Возможность регулирования комфортного затемнения стекол в зависимости от интенсивности солнечного света, от полной прозрачности до максимального уровня затемнения стекол.

Электротонировка лобового стекла

Электротонировка заднего стекла

Электротонировка боковых стекол

Если устанавливать тонировку, то легальную!

Стекла соответствуют требованиям ГОСТ и имеют сертификат качества. Успешно пройдены проверки РосТеста и ГИБДД.

Прозрачность по ГОСТ более 70%

Гарантия качества
5 лет

Бронестойкость стекла

Представительство завода-изготовителя

Хотите узнать больше про автоматическую электрохромную тонировку?

Оставьте свои контакты – и наш консультант свяжется с вами в ближайшее время, чтобы компетентно ответить на любые ваши вопросы!

Бесплатная консультация

Безопасность и идеальная видимость

Повышенная безопасность пассажиров (соответствие стандартам ГОСТ и ISO) за счёт бронирования и технологии триплекс

Стоимость от производителя

Электротонировка представлена в 4-х спецификациях, которые имеют разные характеристики и отличаются по стоимости.

Premium

Premium+

Exclusive

О компании SMART GLASS

Компания SMART GLASS была создана в 2019 году и в настоящее время успешно работает на российском рынке в сфере производства смарт стекла. На базе организации было запущено новое направление — электротонировка, что является уникальным продуктом для российского рынка.

Еще несколько лет назад такая технология казалась чем-то нереальным. Но технологии шагнули далеко вперед и теперь стекла с электрохромной тонировкой доступны любому автовладельцу.

Автоматическая электрохромная тонировка — это стёкла, изготовленные по уникальной технологии, не имеющей аналогов по всему миру. Качество нашей электротонировки подтверждено десятками отзывов российских автомобилистов.

Мы предлагаем минимальные цены на продукт высочайшего качества. Откажитесь от пленки и штрафов за один визит.

Посмотреть сертификат соответствия

Электронная тонировка нового поколения любого класса авто

Технология применяется без изменения конструкции авто!
Все стекла производятся индивидуально для каждого автомобиля, учитывая его особенности, и устанавливаются на штатных местах.

Узнайте стоимость электротонировки для Вашей марки автомобиля

Оставьте свои контакты – и наш консультант свяжется с вами в ближайшее время, чтобы компетентно ответить на любые ваши вопросы!

Узнать стоимость

Как мы работаем

1

Оставьте заявку или позвоните по телефону

2

Мы проконсультируем Вас и рассчитаем стоимость

3

Заключим Договор и согласуем оплату

4

Осуществим заказ и поставку стекла

Контакты

Отправить заявку

Оставьте свои контактные данные и мы перезвоним вам в течение часа.

Выбор марки машины

Нажимая кнопку ОТПРАВИТЬ вы даете согласие на обработку персональных данных.

Как работают электрохромные (умные) окна?

Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Электрохромные (умные) окна

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 5 декабря 2022 г.

То видишь, то нет! У вас когда-нибудь был один из тех дней когда Солнце не знает, взойдет оно или уйдет, подсказывает тебе продолжать открывать и закрывать жалюзи, чтобы вы может читать слова на экране компьютера или остановить мебель от выцветания? Это будет незадолго до того, как мы отправим это особая проблема для истории, благодаря прибытию электрохромное стекло («умное» стекло), которое меняет цвет со светлого на темный (от прозрачного до непрозрачного) и обратно одним нажатием кнопки. Это относительно простой, удивительно удобный (не более блеклый обивка!) и имеет огромный экологические преимущества. Как именно это работает? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Забудьте о шторах, забудьте о жалюзи! «Умные окна» из электрохромного стекла превращаются из прозрачного в матовое и обратно по щелчку выключателя. Некоторые сделаны из специального стекла; некоторые пластиковые пленки добавлены сверху из обычного стекла.

Содержание

1. Что такое электрохромное стекло?
2. Как работает электрохромное стекло?
3. Наклеиваемые электрохромные пленки
4. Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?
5. Как умные окна будут улучшаться в будущем?
6. Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?
7. Узнать больше

Что такое электрохромное стекло?

Стекло — удивительный материал, и наши здания были бы темными, грязно, холодно и сыро без него. Но у него есть и свои недостатки. Это пропускает свет и тепло, даже когда вы этого не хотите к. В ослепительный летний день, чем больше тепла («солнечного усиления»), входит в ваше здание, тем больше вам нужно будет использовать свой кондиционер — ужасная трата энергия, которая стоит вам денег и наносит вред окружающей среде. Вот почему большинство окон в домах и офисы оборудованы шторами или жалюзи. Если вы в дизайн интерьера и реконструкция, вы можете подумать, что такая мебель аккуратные и привлекательные, но в холодном, практическом, научном смысле они неприятность.

С начала 20 века люди привыкли к идее здания, которые все больше автоматизируются. У нас есть электрические стиральные машины для одежды, посудомоечные машины, пылесосы и многое другое. Так почему не подходят нашим домам с электрическими окнами, которые могут меняться от прозрачного до автоматически темнеет? Умные окна (также называемые именами умное стекло, переключаемые окна и динамические окна) делают именно это, используя научную идею, называемую электрохромизм, при котором материалы меняют цвет (или переключаются с от прозрачного до непрозрачного) при подаче электрического напряжения на их. Обычно умные окна начинают с голубоватого цвета и постепенно (в течение нескольких минут) становятся прозрачными при прохождении через них электрического тока.

Фото: Электрохромное стекло меняет цвет под электрическим управлением: Слева: Здесь оно прозрачное и очень похоже на обычное стекло; Справа: приложите небольшое напряжение, и он станет непрозрачным (голубоватым и темным). Фотографии Уоррена Гретца предоставлены Министерство энергетики США/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Как работает классическое электрохромное стекло?

Существует довольно много различных видов электрохромного стекла: некоторые просто затемняются (например, фотохромные солнцезащитные очки, которые темнеют на солнце), одни темнеют и становятся полупрозрачными, а другие становятся зеркальными и непрозрачными. Каждый тип основан на своей технологии, и здесь я подробно опишу только одну из них: оригинальная технология, открытая доктором Сатьеном К. Деб в 1969, и на основе движения ионов лития в оксидах переходных металлов (таких как оксид вольфрама). [1] (Литий, как вы, вероятно, знаете, наиболее известен как химический элемент внутри перезаряжаемых литий-ионных батарей.)

Обычные окна изготавливаются из цельного вертикального стекла и стеклопакеты состоят из двух стекол, разделенных воздушной прослойкой для улучшения теплоизоляции и звукоизоляция (чтобы сохранить тепло и шум с одной или другой стороны). Более сложные окна (с использованием низкоэмиссионное теплоотражающее стекло) покрыты тонким слоем металлических химикатов, поэтому зимой в вашем доме будет тепло, а летом прохладно. Электрохромные окна работают примерно так, только покрытия из оксидов металлов, которые они используют, намного сложнее и наносится процессами, аналогичными тем, которые используются при производстве интегральные схемы (кремниевые компьютерные микросхемы).

Хотя мы часто говорим об «электрохромном стекле», такое окно может быть изготовлено из стекла или пластика (технически называемого «подложкой» или основным материалом), покрытого несколькими тонкими слоями в процессе, известном как напыление (точный способ нанесения тонких пленок одного материала на другой). На его внутренней поверхности (лицом к вашему дому) окно имеет двойной сэндвич из пяти ультратонких слоев: разделитель посередине два электрода (тонкие электрические контакты) по обе стороны от сепаратора и затем два прозрачных электрических контактных слоя по обе стороны от электроды. Основной принцип работы включает литий ионы (положительно заряженные атомы лития — с отсутствующими электронами), которые мигрируют туда и обратно между двумя электродами через сепаратор. Обычно, когда окно чистое, ионы лития находятся в самом внутреннем электроде (это слева на схеме, которую вы можно увидеть здесь), который сделан из чего-то вроде оксида лития-кобальта (LiCoO2). При подаче небольшого напряжения на электроды, ионы мигрируют через сепаратор в крайний электрод (тот, что справа на этой диаграмме). Когда они «впитываются» в этот слой (который состоит из чего-то вроде поликристаллического оксид вольфрама, WO3), они заставляют его отражать свет, эффективно делая его непрозрачным. Они остаются там сами по себе, пока напряжение не изменится на противоположное, что заставит их двигаться. назад, чтобы окно снова стало прозрачным. Сила не нужна, чтобы поддерживать электрохромные окна в их прозрачном или темном состоянии — только для изменения их из одного состояния в другое.

Анимация: Как работает электрохромное окно: Подайте напряжение на внешние контакты (проводники) и ионы лития (показанные здесь синими кружками) перемещаются от самого внутреннего электрода к самому внешнему (слева направо на этой схеме) . Окно отражает больше света и пропускает меньше, в результате чего оно кажется непрозрачным (темным). Слои представляют собой очень тонкие покрытия, нанесенные на увесистый кусок стекла или пластика, известный как подложка (здесь не показан для ясности).

Рекламные ссылки

Другие технологии

Итак, ионно-литиевые, какие еще технологии доступны? Вот некоторые из них:

• Вместо того, чтобы размещать разделитель между электродными слоями, мы можем иметь электрохромный материал (краситель), который меняет цвет при прохождении через него тока. Это похоже на то, что происходит в фотохромных солнцезащитных очках, но под точным электрическим управлением. Химические красители, работающие электрохромно включают виологены, которые обратимо меняются между прозрачным и синим или зеленым. [2]
• Мы можем использовать нанокристаллы (пример нанотехнологии, который работает в атомном масштабе, примерно в 1000 раз меньше того, что мы называем микроскопическим) в целом аналогично, чтобы позволить большему или меньшему количеству света проходить через умное окно. [3]

Конфигурации

Различные типы электрохромных окон имеют разные конфигурации, но большинство из них имеют несколько разных слоев. В одном популярном дизайне, продаваемом под торговой маркой Halio, есть несколько поверхностей. Электрохромный слой зажат между двумя слоями полимера PVB (поливинилбутираль) с закаленным стеклом по обе стороны от него. Затем идет аргоновый изолирующий слой, низкоэмиссионное покрытие, и, наконец, слой салонного стекла. Электрохромные блоки также можно настроить по-разному: с более толстыми внешними слоями для обеспечения безопасности или защиты от атмосферных воздействий, различными покрытиями с низким уровнем излучения, большей или меньшей изоляцией и так далее. Некоторыми из них можно управлять автоматически с помощью приложений для смартфонов или с помощью проводного подключения к крыше. пиранометры (солнечные датчики), поэтому ваши окна автоматически затемняются, когда солнечный свет достаточно силен.

Наклеиваемые электрохромные пленки

Умные окна, которые мы рассматривали до сих пор, обычно устанавливаются как автономные блоки: вы установить целое окно со стеклом со специальным покрытием за большие деньги. Вы также можете получить технологию «умных окон» в несколько более дешевой форме: производители такие как Sonte и Smart Tint®, производят тонкую, самоклеящуюся и наклеивающуюся электрохромную пленку, которую вы можете наклеивать на существующие окна и включать и выключать с помощью простых приложений для смартфона.

В электрохромных пленках используется технология, аналогичная ЖК-дисплею. использует жидкие кристаллы под точным электронным управлением, чтобы изменить количество пропускаемого света. Когда ток включен, кристаллы выстраиваются в линию, как открывающиеся жалюзи, пропуская свет. прямо через; выключены, кристаллы ориентируются случайным образом, рассеивая любой свет, проходящий через в случайных направлениях, делая окна непрозрачными. Спектакль впечатляет. Согласно Smart Tint, его пленки имеют толщину 0,35 мм, пропускают около 98 процентов света, когда они чистые и переключиться примерно за треть секунды на их непрозрачное состояние, когда пропускаемый ими свет падает примерно на треть; они были протестированы на переключение вперед и назад более 3 миллионов раз. [4]

Анимация: Как работает электрохромная пленка: Пленка содержит жидкие кристаллы (синие). Когда ток выключен, кристаллы смотрят в случайных направлениях и рассеивают падающий свет, делая пленку непрозрачной. При включении тока кристаллы выравниваются, как открывающиеся жалюзи, пропуская практически весь свет.

Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?

Преимущества

Умные окна могут показаться диковинкой, но они имеют огромное экологическая выгода. В своем непрозрачном состоянии они блокируют практически весь (около 98 процентов) солнечный свет падает на них, поэтому они могут значительно снизить потребность в кондиционировании воздуха (как огромные затраты на его установку и ежедневные затраты на его эксплуатацию). [5] (View Glass, один из производителей, считает, что электрохромное стекло может разрезать пиковое потребление энергии для охлаждения и освещения примерно на 20 процентов. [6] ) Поскольку они работают от электричества, ими легко можно управлять с помощью системы умного дома. или датчик солнечного света, независимо от того, есть ли в здании люди или нет. По мнению ученых из Национального исследовательского центра Министерства энергетики США. Лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), такие окна могут сэкономить до одной восьмой части всей энергии, потребляемой зданиями в Соединенных Штатах каждый год; они используют только крошечные количества электричества для переключения с темного на светлый (100 окон используют примерно столько же энергии, сколько один лампа накаливания) поэтому сделайте огромная чистая экономия энергии в целом. [7] Другие преимущества умных окон включают конфиденциальность в щелчком выключателя (больше не нужно возиться с неуклюжим, пыльным шторы и жалюзи), удобство (автоматическое затемнение окон может спасти вашу обивку и фотографии от выцветания), и улучшенный безопасность (занавески с электроприводом, как известно, ненадежны).

Фото: Горячие штучки! Это тепловое (инфракрасное) изображение показывает, насколько сильно нагревается автомобиль, когда вы припарковываете его под прямыми солнечными лучами: цвета обозначают температуру: красный и желтый — самые горячие, а синий — самые низкие. Электрохромное стекло, устанавливаемое на автомобиль, может помочь решить эту проблему. Вы просто щелкнете выключателем, чтобы затемнить окна, когда вы припарковались, и машина будет красивой и прохладной, когда вы вернетесь! Фото предоставлено Министерства энергетики США.

Недостатки

Это факт, что стекло печатается электродами и причудливым металлом покрытие обойдется в несколько раз дороже, чем обычное стекло: одно большое интеллектуальное окно обычно входит в около 500–1000 долларов (около 500–1000 долларов за квадратный метр или 50–100 долларов за квадратный фут). [8] Есть также вопросы о том, насколько долговечны материалы, с текущим окна ухудшают свои эксплуатационные характеристики уже через 10–20 лет (намного более короткая жизнь, чем большинство домовладельцев ожидает от традиционных остекление). [9] Еще одним недостатком текущих окон является время, которое они занимают переход от прозрачного к непрозрачному и обратно. Некоторые технологии могут занять несколько минут (Halio указывает три минуты, чтобы его стекло полностью потемнело от прозрачного), хотя наклеиваемые электрохромные пленки намного быстрее, переходя от прозрачного к непрозрачному и обратно за меньшее время. чем секунда.

Как умные окна будут улучшаться в будущем?

Другой возможностью может быть комбинирование электрохромных окон. и солнечные батареи, чтобы вместо бесполезного отражения солнечный свет, затемненные умные окна могут поглощать эту энергию и сохранять ее Для последующего. Легко представить себе окна, в которых запечатлены некоторые падающая на них солнечная энергия в течение дня и накапливающая ее в батареях который может включать свет в вашем доме ночью, хотя, конечно, окно не может быть на 100 процентов прозрачным и работать на 100 процентов эффективно солнечная панель одновременно. Поступающая энергия либо передается через стекло или поглощается и хранится, но не то и другое одновременно. Окно, которое удвоилось как солнечное камера, скорее всего, потребует компромисса с обеих сторон: это будет относительно темная окно, даже если оно чистое, и гораздо менее эффективно улавливает энергию, чем действительно хорошая солнечная батарея.

В одном мы можем быть уверены, так это в том, что в будущем мы увидим гораздо больше электрохромных технологий!

Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?

Если вы немного разбираетесь в технологиях, идея электронного бутерброда, работающего за счет ионы лития между слоями могут просто звонить в колокол: это точно такой же принцип мы используем в перезаряжаемых литий-ионных батареях (в ноутбуках, мобильные телефоны и большинство электромобилей)!

Фото: Литий-ионный аккумулятор работает очень похоже на электрохромное окно.

В батарее мы используем электрический ток для перемещения ионов лития из одного слоя в другой, поэтому накопление энергии; когда ионы снова возвращаются, они высвобождают накопленную энергию, обычно в течение несколько часов от питания вашего ноутбука, мобильного телефона или другого портативного устройства. Когда дело доходит до аккумуляторов, мы стремимся хранить как можно больше энергии как можно дольше. что означает много ионов лития и очень массивное устройство. С другой стороны, когда мы заинтересованы в изготовлении электрохромных окон, нас гораздо больше интересует оптика. В каком слое находятся ионы лития, определяется, сколько света проходит через него, но в любом случае слои должен быть очень тонким, иначе устройство вообще не будет работать как окно. В электрохромных окнах движется относительно мало ионов по сравнению с литий-ионными батареями: окнам нужно темнеть или светлеть за секунды или минуты, а не за три-четыре часа, которые требуются для зарядки аккумулятора ноутбука!

Дальнейшее чтение

Очень сильное сходство между литий-ионными батареями и электрохромными окнами не случайно; если вы посмотрите патент Флойда Арнца и др. 1992 г. Методы изготовления твердотельных ионных устройств, самое первое предложение выдает игру, отмечая, что их изобретение представляет собой «устройство, которое можно использовать в качестве электрохромного окна и/или в качестве перезаряжаемой батареи». По мнению этих авторов, в обоих случаях могут использоваться одни и те же методы производства.

Узнайте больше

На этом сайте

Вам могут понравиться другие статьи на нашем сайте по похожим темам:

• Стекло (введение)
• Теплоотражающее (низкоэмиссионное) стекло
• Фотокаталитическое самоочищающееся стекло
• Фотохромное (светоактивное) стекло

На других сайтах

• Электрохромные дисплеи: В этом учебном пособии Матиаса Мареско из Гентского университета более подробно рассказывается об электрохромных материалах и о том, как их можно использовать в электронных дисплеях. [Архивировано через Wayback Machine.]

Статьи

Научно-популярные

• Наноструктурированное стекло может переключаться между блокировкой тепла и блокировкой света Декстер Джонсон. IEEE Spectrum, 23 июля 2015 г. Исследователи Техасского университета разрабатывают электрохромное стекло с более быстрым переключением.
• Гонка за окнами с электронной тонировкой накаляется, Мартин ЛаМоника. IEEE Spectrum, 18 июня 2013 г. Corning делает ставку на электрохромное стекло.
• Smart Windows: Energy Efficiency with a View: US DOE/NREL Newsroom, 22 января 2010 г. [Архивировано с помощью Wayback Machine.]
• Материал-хамелеон может переключаться между тремя цветами Аарон Роу. Wired, 20 апреля 2007 г. Корейские исследователи разработали материал, который меняет свой цвет, когда вы меняете ток, протекающий через него.
• «Умные» солнцезащитные очки и защитные очки позволяют пользователям регулировать оттенок и цвет от Ханны Хики. Вашингтонский университет, сегодня, 29 марта 2007 г. Как исследователи UW использовали электрохромные очки для разработки солнцезащитных очков, которые могут менять цвет или оттенок с помощью кнопки!
• Что такое электрохромный накладной ноготь?: The Guardian, 13 ноября 2003 г. : Испанские исследователи разработали электрохромные ногти, которые могут менять цвет при нажатии переключателя!
• Умное окно ждет вашей команды, Энн Айзенберг, The New York Times, 6 сентября 2001 г. Как электрохромные окна были развернуты на пассажирском реактивном самолете.

Более технический

• Тонкие пленки для применения в системах управления солнцем Сапна Шреста Кану и Рассел Бинионс, Proceedings: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 466, № 2113, 8 января 2010 г. Экологические преимущества электрохромных материалов и связанных с ними технологий.
• Новые электрохромные материалы Натали М. Роули и Роджера Дж. Мортимера, Science Progress, Vol. 85, № 3, 2002, стр. 243–262. Это хорошее (хотя и немного устаревшее) введение в электрохромную химию.
• Прогресс в области прочных и экономичных электрохромных оконных стекол, Н. Сбар и др., Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы, том 56, выпуски 3–4, 30 января 1999 г. , страницы 321–341.

Книги

• Электрохромные материалы и устройства Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россейнски и Пола М.С. Монка (редакторы). John Wiley & Sons, 2015. Первая часть этой книги посвящена электрохромным материалам и их изготовлению; вторая часть охватывает практические приложения и тематические исследования.
• Электрохромизм: основы и приложения Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. John Wiley & Sons, 2008. Охватывает физику и химию электрохромизма и приложений, начиная от окон и заканчивая безопасностью.
• Электрохромные материалы и приложения: Материалы Международного симпозиума Алины Ружье и др. (редакторы). Электрохимическое общество, 2003 г. Большой сборник недавних докладов международной конференции по этой теме.

Каталожные номера

1. ↑   Электрохромизм был обнаружен в твердом оксиде вольфрама (WO3) в 1969 году доктором Сатьеном К. Деб, как описано в статье, опубликованной в Appl. Опц., доп. 3, 192, а позже вспоминается в Воспоминания об открытии электрохромных явлений в оксидах переходных металлов, материалах для солнечной энергетики и солнечных элементах Том 39, выпуски 2–4, декабрь 1995 г., стр. 191–201. Есть еще краткая история технологии в «Электрохромизме: основы и приложения» Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. Джон Вили и сыновья, 2008 г., стр. 67.
2. ↑   Для получения дополнительной информации о виологенах см. «Глава 3: Электрохромные материалы и устройства на основе виологенов» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (ред.). Джон Вили и сыновья, 2015 г., стр. 57.
3. ↑   Наноструктуры обсуждаются в «Главе 9: Наноструктуры в электрохромных материалах» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (редакторы). John Wiley & Sons, 2015, стр. 251.
4. ↑   Данные из «Технического паспорта Smart Tint», SmartTint, (без даты).
5. ↑   Цифра 98 процентов взята из Smart Windows: Energy Efficiency with a View, NREL Newsroom, 2010. На веб-сайте SmartTint указан показатель в 95 процентов только для блокировки инфракрасного излучения.
6. ↑   View указывает на 20-процентную экономию электроэнергии на освещение и ОВКВ и на 23-процентное снижение пиковой энергии охлаждения по сравнению с высокопроизводительными энергосберегающими окнами в [PDF] Энергетические преимущества View Dynamic Glass на рабочих местах, стр. 3.
7. ↑   Smart Windows: энергоэффективность с обзором, отдел новостей NREL, 2010 г.
8. ↑   Цены сильно различаются, но я думаю, что мои приблизительные цифры все еще в целом нормально. Я получил свои 1000 долларов за квадратный метр от NREL, в частности Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г. 1000 евро за квадратный метр указаны Г. Лефтериотисом, П. Яноулисом, 3.10 — Остекление и покрытия, In Comprehensive Renewable Energy , под редакцией Ali Sayigh, Elsevier Ltd, 2012.
9. ↑   Моя продолжительность жизни оценивается от Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г. Более поздние онлайн-оценки, по-видимому, находятся в диапазоне 20–30 лет.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2011, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Smart Tint является зарегистрированным товарным знаком Smart Tint, Inc.

Halio является товарным знаком Kinestral Technologies, Inc.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2011/2022) Электрохромные окна. Получено с https://www.explainthatstuff.com/electrochromic-windows.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Бибтекс

@misc{woodford_electrochromic, автор = «Вудфорд, Крис», title = «Электрохромные окна», publisher = «Объясните это», год = «2011», url = «https://www.explainthatstuff.com/electrochromic-windows.html», URL-адрес = «2022-12-05» }

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Связь
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и приборы
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают электрохромные (умные) окна?

Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Электрохромные (умные) окна

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 5 декабря 2022 г.

То видите, то нет! У вас когда-нибудь был один из тех дней когда Солнце не знает, взойдет оно или уйдет, подсказывает тебе продолжать открывать и закрывать жалюзи, чтобы вы может читать слова на экране компьютера или остановить мебель от выцветания? Это будет незадолго до того, как мы отправим это особая проблема для истории, благодаря прибытию электрохромное стекло («умное» стекло), которое меняет цвет со светлого на темный (от прозрачного до непрозрачного) и обратно одним нажатием кнопки. Это относительно простой, удивительно удобный (не более блеклый обивка!) и имеет огромный экологические преимущества. Как именно это работает? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Забудьте о шторах, забудьте о жалюзи! «Умные окна» из электрохромного стекла превращаются из прозрачного в матовое и обратно по щелчку выключателя. Некоторые сделаны из специального стекла; некоторые пластиковые пленки добавлены сверху из обычного стекла.

Содержание

1. Что такое электрохромное стекло?
2. Как работает электрохромное стекло?
3. Наклеиваемые электрохромные пленки
4. Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?
5. Как умные окна будут улучшаться в будущем?
6. Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?
7. Узнать больше

Что такое электрохромное стекло?

Стекло — удивительный материал, и наши здания были бы темными, грязно, холодно и сыро без него. Но у него есть и свои недостатки. Это пропускает свет и тепло, даже когда вы этого не хотите к. В ослепительный летний день, чем больше тепла («солнечного усиления»), входит в ваше здание, тем больше вам нужно будет использовать свой кондиционер — ужасная трата энергия, которая стоит вам денег и наносит вред окружающей среде. Вот почему большинство окон в домах и офисы оборудованы шторами или жалюзи. Если вы в дизайн интерьера и реконструкция, вы можете подумать, что такая мебель аккуратные и привлекательные, но в холодном, практическом, научном смысле они неприятность. Давайте будем честными: шторы и жалюзи — это технологический хлам, компенсирующий большой встроенный недостаток стекла: он прозрачный (или полупрозрачный), даже если вы этого не хотите.

С начала 20 века люди привыкли к идее здания, которые все больше автоматизируются. У нас есть электрические стиральные машины для одежды, посудомоечные машины, пылесосы и многое другое. Так почему не подходят нашим домам с электрическими окнами, которые могут меняться от прозрачного до автоматически темнеет? Умные окна (также называемые именами умное стекло, переключаемые окна и динамические окна) делают именно это, используя научную идею, называемую электрохромизм, при котором материалы меняют цвет (или переключаются с от прозрачного до непрозрачного) при подаче электрического напряжения на их. Обычно умные окна начинают с голубоватого цвета и постепенно (в течение нескольких минут) становятся прозрачными при прохождении через них электрического тока.

Фото: Электрохромное стекло меняет цвет под электрическим управлением: Слева: Здесь оно прозрачное и очень похоже на обычное стекло; Справа: приложите небольшое напряжение, и он станет непрозрачным (голубоватым и темным). Фотографии Уоррена Гретца предоставлены Министерство энергетики США/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Как работает классическое электрохромное стекло?

Существует довольно много различных видов электрохромного стекла: некоторые просто затемняются (например, фотохромные солнцезащитные очки, которые темнеют на солнце), одни темнеют и становятся полупрозрачными, а другие становятся зеркальными и непрозрачными. Каждый тип основан на своей технологии, и здесь я подробно опишу только одну из них: оригинальная технология, открытая доктором Сатьеном К. Деб в 1969, и на основе движения ионов лития в оксидах переходных металлов (таких как оксид вольфрама). [1] (Литий, как вы, вероятно, знаете, наиболее известен как химический элемент внутри перезаряжаемых литий-ионных батарей.)

Обычные окна изготавливаются из цельного вертикального стекла и стеклопакеты состоят из двух стекол, разделенных воздушной прослойкой для улучшения теплоизоляции и звукоизоляция (чтобы сохранить тепло и шум с одной или другой стороны). Более сложные окна (с использованием низкоэмиссионное теплоотражающее стекло) покрыты тонким слоем металлических химикатов, поэтому зимой в вашем доме будет тепло, а летом прохладно. Электрохромные окна работают примерно так, только покрытия из оксидов металлов, которые они используют, намного сложнее и наносится процессами, аналогичными тем, которые используются при производстве интегральные схемы (кремниевые компьютерные микросхемы).

Хотя мы часто говорим об «электрохромном стекле», такое окно может быть изготовлено из стекла или пластика (технически называемого «подложкой» или основным материалом), покрытого несколькими тонкими слоями в процессе, известном как напыление (точный способ нанесения тонких пленок одного материала на другой). На его внутренней поверхности (лицом к вашему дому) окно имеет двойной сэндвич из пяти ультратонких слоев: разделитель посередине два электрода (тонкие электрические контакты) по обе стороны от сепаратора и затем два прозрачных электрических контактных слоя по обе стороны от электроды. Основной принцип работы включает литий ионы (положительно заряженные атомы лития — с отсутствующими электронами), которые мигрируют туда и обратно между двумя электродами через сепаратор. Обычно, когда окно чистое, ионы лития находятся в самом внутреннем электроде (это слева на схеме, которую вы можно увидеть здесь), который сделан из чего-то вроде оксида лития-кобальта (LiCoO2). При подаче небольшого напряжения на электроды, ионы мигрируют через сепаратор в крайний электрод (тот, что справа на этой диаграмме). Когда они «впитываются» в этот слой (который состоит из чего-то вроде поликристаллического оксид вольфрама, WO3), они заставляют его отражать свет, эффективно делая его непрозрачным. Они остаются там сами по себе, пока напряжение не изменится на противоположное, что заставит их двигаться. назад, чтобы окно снова стало прозрачным. Сила не нужна, чтобы поддерживать электрохромные окна в их прозрачном или темном состоянии — только для изменения их из одного состояния в другое.

Анимация: Как работает электрохромное окно: Подайте напряжение на внешние контакты (проводники) и ионы лития (показанные здесь синими кружками) перемещаются от самого внутреннего электрода к самому внешнему (слева направо на этой схеме) . Окно отражает больше света и пропускает меньше, в результате чего оно кажется непрозрачным (темным). Слои представляют собой очень тонкие покрытия, нанесенные на увесистый кусок стекла или пластика, известный как подложка (здесь не показан для ясности).

Рекламные ссылки

Другие технологии

Итак, ионно-литиевые, какие еще технологии доступны? Вот некоторые из них:

• Вместо того, чтобы размещать разделитель между электродными слоями, мы можем иметь электрохромный материал (краситель), который меняет цвет при прохождении через него тока. Это похоже на то, что происходит в фотохромных солнцезащитных очках, но под точным электрическим управлением. Химические красители, работающие электрохромно включают виологены, которые обратимо меняются между прозрачным и синим или зеленым. [2]
• Мы можем использовать нанокристаллы (пример нанотехнологии, который работает в атомном масштабе, примерно в 1000 раз меньше того, что мы называем микроскопическим) в целом аналогично, чтобы позволить большему или меньшему количеству света проходить через умное окно. [3]

Конфигурации

Различные типы электрохромных окон имеют разные конфигурации, но большинство из них имеют несколько разных слоев. В одном популярном дизайне, продаваемом под торговой маркой Halio, есть несколько поверхностей. Электрохромный слой зажат между двумя слоями полимера PVB (поливинилбутираль) с закаленным стеклом по обе стороны от него. Затем идет аргоновый изолирующий слой, низкоэмиссионное покрытие, и, наконец, слой салонного стекла. Электрохромные блоки также можно настроить по-разному: с более толстыми внешними слоями для обеспечения безопасности или защиты от атмосферных воздействий, различными покрытиями с низким уровнем излучения, большей или меньшей изоляцией и так далее. Некоторыми из них можно управлять автоматически с помощью приложений для смартфонов или с помощью проводного подключения к крыше. пиранометры (солнечные датчики), поэтому ваши окна автоматически затемняются, когда солнечный свет достаточно силен.

Наклеиваемые электрохромные пленки

Умные окна, которые мы рассматривали до сих пор, обычно устанавливаются как автономные блоки: вы установить целое окно со стеклом со специальным покрытием за большие деньги. Вы также можете получить технологию «умных окон» в несколько более дешевой форме: производители такие как Sonte и Smart Tint®, производят тонкую, самоклеящуюся и наклеивающуюся электрохромную пленку, которую вы можете наклеивать на существующие окна и включать и выключать с помощью простых приложений для смартфона.

В электрохромных пленках используется технология, аналогичная ЖК-дисплею. использует жидкие кристаллы под точным электронным управлением, чтобы изменить количество пропускаемого света. Когда ток включен, кристаллы выстраиваются в линию, как открывающиеся жалюзи, пропуская свет. прямо через; выключены, кристаллы ориентируются случайным образом, рассеивая любой свет, проходящий через в случайных направлениях, делая окна непрозрачными. Спектакль впечатляет. Согласно Smart Tint, его пленки имеют толщину 0,35 мм, пропускают около 98 процентов света, когда они чистые и переключиться примерно за треть секунды на их непрозрачное состояние, когда пропускаемый ими свет падает примерно на треть; они были протестированы на переключение вперед и назад более 3 миллионов раз. [4]

Анимация: Как работает электрохромная пленка: Пленка содержит жидкие кристаллы (синие). Когда ток выключен, кристаллы смотрят в случайных направлениях и рассеивают падающий свет, делая пленку непрозрачной. При включении тока кристаллы выравниваются, как открывающиеся жалюзи, пропуская практически весь свет.

Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?

Преимущества

Умные окна могут показаться диковинкой, но они имеют огромное экологическая выгода. В своем непрозрачном состоянии они блокируют практически весь (около 98 процентов) солнечный свет падает на них, поэтому они могут значительно снизить потребность в кондиционировании воздуха (как огромные затраты на его установку и ежедневные затраты на его эксплуатацию). [5] (View Glass, один из производителей, считает, что электрохромное стекло может разрезать пиковое потребление энергии для охлаждения и освещения примерно на 20 процентов. [6] ) Поскольку они работают от электричества, ими легко можно управлять с помощью системы умного дома. или датчик солнечного света, независимо от того, есть ли в здании люди или нет. По мнению ученых из Национального исследовательского центра Министерства энергетики США. Лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), такие окна могут сэкономить до одной восьмой части всей энергии, потребляемой зданиями в Соединенных Штатах каждый год; они используют только крошечные количества электричества для переключения с темного на светлый (100 окон используют примерно столько же энергии, сколько один лампа накаливания) поэтому сделайте огромная чистая экономия энергии в целом. [7] Другие преимущества умных окон включают конфиденциальность в щелчком выключателя (больше не нужно возиться с неуклюжим, пыльным шторы и жалюзи), удобство (автоматическое затемнение окон может спасти вашу обивку и фотографии от выцветания), и улучшенный безопасность (занавески с электроприводом, как известно, ненадежны).

Фото: Горячие штучки! Это тепловое (инфракрасное) изображение показывает, насколько сильно нагревается автомобиль, когда вы припарковываете его под прямыми солнечными лучами: цвета обозначают температуру: красный и желтый — самые горячие, а синий — самые низкие. Электрохромное стекло, устанавливаемое на автомобиль, может помочь решить эту проблему. Вы просто щелкнете выключателем, чтобы затемнить окна, когда вы припарковались, и машина будет красивой и прохладной, когда вы вернетесь! Фото предоставлено Министерства энергетики США.

Недостатки

Это факт, что стекло печатается электродами и причудливым металлом покрытие обойдется в несколько раз дороже, чем обычное стекло: одно большое интеллектуальное окно обычно входит в около 500–1000 долларов (около 500–1000 долларов за квадратный метр или 50–100 долларов за квадратный фут). [8] Есть также вопросы о том, насколько долговечны материалы, с текущим окна ухудшают свои эксплуатационные характеристики уже через 10–20 лет (намного более короткая жизнь, чем большинство домовладельцев ожидает от традиционных остекление). [9] Еще одним недостатком текущих окон является время, которое они занимают переход от прозрачного к непрозрачному и обратно. Некоторые технологии могут занять несколько минут (Halio указывает три минуты, чтобы его стекло полностью потемнело от прозрачного), хотя наклеиваемые электрохромные пленки намного быстрее, переходя от прозрачного к непрозрачному и обратно за меньшее время. чем секунда.

Как умные окна будут улучшаться в будущем?

Другой возможностью может быть комбинирование электрохромных окон. и солнечные батареи, чтобы вместо бесполезного отражения солнечный свет, затемненные умные окна могут поглощать эту энергию и сохранять ее Для последующего. Легко представить себе окна, в которых запечатлены некоторые падающая на них солнечная энергия в течение дня и накапливающая ее в батареях который может включать свет в вашем доме ночью, хотя, конечно, окно не может быть на 100 процентов прозрачным и работать на 100 процентов эффективно солнечная панель одновременно. Поступающая энергия либо передается через стекло или поглощается и хранится, но не то и другое одновременно. Окно, которое удвоилось как солнечное камера, скорее всего, потребует компромисса с обеих сторон: это будет относительно темная окно, даже если оно чистое, и гораздо менее эффективно улавливает энергию, чем действительно хорошая солнечная батарея.

В одном мы можем быть уверены, так это в том, что в будущем мы увидим гораздо больше электрохромных технологий!

Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?

Если вы немного разбираетесь в технологиях, идея электронного бутерброда, работающего за счет ионы лития между слоями могут просто звонить в колокол: это точно такой же принцип мы используем в перезаряжаемых литий-ионных батареях (в ноутбуках, мобильные телефоны и большинство электромобилей)!

Фото: Литий-ионный аккумулятор работает очень похоже на электрохромное окно.

В батарее мы используем электрический ток для перемещения ионов лития из одного слоя в другой, поэтому накопление энергии; когда ионы снова возвращаются, они высвобождают накопленную энергию, обычно в течение несколько часов от питания вашего ноутбука, мобильного телефона или другого портативного устройства. Когда дело доходит до аккумуляторов, мы стремимся хранить как можно больше энергии как можно дольше. что означает много ионов лития и очень массивное устройство. С другой стороны, когда мы заинтересованы в изготовлении электрохромных окон, нас гораздо больше интересует оптика. В каком слое находятся ионы лития, определяется, сколько света проходит через него, но в любом случае слои должен быть очень тонким, иначе устройство вообще не будет работать как окно. В электрохромных окнах движется относительно мало ионов по сравнению с литий-ионными батареями: окнам нужно темнеть или светлеть за секунды или минуты, а не за три-четыре часа, которые требуются для зарядки аккумулятора ноутбука!

Дальнейшее чтение

Очень сильное сходство между литий-ионными батареями и электрохромными окнами не случайно; если вы посмотрите патент Флойда Арнца и др. 1992 г. Методы изготовления твердотельных ионных устройств, самое первое предложение выдает игру, отмечая, что их изобретение представляет собой «устройство, которое можно использовать в качестве электрохромного окна и/или в качестве перезаряжаемой батареи». По мнению этих авторов, в обоих случаях могут использоваться одни и те же методы производства.

Узнайте больше

На этом сайте

Вам могут понравиться другие статьи на нашем сайте по похожим темам:

• Стекло (введение)
• Теплоотражающее (низкоэмиссионное) стекло
• Фотокаталитическое самоочищающееся стекло
• Фотохромное (светоактивное) стекло

На других сайтах

• Электрохромные дисплеи: В этом учебном пособии Матиаса Мареско из Гентского университета более подробно рассказывается об электрохромных материалах и о том, как их можно использовать в электронных дисплеях. [Архивировано через Wayback Machine.]

Статьи

Научно-популярные

• Наноструктурированное стекло может переключаться между блокировкой тепла и блокировкой света Декстер Джонсон. IEEE Spectrum, 23 июля 2015 г. Исследователи Техасского университета разрабатывают электрохромное стекло с более быстрым переключением.
• Гонка за окнами с электронной тонировкой накаляется, Мартин ЛаМоника. IEEE Spectrum, 18 июня 2013 г. Corning делает ставку на электрохромное стекло.
• Smart Windows: Energy Efficiency with a View: US DOE/NREL Newsroom, 22 января 2010 г. [Архивировано с помощью Wayback Machine.]
• Материал-хамелеон может переключаться между тремя цветами Аарон Роу. Wired, 20 апреля 2007 г. Корейские исследователи разработали материал, который меняет свой цвет, когда вы меняете ток, протекающий через него.
• «Умные» солнцезащитные очки и защитные очки позволяют пользователям регулировать оттенок и цвет от Ханны Хики. Вашингтонский университет, сегодня, 29 марта 2007 г. Как исследователи UW использовали электрохромные очки для разработки солнцезащитных очков, которые могут менять цвет или оттенок с помощью кнопки!
• Что такое электрохромный накладной ноготь?: The Guardian, 13 ноября 2003 г. : Испанские исследователи разработали электрохромные ногти, которые могут менять цвет при нажатии переключателя!
• Умное окно ждет вашей команды, Энн Айзенберг, The New York Times, 6 сентября 2001 г. Как электрохромные окна были развернуты на пассажирском реактивном самолете.

Более технический

• Тонкие пленки для применения в системах управления солнцем Сапна Шреста Кану и Рассел Бинионс, Proceedings: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 466, № 2113, 8 января 2010 г. Экологические преимущества электрохромных материалов и связанных с ними технологий.
• Новые электрохромные материалы Натали М. Роули и Роджера Дж. Мортимера, Science Progress, Vol. 85, № 3, 2002, стр. 243–262. Это хорошее (хотя и немного устаревшее) введение в электрохромную химию.
• Прогресс в области прочных и экономичных электрохромных оконных стекол, Н. Сбар и др., Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы, том 56, выпуски 3–4, 30 января 1999 г. , страницы 321–341.

Книги

• Электрохромные материалы и устройства Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россейнски и Пола М.С. Монка (редакторы). John Wiley & Sons, 2015. Первая часть этой книги посвящена электрохромным материалам и их изготовлению; вторая часть охватывает практические приложения и тематические исследования.
• Электрохромизм: основы и приложения Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. John Wiley & Sons, 2008. Охватывает физику и химию электрохромизма и приложений, начиная от окон и заканчивая безопасностью.
• Электрохромные материалы и приложения: Материалы Международного симпозиума Алины Ружье и др. (редакторы). Электрохимическое общество, 2003 г. Большой сборник недавних докладов международной конференции по этой теме.

Каталожные номера

1. ↑   Электрохромизм был обнаружен в твердом оксиде вольфрама (WO3) в 1969 году доктором Сатьеном К. Деб, как описано в статье, опубликованной в Appl. Опц., доп. 3, 192, а позже вспоминается в Воспоминания об открытии электрохромных явлений в оксидах переходных металлов, материалах для солнечной энергетики и солнечных элементах Том 39, выпуски 2–4, декабрь 1995 г., стр. 191–201. Есть еще краткая история технологии в «Электрохромизме: основы и приложения» Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. Джон Вили и сыновья, 2008 г., стр. 67.
2. ↑   Для получения дополнительной информации о виологенах см. «Глава 3: Электрохромные материалы и устройства на основе виологенов» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (ред.). Джон Вили и сыновья, 2015 г., стр. 57.
3. ↑   Наноструктуры обсуждаются в «Главе 9: Наноструктуры в электрохромных материалах» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (редакторы). John Wiley & Sons, 2015, стр. 251.
4. ↑   Данные из «Технического паспорта Smart Tint», SmartTint, (без даты).
5. ↑   Цифра 98 процентов взята из Smart Windows: Energy Efficiency with a View, NREL Newsroom, 2010. На веб-сайте SmartTint указан показатель в 95 процентов только для блокировки инфракрасного излучения.
6. ↑   View указывает на 20-процентную экономию электроэнергии на освещение и ОВКВ и на 23-процентное снижение пиковой энергии охлаждения по сравнению с высокопроизводительными энергосберегающими окнами в [PDF] Энергетические преимущества View Dynamic Glass на рабочих местах, стр. 3.
7. ↑   Smart Windows: энергоэффективность с обзором, отдел новостей NREL, 2010 г.
8. ↑   Цены сильно различаются, но я думаю, что мои приблизительные цифры все еще в целом нормально. Я получил свои 1000 долларов за квадратный метр от NREL, в частности Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г. 1000 евро за квадратный метр указаны Г. Лефтериотисом, П. Яноулисом, 3.10 — Остекление и покрытия, In Comprehensive Renewable Energy , под редакцией Ali Sayigh, Elsevier Ltd, 2012.
9. ↑   Моя продолжительность жизни оценивается от Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г. Более поздние онлайн-оценки, по-видимому, находятся в диапазоне 20–30 лет.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2011, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Smart Tint является зарегистрированным товарным знаком Smart Tint, Inc.

Halio является товарным знаком Kinestral Technologies, Inc.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.