4 - 0,64 (м2*К)/Вт, а при заполнении стеклопакета СПО 4М1-16-И4 крип­тоном мы получим 0,78 (м2*K)/Вт при практически одинако­вых затратах. При этом вес стеклопакета на 30% ниже.

Резюмируя всё вышеизложенное, есть уверенность, что в скором будущем стеклопакеты с криптоном займут достойное место, соответствующее их качественным показателям. Про­цесс пошёл, Сибирь уже освоила производство стеклопакетов с этим тяжёлым, но замечательным газом.

Новости

  • 14.02.19 Члену АПРОК – заводу Pilkington Glass Russia исполняется 13 лет! Поздравляем!

    14 февраля 2019 года исполняется 13 лет со дня запуска завода Pilkington Glass Russia. За это время завод улучшил свои показатели по всем направлениям: увеличился ассортимент продукции за счет выпуска стекол с покрытиями, расширилась география поставок и вырос штат сотрудников предприятия.

  • 05.07.18 Члену АПРОК – компании Т.Б.М. сегодня 25 лет! Поздравляем!

    Крупнейшему поставщику фурнитуры и комплектующих для окон в России компании ТБМ сегодня исполняется 25 лет. АПРОК ИНФОЦЕНТР поздравляет компанию ТБМ!

  • 18.03.16 Международная выставка ОКНА/ФАСАДЫ 2016 (FENSTERBAU/FRONTALE 2016) начала работу в Нюрнберге

    Ведущая мировая выставка окон, дверей и фасадов FENSTERBAU FRONTALE 2016, которая традиционно проходит в немецком городе Нюрнберге, с первого дня показала не ослабевающую мощь игроков индустрии светопрозрачных конструкций, невзирая на не самые благоприятные рыночные условия.

  • 01.07.14 «Мир стекла-2014»

    Подведены итоги международной выставки «Мир стекла-2014», которая с успехом прошла с 4 по 6 июня в ЦВК «Экспоцентр».

  • 14.11.13 fensterbau/frontale 2014

    В Москве прошла презентация оконной выставки fensterbau/frontale 2014

  • 25.07.13 АПРОК выиграл конкурс по госзакупкам
    АПРОК выиграл конкурс по госзакупкам на поставку в Минобороны анализатора газонаполнения стеклопакетов инертными газами Gasglass и детектора формулы стеклопакетов Spyglass