Jak funguje termosklo?

Rozhovor s generálním ředitelem Thermo Glass LLC o cestě, výzkumu a vývoji. Jak vznikala technologie vytápění oken a další produkty založené na tomto vývoji. Alexander sdílí své zkušenosti, nápady a výsledky všech těchto mnohonásobných iterací, které pomohly k dosažení tohoto inovativního řešení.

Teplo skla

Elektricky vyhřívané sklo je inovativní technologie a jedinečné technické řešení. Tato technologie, žádaná po celém světě, zplodila mnoho napodobitelů. A vytvořil ji ruský inženýr Alexander Kostyuchenko.

„Abyste zahřívali sklo, musíte kombinovat tři různé technologie“

Taková technologie světu dlouho chyběla – od té doby, co se objevila panoramatická okna, skleněné střechy a luxusní skleněné vchody. Jak ušetřit teplo u vás doma, když máte místo zdí obrovská okna? A jak v zimě vyčistit skleněnou střechu od sněhu, aniž byste každý den volali do výškových věží? Ale jsou tu i lodě, které plují po Severní mořské cestě, a letadla, která létají při teplotách -60°, a právě naše auta, která se v zimě promění v blok ledu. To vše by bylo mnohem pohodlnější provozovat, pokud by na nich bylo možné zabránit tvorbě ledu nebo je rychle „rozmrazit“. Všechny tyto problémy vyřešil inženýr, absolvent Akademie státní požární služby Ministerstva pro mimořádné situace Ruska Alexander Kostyuchenko, generální ředitel Termo Glass LLC (rezident Skolkovo), který sám vyvinul technologii elektricky vyhřívaného skla s infračerveným zářením. topné těleso od nuly.

Na začátku své podnikatelské kariéry se Alexander Kostyuchenko zabýval prodejem infračervených ohřívačů, rozvinul výrobu polyetylenových tlakových trubek pro zásobování vodou, ale vždy měl zájem vytvořit něco vlastního. V roce 2008 tedy byla uvedena na trh první řada infrazářičů jeho konstrukce, tehdy ještě kovových, s keramickým topným tělesem. „Nákresy a profil jsem vytvořil sám,“ říká Alexander Kostyuchenko „Ale na světě byly analogy takových zařízení a chtěl jsem vyvinout alternativní topný článek.“

Začala série experimentů. „Nejprve jsem zkoušel nanášet grafit na sklo stříkáním, smícháním s barvami. Na neprůhledné, nebo spíše černé topné těleso bylo přivedeno napětí, bylo rovnoměrně zahřáto na 180°, poté začal povlak degradovat,“ vzpomíná Alexander „Nebylo možné dosáhnout stabilního výsledku. Pak jsem začal hledat vhodný materiál pro plochý infrazářič a nejperspektivnější se mi zdálo sklo. Šel jsem do továrny, posbíral všechny druhy skla, které měli, a po sérii pokusů jsem vybral asi pět druhů vhodných pro topné těleso. Následoval úkol nejtěžší, dalo by se říci klíčový: jak dodat sklu energii, tedy elektrický proud. Koneckonců, nemůžete jen tak strčit drát do skla!“

Aby získal vodivou vrstvu, musel se Alexander naučit stříkat oxidy kovů na sklo.

„Nakonec jsem našel zařízení určené k nanášení kovu na kov. A pro mé účely to bylo perfektní. V důsledku toho jsem dostal nějaký druh dirigenta a skla. Sklo přitom zůstalo absolutně průhledné. Pak ale vyvstal další problém – jak zahřát sklo na danou teplotu, což znamená, že bylo nutné najít způsob, jak zcela nebo částečně odstranit stejnoměrný povlak aplikovaný ve výrobě. To byl jediný způsob, jak vytvořit strukturu pro průchod proudu, aby se sklo zahřálo na požadované hodnoty.“

Alexander se pokusil nastříkanou vrstvu rozleptat kyselinami a zásadami, ale byla to slepá ulička. Mezitím, když se zabýval výrobou kovových ohřívačů, byl spojován s laserovým zpracováním. „Vzal jsem vzorky skla, šel do továrny a začal jsem experimentovat se všemi dostupnými lasery. A vybral jsem určitý typ laseru, který tuto kovovou vrstvu odpařil pomocí laserového paprsku.“

„Zkombinoval jsem tři různé technologie,“ shrnuje vynálezce „Naučil jsem se stříkat elektricky vodivý kov – dostal jsem topné těleso a jeho výkon jsem mohl upravit pomocí laseru. Moje topné těleso vyrábí tepelnou energii v infračerveném rozsahu a tento rozsah tvoří až 95 % generovaného tepla, které je rovnoměrně rozloženo po celém elektrickém ohřívači. Výsledkem je absolutně průhledné sklo, které se zahřeje od 0 do 300 stupňů v závislosti na úkolu.“

Princip činnosti jednokomorového okna s dvojitým zasklením s elektrickým vyhříváním

Rozsah použití inovativního elektricky vyhřívaného skla je téměř neomezený: patří sem elektrické ohřívače plochého skla, dvojitá okna a vitríny, stejně jako skleněné podlahy, střechy, příčky a okna letadel a lodí. Ano, jen okna v běžném městském bytě! Když je venku zima a netopí se, teplé okno je velmi užitečné. Nebo máte například široký parapet a rozhodnete se na něj umístit pohovku. Ale v zimě fouká z okna a baterie nemůže nijak pomoci. Teplé okno vytvoří clonu, kterou stačí ohřát na 25°C, tedy na pokojovou teplotu. Okno je připojeno k napájení přes termostat, který automaticky udržuje určitou teplotu. Maximální teplota vytápění dvojitých oken pro byty je 50°C.

„Nekupujete jen okno, ale i klimatizační systém, který zajišťuje vytápění v zimě a chlad v létě,“ chválí svůj vynález Alexander Kostyuchenko „Chlad zajišťuje multifunkční sklo, které odráží tepelné paprsky z ulice, takže ne proniknout dovnitř domu.“ Teplé sklo je také užitečná věc při připojení a izolaci lodžie: v tomto případě není povoleno instalovat baterie a neexistují žádné pokyny pro okna s dvojitým zasklením s elektrickým vytápěním.

Elektricky vyhřívaná skleněná jednotka

Vyhřívaná okna boří architektonické a stavební stereotypy. „Přišla k nám žena z Jakutska a podělila se o svůj sen: Chci, jak říká, abychom měli stejné panoramatické zasklení jako v Moskvě,“ říká Alexander „Dříve to nikoho ani nenapadlo, protože v zimě mrazy jsou pod padesát stupňů a okna jsou jednou z hlavních příčin tepelných ztrát a nyní si Jakutsko může dovolit krásné skleněné fasády. Ve výsledku jsme tam šli, vybrali okna s dvojitým zasklením, začali je testovat a oni byli ohromeni, že to opravdu funguje a mají možnost stavět domy s panoramatickým zasklením.“ „Nyní máme celou řadu prací pod heslem: „Změňme tvář republiky Sakha,“ vtipkuje generální ředitel.

Ve středním pásmu se na Thermo Glass často obracejí společnosti, které chtějí zabránit přívalům sněhu nebo hromadění ledu na skleněných střechách. Například v Zaryadye není střecha vyhřívaná a v zimě na ni padá sníh, což vytváří nebezpečné dodatečné zatížení konstrukcí.

Tato průmyslová budova byla zakoupena s výdělkem. Obecně jsme na našem příkladu dokázali, že v ruských podmínkách je možné z iniciativy hrstky lidí vyvinout inovativní výrobu bez jakýchkoliv bankéřů nebo podpory vládních agentur.“

Nahřívací sklenice ve vypnutém stavu šetří teplo díky speciální konstrukci skleněné jednotky. Topná vrstva je nízkoemisní povlak (K-sklo), který zadržuje teplo z topných zařízení a vytápěných předmětů v místnosti. Okno s dvojitým zasklením lze navíc vybavit dalším tepelně úsporným nebo multifunkčním sklem pro dosažení nejlepších vlastností pro udržení pokojové teploty.

Chytré sklo a další novinky

Propagovat inovativní produkty je obtížné, připouští Alexander. „Než jsme zorganizovali naši výrobu, neexistoval v Rusku trh pro elektricky vyhřívané sklo. Děláme to devět let a v nejlepším případě o nás ví jeden člověk ze sta, i když jsme na propagaci vynaložili obrovské množství času, úsilí a peněz.“

Ve skutečnosti je generální ředitel neupřímný: objednávky a nabídky spolupráce se na něj nyní valí ze všech stran – od soukromých zákazníků i státních korporací, od firem vyrábějících dvojitá okna. Přístřešky pro hlídače na stanovišti č. 1 – U Věčného plamene – jsou vyrobeny z elektricky vyhřívaného skla „Thermo Glass“: v zimě udržují teplotu +20°C. Společnost instalovala své teplé sklo na kopuli budovy italského velvyslanectví v Denezhny Lane, aby v zimě nebylo potřeba odklízet sníh. V České republice je v lyžařském středisku bar, který je vytápěn pouze sklem Thermo Glas – jiné zdroje tepla zde nejsou.

Další zajímavý projekt byl realizován v Kolomně, na místě bývalé kaple svatého Alexandra Něvského, postavené na počest zázračné záchrany císaře Alexandra II. po atentátu teroristou Karakozovem a zničené bolševiky v roce 1924. Archeologické okno nad základem kaple je vyrobeno z inovativního skla Thermo Glass, které se zahřívá při sněžení nebo dešti.

„V inteligentním skle vidíme vyhlídky,“ sdílí své plány Alexander Kostyuchenko „Chytré sklo není jen zahřívání, ale také proměnlivá průhlednost a určité vlastnosti ochrany proti slunci. Nyní výroba konvenčního skla klesá, ale chytré sklo roste ročně o 7 %. Společnost již má modely, ve kterých se po stisknutí tlačítka změní průhledné sklo na sklo matné.

V blízké budoucnosti se plánuje rozšíření výroby: „Trh vyžaduje velká okna s dvojitým zasklením, už ne 2 x 3, ale 4,5 x 2,5. To je v našich oblastech obtížné. A zakázek je hodně. Musíme tedy koupit novou výrobní budovu nebo navázat spolupráci s největšími výrobci oken s dvojitým zasklením v zemi.“ Alexander Kostyuchenko, patriot až do morku kostí, se nechystá přesouvat výrobu do Číny, i když má v plánu svůj projekt udělat mezinárodní. „Dodáváme produkty do Evropy, konkrétně do Anglie, otevřeli jsme společný podnik v Polsku a nyní ho otevíráme v Bělorusku,“ říká „Zatím jsme si nevzali jediný úvěr a koupili jsme tuto výrobní budovu s penězi, které jsme vydělali. Obecně jsme na našem příkladu dokázali, že v ruských podmínkách je možné z iniciativy hrstky lidí vyvinout inovativní výrobu bez jakýchkoliv bankéřů nebo podpory vládních agentur.“