Содержание:
1. Назначение обогреваемых зеркал
2. Обогрев зеркал - средство повышения безопасности движения.
3. Обогрев зеркал - средство повышения комфортабельности автомобиля.
4. Принцип действия обогреваемого зеркала.
5. Конструкция обогреваемых зеркал.
6. Характеристики систем обогрева зеркал:
Характеристики систем обогрева.
Время прогрева до рабочей температуры
Превышение температуры поверхности зеркала над температурой окружающей среды.
Время растапливания наледи.
Удельная тепловая мощность.
Коэффициент полезного действия.
7. Сравнение систем обогрева различных типов
Общая характеристика проволочного нагревателя.
Характеристика нагревателя на основе печатных проводников.
Характеристика пленочного нагревателя.
Нагреватель для зеркал заднего вида НПП "ЭРГОТЕХ".
Как изготавливается нагреватель НПП "ЭРГОТЕХ".
8. Способы подключения обогреваемых зеркал
9. Установка обогреваемых зеркал.
1. Назначение обогреваемых зеркал.
Обогрев удаляет с поверхности зеркала влагу, снег и наледь. В результате зеркало остается чистым при движении в метель, в тумане, при сильном морозе или дожде. Это обеспечивает наилучшую видимость в наиболее сложных погодных условиях. Система обогрева растопит также наледь на зеркале, обледеневшем во время стоянки. Наличие в зеркале системы обогрева особенно актуально для регионов с влажным или морозным климатом, к которым, без сомнения, может быть отнесена большая часть территории России и практически вся часть территории Украины.
2. Обогрев зеркал - средство повышения безопасности движения.
Обогреваемое зеркало обеспечивает наилучший обзор при движении в дождь, в метель, в тумане, при сильном морозе. Именно в этих условиях опасность управления автомобилем наиболее высока из-за погодных условий: недостаточной видимости, мокрой или обледеневшей дороги. Очевидно, что хорошая видимость в зеркалах сокращает время, необходимое для оценки дорожной обстановки позади автомобиля, тем самым, позволяет водителю меньше отвлекаться от управления автомобилем. А это впрямую повышает безопасность управления. Водители автомобилей, чьи зеркала не оснащены обогревом, согласятся, что бывают случаи, когда перестроение в другой ряд приходится производить «наощупь», и это очень опасно!
3. Обогрев зеркал - средство повышения комфортабельности автомобиля.
Зеркало, запотевшее при движении в тумане, или забрызганное в дождь, или занесённое снегом приходится периодически протирать, а значит - опускать стекло двери, впуская в салон холод и влагу уличного воздуха, шум и грязь дороги. Обогреваемое зеркало не требует протирания! Кроме того, с зеркала, обледеневшего за время стоянки, приходится отскребать наледь. Этот процесс долгий и неприятный, особенно в сильный мороз. Для обогреваемого зеркала это не проблема. Достаточно включить обогрев, и наледь исчезнет быстрее, чем прогреется двигатель! Повышение комфорта налицо.
4. Принцип действия обогреваемого зеркала.
Влага с зеркала удаляется за счет испарения, происходящего вследствие разницы температур поверхности зеркала и окружающей среды. Наледь и снег под воздействием нагрева первоначально растапливаются, избыток влаги стекает, а остатки испаряются. Нагрев осуществляется электрическим током от бортовой сети автомобиля. Типичное для существующих конструкций обогреваемых зеркал превышение температуры зеркала над температурой окружающей среды составляет 50..70 oC. Это означает, что обогрев сохраняет свою эффективность вплоть до температуры воздуха -50 oC.
5. Конструкция обогреваемых зеркал.
Для обеспечения прогрева в конструкцию зеркала вводится специальный резистивный элемент. При пропускании через этот элемент электрического тока происходит выделение тепла. Наличие такого элемента является общим для всех конструкций обогреваемых зеркал. В целях экономии потребляемой электроэнергии и повышения скорости прогрева нагревательный элемент устанавливают в непосредственном контакте с отражающим элементом (стеклом) зеркала. Существующие обогреваемые зеркала можно классифицировать на три основных типа, различающиеся конструкцией нагревательного элемента. Схематическое изображение этих конструкций представлено на рис.1.
Рис.1.
а). Нагреватель I типа (проволочный). 1 - стекло отражателя, 2 - зеркальный отражающий слой, 3 - слой клея или липкой ленты, 4 - электроизолирующая обкладка нагревателя, 5 - спираль нагревателя, 6 - воздушный зазор.
б). Нагреватель II типа (на основе печатных проводников). 6 - печатные проводники, остальные обозначения аналогично рис.1.а.
в). Нагреватель III типа (пленочный). 1 - стекло отражателя, 7 - нагревательный слой, одновременно выполняющий функцию отражающего, 8 – антикоррозийная и теплоизолирующая защитная пленка.
Простейший нагреватель (рис.1.а.) представляет собой проволоку из резистивного сплава, выгнутую в виде плоского меандра и запрессованную между двумя слоями термостойкого материала, обеспечивающими электрическую изоляцию и защиту проволоки от воздействий окружающей среды. Нагреватель фиксируется на поверхности отражающего элемента с помощью клея, липкой ленты или механически.
Нагреватели II типа (рис.1.б) по конструкции аналогичны описанным выше. Однако в этом случае резистивный элемент выполнен методами трафаретной печати проводящими пастами на тонкой полимерной пленке, что обеспечивает по сравнению с первым типом меньшую толщину проводников и меньший интервал между ними. Нагреватель фиксируется к стеклу отражателя на клей или с помощью двусторонней липкой ленты.
Нагреватели III типа (рис.1.в) выполняются в едином конструктиве с отражателем. Резистивный элемент формируется непосредственно на обратной стороне стекла отражателя в виде сплошной пленки. Резистивная пленка может одновременно выполнять и функцию зеркального слоя, при этом возможно обеспечение дополнительных свойств зеркал, в частности, антиослепляющего эффекта. Пленка наносится современными технологическими методами вакуумного напыления. С тыльной стороны имеется защитно-декоративное покрытие - липкая полимерная лента.
6. Характеристики систем обогрева зеркал:
Характеристики систем обогрева.
Для сравнения систем обогрева зеркал используются следующие характеристики: время прогрева до рабочей температуры, превышение температуры поверхности зеркала над температурой окружающей среды, удельная тепловая мощность и коэффициент полезного действия, а также экономические характеристики: стоимость системы обогрева и ремонтопригодность.
Время прогрева до рабочей температуры.
Определяет скорость удаления влаги или наледи с поверхности зеркала при первичном его включении.
Превышение температуры поверхности зеркала над температурой окружающей среды.
Определяет минимальную температуру воздуха, при которой эффективен обогрев. Эта величина характеризует также быстроту оттаивания зеркала и удаления влаги при более высоких температурах воздуха. Чем больше эта величина, тем быстрее очищается зеркало.
Время растапливания наледи.
Не все автомобилисты разбираются в электро- и теплотехнике, поэтому не каждый сможет правильно оценить, что означают указанные в паспорте или на упаковке зеркала значения мощности системы обогрева, потребляемого ею тока или превышения температуры зеркала над температурой окружающей среды. Наглядной характеристикой эффективности обогреваемого зеркала является быстрота растапливания наледи. Эту характеристику определяют опытным путем, измеряя время, за которое растапливается искусственно созданный на зеркале слой льда толщиной 2,5-3 мм. Измерения проводят обычно при температуре воздуха –15оС и в отсутствие сильного воздушного обдува исследуемого зеркала. Для современных эффективных систем обогрева время растапливания наледи составляет не более 2-3 минут.
Удельная тепловая мощность.
Определяется как отношение мощности, потребляемой нагревателем к площади обогреваемого отражающего элемента. Этот параметр позволяет сравнить системы обогрева различных зеркал, отличающихся площадью обогреваемого отражателя.
Коэффициент полезного действия.
Определяется как отношение рассеиваемой электрической мощности к мощности, расходуемой на растапливание и испарение влаги. Удельная тепловая мощность и коэффициент полезного действия характеризуют энергетическую экономичность и эффективность удаления влаги в процессе работы системы обогрева.
7. Сравнение систем обогрева различных типов:
Общая характеристика проволочного нагревателя.
Между проводниками проволочного нагревателя (I тип) и обогреваемой поверхностью, как видно из рис.1., имеются слои изолирующего материала, клея или липкой ленты и воздушный зазор. Зазор может появляться вследствие того, что поверхность нагревателя имеет рельеф, обусловленный спрятанными в его глубине проводниками. Наличие этих слоев, и, в особенности воздушного зазора, обладающего низкой теплопроводностью, приводит к высокому тепловому сопротивлению между нагревателем и обогреваемой поверхностью, и, следовательно, существенно снижает КПД системы обогрева. Для этого типа характерна также неравномерность прогрева: зоны отражателя, расположенные между витками спирали нагревателя прогреваются с меньшей эффективностью чем зоны, расположенные в непосредственной близости от проводников. Чтобы прогреть удаленные от проводников зоны до нужной температуры необходимо дополнительно повышать мощность нагрева. Ограниченная скорость теплопередачи от нагретых зон отражателя к более холодным приводит также к увеличению времени прогрева. Такая конструкция нагревателя характеризуется низкой технологичностью: нагреватели изготавливаются индивидуально, автоматизация процесса сложна, и, следовательно, высокой стоимостью изделия.
Нагреватель I типа обладает, пожалуй, единственным преимуществом - его можно изготовить своими силами, что называется, в гараже.
Характеристика нагревателя на основе печатных проводников.
Толщина печатных проводников нагревателя II типа составляет, как правило, несколько десятков микрометров. Поэтому рельеф поверхности такого нагревателя пренебрежимо мал, что исключает возникновение воздушного зазора и повышает КПД. Технологический процесс изготовления таких нагревателей позволяет разместить проводники очень плотно, добившись хорошей равномерности прогрева. Процесс изготовления печатного нагревателя допускает автоматизацию.
Тем не менее, изолирующий и клеевой (или липкий) слой между проводниками и обогреваемой поверхностью образуют существенное тепловое сопротивление, что уменьшает КПД и приводит к повышению удельной тепловой мощности. Проводники этого нагревателя обычно содержат серебро, что увеличивает стоимость нагревателя, уменьшая экономический эффект от автоматизации его изготовления. Этот нагреватель имеет тесное сцепление со стеклом отражателя, поэтому повреждение последнего приводит к повреждению нагревателя, а при выходе нагревателя из строя замене подлежит весь элемент.
Характеристика пленочного нагревателя.
Пленочный нагреватель (III тип) формируется в виде сплошной пленки непосредственно на стекле отражателя. Таким образом, нагреватель и отражающий элемент представляют собой единое целое, тепловое сопротивление между нагревателем и обогреваемой поверхностью отсутствует. Это обеспечивает возможный наивысший КПД системы обогрева и равномерный прогрев и, соответственно, наименьшее время прогрева и минимальную удельную тепловую мощность.
Современная высокая технология его изготовления - реактивное вакуумное напыление - позволяет обеспечить групповой процесс и, тем самым, снизить стоимость системы обогрева. При этом исключается использование в конструкции нагревателя драгоценных металлов. Стоимость такой системы обогрева соответственно невысока. Пленочный нагреватель очень надежен. Однако, он жестко связан со стеклом. Поэтому нагреватель выходит из строя при повреждении отражателя зеркала. Замене подлежит элемент в целом. Тем не менее, низкая стоимость такой системы позволяет производить ее замену без существенных дополнительных затрат.
Наиболее перспективной следует считать систему обогрева именно III типа. Именно эта система, в силу ее энергетической экономичности, хороших потребительских качеств и сравнительно низкой стоимости, рекомендуется для использования во вновь разрабатываемых зеркалах заднего вида и при их серийном производстве.
Нагреватель для зеркал заднего вида фирмы "ЭРГОТЕХ".
Нагреватель для автомобильных зеркал заднего вида компании «ЭРГОТЕХ» относится к пленочному типу. Нагреватель выполнен из нитридного сплава, отличающегося высокой химической стойкостью, механической прочностью, и хорошим сцеплением со стеклянной основой. Это обеспечивает стойкость системы обогрева к химическим воздействиям, в частности, воздействиям агрессивной среды, возникающей в результате взаимодействия выхлопных газов автомобилей с атмосферой. Механическая прочность и высокая адгезия обеспечивают стойкость покрытия к царапанию, истиранию и иным механическим воздействиям, в частности, при монтаже стекла отражателя с системой обогрева в зеркало.
Как изготавливается нагреватель НПП "ЭРГОТЕХ".
Тонкоплёночное покрытие зеркальных элементов «ERGON» (отражающие и обогревающие слои) изготавливаются современными методами ионно-плазменного напыления в вакууме на стеклянную подложку. Слои напыляются на внутреннюю сторону стеклянной заготовки зеркала, что делает зеркало более долговечным, поскольку при такой конструкции, слои являются недоступными для механических повреждений во время протирки, и защищены от вредного воздействия воды и соли. Дополнительно, для предотвращения электрохимического разрушения светоотражающих и обогревающих слоев на внутреннюю сторону и кромку зеркального элемента наносится специальное антикоррозионное защитное покрытие.
За счет применения тонкопленочной технологии нанесения подогревного слоя непосредственно на заднюю поверхность стеклянной подложки, энергопотребление сведено к минимуму: до 8-10 Вт/кв.дм. При этом время разогрева зеркального элемента до рабочей температуры составляет 2-3 мин.
8. Способы подключения и установки обогреваемых зеркал.
Способ подключения обогреваемого зеркала определяется величиной потребляемого тока системы обогрева. Если этот ток меньше 1,5А (для каждого зеркала), то подключить зеркало можно через обыкновенный стандартный выключатель, или путем параллельного соединения с обогревателем заднего стекла. При больших значениях тока для подключения обогрева могут потребоваться дополнительные реле и предохранитель.