Одна из важнейших характеристик стеклопакета — его сопротивление теплопередаче. Этот параметр экспериментально определяют по методике [1] и, как правило, с использованием универсальной климатической камеры, позволяющей испытывать и другие виды строительных конструкций. Такие камеры крупногабаритные и оснащены дорогим и сложным холодильным, а также другими видами оборудования. Вследствие этого они рентабельны лишь при эксплуатации в крупных центрах, специализирующихся на испытаниях и сертификации разнообразных строительных конструкций. Само же испытание в них стеклопакета довольно длительно и дорого. Вследствие этого предприятия - изготовители стеклопакетов обычно производят контроль их сопротивления теплопередаче только лишь при первичной сертификации продукции, а затем — при периодических испытаниях один раз в два года.


Сопротивление теплопередаче стеклопакета зависит не только от конструкции, но и от качества выполнения основных технологических операций при его изготовлении: нанесения энергоэффективных покрытий на стекла, герметизации и заполнения сухим газом с низкой теплопроводностью. Таким образом, контроль сопротивления теплопередаче может рассматриваться как интегральный способ контроля качества всего технологического процесса производства стеклопакетов. И его желательно осуществлять регулярно в процессе производства на отобранных образцах продукции. Такой подход к контролю качества вызвал необходимость создания для предприятий-изготовителей стеклопакетов специализированной установки, обеспечивающей условия испытаний, нормированные межгосударственным стандартом [1] и занимающей относительно небольшую площадь, с механизированными и автоматизированными процессами подготовки и измерений — для обслуживания ее одним оператором.

Сотрудниками Института технической теплофизики НАН Украины по заказу фирмы «Технолуч», производителя энергоэффективных стеклопакетов и стекол, разработана установка ИТС-3, предназначенная для определения сопротивления теплопередаче стеклопакетов. Внешний вид установки в рабочем состоянии показан на рисунке 1, а его функционально-структурная схема — на рисунке 2.

МХО — модуль холодного отсека; МТО — модуль теплого отсека; МДС — модуль держателя стеклопакета; МА — морозильный агрегат; ПУМА — пульт управления МА; БВ — блок вентиляторов; Л — лампа осветительная; ТХК — термопары; ПТП — преобразователи теплового потока; ИВл — измеритель влажности; УТСС — устройство термостатирования свободных спаев термопар; ПК — персональный компьютер с программным обеспечением ПО; ИИУ — информационно-измерительное устройство; КОМ — коммутатор; УС — усилитель; АЦП — аналогово-цифровой преобразователь; МП — микропроцессор; ВИЛ — вторичный источник питания; RS-232 — интерфейс; БЭР — блок электронных регуляторов: Р1 — регулятор скорости обдува; УЗС — устройство задания скорости; РУВ — регулятор угла включения; БПЛ — блок питания лампы Л; Р2 — регулятор температуры УТСС; РЗ — регулятор температуры МТО; УЗТ — устройство задания температуры; ВИП — вторичный источник питания; TV — трансформаторы; А — выпрямители-стабилизаторы; VS — симисторы 
Рис 2. Функционально-структурная схема ИТС-3
.
 
 
В комплексе реализован метод косвенного измерения термического сопротивления и сопротивления теплопередаче стеклопакетов путем прямых измерений поверхностной плотности теплового потока через испытуемый стеклопакет и температур поверхностей стеклопакета.
 
Комплекс представляет собой функционально объединенные малогабаритную передвижную климатическую камеру, средства регулирования тепловых режимов, первичные преобразователи и устройства, обеспечивающие прием, обработку измерительной информации, а затем передачу ее в персональный компьютер для дальнейшей обработки по соответствующей программе.
 
Малогабаритная передвижная климатическая камера, предназначенная для задания требуемых климатических условий по обе стороны от испытуемого стеклопакета, содержит три модуля:
 — модуль холодного отсека (МХО), который выполнен на базе морозильной камеры фирмы “Whirlpool” и предназначен для задания температуры и коэффициента теплоотдачи, соответствующих зимним погодным условиям;

— модуль держателя стеклопакета (МДС), который представляет собой подвижную стойку, с дере¬вянной рамой, в которую устанав¬ливают испытуемый стеклопакет;

— модуль теплого отсека (МТО), предназначенный для задания температурно-влажностных условий, соответствующих отапливаемому помещению.

Морозильная камера МХО жестко закреплена на специальной подставке, которая имеет колесики, позволяющие перемещать МХО по полу, а также опорные винты для ее жесткого фиксирования на полу в требуемом месте рабочего помещения. Дверь морозильной камеры заменена переходным модулем, плотно стыкованным по периметру проема морозильной камеры. Переходный модуль выполнен в виде деревянной прямоугольной рамы, внутри которой установлен двухкамерный стеклопакет с образованными от него снизу и сверху циркуляционными каналами. Через них при испытаниях осуществляется обдув холодным воздухом из морозильной камеры поверхности стеклопакета, обращенного лицом к воздушному потоку. В циркуляционных каналах установлены специальные жалюзи для снижения гидравлического сопротивления на повороте газового потока. Обдув холодной поверхности стеклопакета охлажденным в морозильной камере воздухом с требуемым коэффициентом теплообмена происходит с помощью установленных в ней четырех вентиляторов.

МДС представляет собой сварную передвижную стойку, на которой закреплена деревянная прямоугольная рама, предназначенная для установки в ней образца испытуемого стеклопакета. Стойка снабжена механическими замками — защелками, посредством которых обеспечена возможность поворота рамы со стеклопакетом из вертикального положения в горизонтальное и наоборот.

При горизонтальном положении рамы осуществляют установку в нее стеклопакета и размещение на его поверхности измерительных преобразователей. Для облегчения установки стеклопакета в раму в составе установки ИТС-3 имеется специальный сервисный стол с подъемным механизмом. После установки и закрепления испытуемого стеклопакета в МДС на его поверхность устанавливают первичные преобразователи теплового потока и температуры, а затем переводят раму в вертикальное положение и плотно пристыковывают к МХО.

На стойке МДС, с наружной стороны деревянной рамы, установлен тепловой блок устройства термостатирования свободных спаев УТСС. Блок содержит цилиндрическое медное ядро с вертикальными гнездами: по центру — под образцовый ртутный термометр, а по периферии — под термостатируемые свободные спаи термопар. По боковой поверхности цилиндра размещен электрический нагреватель, а в теле — термометр сопротивления. Электронагреватель и термометр сопротивления являются элементами системы автоматического регулирования температуры УТСС, которая поддерживается на уровне +50 °С со стабильностью не хуже 0,1 °С.
МТО представляет собой сварную подвижную стойку, на которой жестко закреплена деревянная прямоугольная рама. Задняя стенка рамы выполнена из двухкамерного стеклопакета с энергоэффективным покрытием стекол. Этот стеклопакет предназначен для теп¬лоизоляции внутреннего объема теплого отсека от рабочего помещения.