如何提高中空玻璃的惰性气

如何提高中空玻璃的惰性气充气水平和保持能力?王铁华2008年8月12日基础知识•充氩中空玻璃与空气层间隔基础知识•充氩中空玻璃与空气层间隔之间的关系，是函数关系–K值在16mm处最佳（拐点）.从6-16mm，K值随空气层增加而改善，超过该拐点传热系数不改变，只增加材料使用量而已。因此,通过调整空间距离,可以提高节能(6-16mm),或节约材料(16mm).•充气与低辐射玻璃结合使用,提高节能幅度比与透明玻璃效果好.–三条曲线e=0.84、e=0.10和0.05基础知识•浓度与传热系数–4+12+4mm•浓度与传热系数–线性关系,浓度越大,K值越低;–初始充气浓度应该尽可能高一些,但是并不是说越高越好,如100%比较90或95%的改善就不是特别明显;从白玻璃看,100%浓度比较空气(氩气0%)改善近5%,从90%-100%,改善了小于1%.–从70%到90%,对低辐射玻璃来说,提高接近12%.–惰性气体与低辐射玻璃结合使用,U值改善为15-20%,与白玻结合使用,仅为2-5%.结论:从降低传热系数角度看,应首先采用LOW-E玻璃,在此基础上,再考虑惰性气体的使用.•白玻充气与不充气的比较–U值:2.7W/M2.K(90%);2.85W/M2.K(0.0%)•单银充气与单银不充气、充气白玻比较–U值:1.6W/M2.K(90%);2.0W/M2.K(0.0%);2.7W/M2.K(90%)•双银充气与双银不充气、单银充气比较•U值:1.3W/M2.K(90%);1.65W/M2.K(0.0%);1.6W/M2.K(90%)•结论:•白玻情况下充气效果不佳，不应充气；•单银充气的效果最好，比双银充气的U值改进大，而且经济效果好。Low-E镀膜玻璃和充氩气带来的U值改善之对比中空玻璃配置玻璃中央U值玻璃中央ΔUE=0.1，空气1.82E=0.05，空气1.700.12E=0.1，氩气1.53E=0.05，氩气1.360.17充氩气带来的改善ΔU0.290.34原因的深层剖析普通中空玻璃的传热中,热辐射占50%、热传导和热对流各占25%。如果热辐射不首先解决，充气带来的改善只占2-5%,意义不大。导致充气变得有意义，是由于低辐射玻璃的应用。70F=-13.20C450F=7.20CΔT=20.50C40F=-15.50C570F=13.90CΔT=29.40C温差越大,其他条件不变条件下,热传导传热越大提高惰性气体的保持能力的要点：•丁基胶•涂布均匀、连续、无气泡、无断点（跳胶）•间隔框•尽可能地使热线性膨胀系数接近玻璃;•增加间隔框的肩高•分子筛•3A•制作质量PIB(丁基胶)涂布:•连续、均匀•无气泡•无断点单道密封氩气渗透的情况单道密封氩气渗透导致的中空玻璃向内挠曲双道密封氩气渗透情况，由10%PIB缺陷造成双道密封氩气渗透导致中空玻璃向内挠曲，由10%PIB缺陷造成PIB(丁基胶)涂布的宽度和厚度3t水气通道MVTP，PIB的宽度水气通道MVTP，PIB的宽度MVTP的定义：PIB的宽度最小的宽度：4.2mm,越长越好据美国ADCO公司的实验报告，当PIB宽度由4.2mm增加到6.1mm时,惰性气体的保持能力提高和水气渗透减小近60%PIB的厚度0.4-0.5mm总量控制阀喷嘴形状控制阀丁基胶自动涂布机控制丁基胶经压合后的形状常见丁基胶经压合后的形状丁基胶自动涂布机丁基胶自动涂布机PIB的手工操作涂布与自动化涂布的比较:拐角部手工涂布PIB的手工操作涂布与自动化涂布的比较自动化涂布自动化中空玻璃生产线设备,合片后的板压–在线控制PIB的最佳厚度,0.4-0.5mm优越于•手工的卧式合片(靠玻璃的自重很难保证PIB的最佳厚度)•辊压立式合片和一般的板压自动化合片折弯间隔框的直边连接处需要做密封处理从TNO水汽渗透模型中我们得出以下结论：•PIB通道的长短与水汽渗透和（或）氩气逸出成反比，通道越长，水汽渗透和（或）氩气逸出越少，反之亦然。如图中所示：减少25%提高水汽渗透和（或）氩气逸出35%；•（位于玻璃与间隔条之间的）PIB的最佳厚度为0.4-0.5mm；超过上限以后，其厚度增加与水汽渗透和（或）氩气逸出成正比。间隔条两侧PIB最佳厚度为0.4mm–0.5mm，如增加0.254mm就会导致水汽渗透或氩气泄漏提高65%；•第二道密封胶厚度的改变对中空玻璃的水气渗透量没有影响,如图中减少33%.间隔框的选择?Table1:ThermalconductivityandCoefficientThermalExpansionTable2:ThelengthdifferencebetweentheglassandthespacerTable3:Theheatconductionthroughspacerdependsonthespacer’swallthickness不锈钢间隔条更适于热胀冷缩材料的热线性膨胀系数越接近玻璃的膨胀系数，就越能使间隔条两侧的PIB变形越小。间隔条的有限元分析:FEA•间隔条与玻璃之间的热膨胀系数之差：铝间隔条不锈钢间隔条TemperatureChangesinPIBonspacersAluspacerSteelspacerStainlesssteel+60°C+51%+42%+6%-30°C-60%-36%-4%美国卡迪诺公司20年保质期•一个氩气罐的容积6.5升,价格60-100元/个,均价70元由液相到气相,体积增加了1538.5倍.•一个氩气罐的氩气体积大约为10,000升,大约可充400平米的中空玻璃,假定空气层为12mm•单位平米充气成本,12mm间隔层小于1人民币元•单位成本小于1元氩气+人工+耗材+充气设备折旧+检测设备折旧其他假定:•空气间隔层为12mm;•氩气0.01元/升,单位平米中空玻璃耗气为容积的2倍,达到90-92%浓度;•2人充气,月工资2500元,共计5,000元,工作日25天/月•日充气600平米•充气设备投资10万元,当年折旧;检测设备10万元,当年折旧完计算:•单位气体/平米=0.24元;•设备折旧分摊/平米=200,000元/180,000片=1.1元•总成本2元•如果设备5年折旧,则单位平米成本小于1元充气的单位平米成本国外行业要求:北美:初始充气浓度不能小于90%老化实验后不能小于80%欧洲初始充气浓度不能小于80%,但一般在90%以上年泄漏率小于1%如何检查是否有气或含量多少?使用氧气分析法和气相色谱法，用针管往外抽样（气体）时，应注意针头进入中空玻璃的空腔内往外取样；不应在间隔框内取样，否则会给出错误的读数。如从空腔内取样，浓度为95%，而从间隔内取样，则仅仅为15%左右。充气中空玻璃提高中空玻璃的整体密封寿命和制作水平用中空玻璃的惰性气体的保持率来检测,非破坏性检测方法使其成为可能.与水气渗透指数相比EN1279第2部分中规定的水气渗透指数比露点更科学;但属于实验室方法,且为破坏性方法;从另外角度看,露点检测为非破坏方法,有可取之处;非破坏惰性气体检测方法集定量与保持中空玻璃密封性能于一身,便于企业检测,作为随时发现问题/不断改进质量的手段.如何充气?•首先检查氩气罐中是否有气•影响充气浓度的因素:•充气方法,手工还是在线自动充气•充气速度•玻璃的尺寸•几何形状•间隔框宽度•空腔中是否有隔栅•定期检测气压和流速表；•定期检测传感器/氧气残余量显示仪表•矩型玻璃的立放•间隔框进出气孔的位置•角件对角线充气手工充气和自动化充气初始浓度的比较手工充气和自动化充气初始浓度的比较•自动化充气水平高于手工;•浓度80%以上的,手工与自动也占总数的80%充气速度与浓度图片注意:1)玻璃的长边为高,玻璃竖立;充气进出孔均在间隔框同侧间隔框一侧打上下两孔的好处•气体传感器给出的浓度读数更接近实际•由于打孔处的间隔条一般来说不灌分子筛，这样可以在其余三边灌分子筛；这对于在长边充气来说尤其重要•根据气体流量和中空玻璃体积来计算所需时间单孔充气进出一个孔,边抽空气边充气,特点:时间长,气体浪费多;仅仅一个孔使用气体为中空玻璃容积的3-4倍1.在间隔条上钻孔在一根间隔框上钻两个孔:上端1个孔下端1个孔注意:钻孔的间隔框不灌添分子筛!2.Sethullwithassemblytool.Hullwithstopper手工充气过程3.组装中空玻璃中空玻璃可先打第2道胶之后,在充气,充气孔必须预留;第2道密封胶也可先打4.充气过程上:吸气管检测惰性气体浓度下:进气管5.充气6.封口7.封第2道胶方法1方法2步骤:1.抽真空;2.充气;3.玻璃鼓起;4.排气到玻璃平行;1.底端停止充气气;2.上端排气方法3对角线充气法方法4顶端充气抽气体法双孔进出单孔进出手工操作充气设备手工充气图片同时充两片流量控制浓度电脑显示充气流量充气配件拐角对角充气充气工装配件及其他液相充气法特点:将液态的氩气注入空腔内,排除空气.难度:如何控制液相从气灌到空腔内的过程?注入多少液相,需要精确计算,否则会引起玻璃的炸裂.Low－E玻璃全自动充气合片平压机•全球独一无二的气幕式全自动充气工艺，确保充气含量在90％以上。•可对异形，大小片和长达5000mm玻璃自动充气•自动充气合片精度高，速度快，气体损耗少。