真空绝热板绝热技术分析_孙永才.docxVIP

制冷空调

与电力机械

RefrigerationAirConditioning

ElectricPowerMachinery

技术交流

真空绝热板绝热技术分析

孙永才，刘广海

（广州大学土木工程学院，广东广州510006）

摘要：介绍了真空绝热板（VIP）在国内外的应用现状，对其结构组成和各构件作用作了阐

述；针对VIP的绝热原理，从热对流、热传导和热辐射三方面进行详细分析，从真空度、内部芯材

、

表面隔膜、吸气剂和使用环境等主要影响因素，分析了各自对VIP绝热性能和使用寿命的影响，

指出VIP发展应用前景巨大

。

关键词：真空绝热板；绝热原理；影响因素；节能环保

中图分类号：TB74文献标识码：B文章编号：1006-8449（2010）

05-0078-03

0引言

环境污染、能源危机已经成为当今世界性的问题，1VIP结构及各构件的作用

节约能源在绝热技术、低温冻藏、制冷工程等领域显得

真空绝热板主要由芯部的隔热材料、表面隔膜和

尤为重要。而研制开发环保、节能、高效的绝热材料不

[1]

失为一种有效的解决途径。真空绝热板（

Vacuum

InsulationPanel，简称VIP）是近年来开发和研究的一

气体吸附材料三部分组成。图

[4]

结构示意图

。

1是真空绝热板的断面

种新型绝热材料，导热系数可达0.003~0.004W（/m·K）[2]，

在其生产安装过程中不使用消耗破坏臭氧层的物质，

可以达到环保节能的目的

。

真空绝热板技术在国外发展已相对成熟，如位于

德国西北部下莎克森州的塞森真空绝热公司提供的冷

芯部的隔热材料，即芯材选用开孔材料，如粉状二

冻车就应用了VIP材料进行隔热，日本、美国、土耳其

氧化硅、气凝胶、开孔聚氨酯等。其作用：1）起结构支撑

等国家的一些公司所生产的冰箱也采用了VIP材料

。

[3]

作用，VIP材料的内部压力一般为[5]，要保

0.13~130Pa

从应用效果来看，VIP能明显提高冷藏车、冰箱冷柜

证在正常使用时不发生收缩和塌瘪；2）抑制气体热传

、

冷库的绝热节能效果，另外在建筑围护结构中也有应

导和热对流，根据传热理论，当多孔芯材的孔径与气体

用。而国内对真空绝热板的研究起步较晚，但在VIP技

分子的平均自由程相当时，气体分子依靠互相碰撞而

术研究方面已经取得一定发展，在应用方面主要应用

发生的热传导和热对流作用就能得到有效的抑制，从

于冰箱保温结构中，如海尔集团和新飞集团在其冰箱

而降低VIP的导热系数；3）VIP芯材本身为多孔性材上已经采用了VIP绝热材料。对制造商来说，采用

VIP

料，接触面积相对较小，可以有效降低因热传导而发生

技术其生产成本将有一定程度的提高，但它对缓解能

的热量传递；4）VIP内部近似真空，热辐射是热量传递源紧张的状态起到了积极的作用，VIP技术的应用从

的主要方式之一，在制作芯材时，可在发泡剂中添加红

长远的利益来看还是很可观的，预计在更为严格的能

外遮光剂来降低热辐射造成的热量传递

。

耗标准出台后，其应用范围将扩大

。

表面隔膜主要是用来隔绝VIP内部与外部大气的

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No.5/2010

总第期第卷

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连通，以维持板内真空环境。为了保证VIP隔热性能的辐射的阻隔主要依靠固体界面来实现，界面的数量越

长期稳定性，表面隔膜在透湿性能和透气性能方面要多，对热辐射的阻隔作用就越强。在实际工程中，具有

满足一定要求，以有效阻止水蒸气、氧气、氮气等渗透实际意义的热辐射波长90%以上位于红外线范围内，

入内部，从而保证内部的真空度。同时，表面隔膜也应因而VIP表面隔膜的反射率在红外线范围内要高，这

具有一定的强度，保护内部的真空环境不会受到破坏样对热辐射的阻隔作用也就愈强

。。

可见，表面隔膜直接影响VIP的使用寿命通过了解VIP的绝热原理，就可以采取相应的措

。

气体吸附材料是针对芯材本身不具备吸气功能的施来减少、减弱三种方式的热量传递，从而实现真空绝

绝热板而必须添加的，一般包括吸气剂和干燥剂。由于热板的绝热节能性能

。

内部近似真空，芯材和表面隔膜在使用过程中会释放

出气体，若不进行去除，对VIP的绝热效果和使用寿命3影响VIP绝热性能的主要因素

将产生严重影响

。

使用寿命是真空绝热板的一个重要性能指标，为

2绝热机理

达到理想的绝热效果，下面对影响绝热性能的几个主

要因素进行分析

。

从传热学角度分析[6]，热量的传递有三种方式：热

3.1