隔氣結(jié)構(gòu)厚度與導(dǎo)熱系數(shù)對真空絕熱板(VIP)熱橋效應(yīng)的影響

2013-04-05 闞安康 上海海事大學(xué)商船學(xué)院

隔氣結(jié)構(gòu)厚度對熱橋效應(yīng)的影響

  隔氣結(jié)構(gòu)的厚度也是影響真空絕熱板(VIP)絕熱效果的重要因素之一。

  隨著隔氣結(jié)構(gòu)厚度的增加,真空絕熱板(VIP)邊緣線性傳熱率也會隨之增加。如圖5(a)所示,在其它邊界條件不變的情況下,對于厚度為10 mm 隔氣結(jié)構(gòu)為鋁箔的真空絕熱板(VIP),當(dāng)隔氣結(jié)構(gòu)厚度從5 μm增加到20 μm 時,邊緣線性傳熱率增加了近200%,也就是說對于中心導(dǎo)熱系數(shù)為0.004 W/ (m·K)的真空絕熱板(VIP),其邊緣熱橋效應(yīng)引起的熱流損失是將由20倍擴大到60 倍。

  而對于不銹鋼隔氣結(jié)構(gòu)的真空絕熱板(VIP)而言,其邊緣熱橋效應(yīng)也是隨著隔氣結(jié)構(gòu)厚度的增加而增加的,如圖5(b)所示。

在相同芯材及邊界條件下邊緣線性傳熱率隨隔氣結(jié)構(gòu)厚度變化情況

  (a) 鋁箔隔氣結(jié)構(gòu);(b) 不銹鋼隔氣結(jié)構(gòu)

  圖5 在相同芯材及邊界條件下邊緣線性傳熱率隨隔氣結(jié)構(gòu)厚度變化情況

隔氣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)對熱橋效應(yīng)的影響

  隔氣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)對真空絕熱板(VIP)的整體隔熱效果也存在一定的影響,根據(jù)計算結(jié)果繪制的厚度相同而導(dǎo)熱系數(shù)不同的真空絕熱板(VIP)隔氣結(jié)構(gòu),在其它條件相同時,對真空絕熱板(VIP)熱橋效應(yīng)影響情況如圖6 所示。從圖中的對比曲線易知,真空絕熱板(VIP)的邊緣線性傳熱率,此時隨著隔氣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)的減小而減小。例如厚度均為100 μm,導(dǎo)熱系數(shù)分別為25 W/ (m·K)和0.39 W/ (m·K)的兩種隔氣結(jié)構(gòu)的VIP,在芯層導(dǎo)熱系數(shù)為0.004 W/(m·K),厚度為10 mm 時,前者邊緣線性熱傳導(dǎo)率是后者的42 倍;在芯材導(dǎo)熱系數(shù)為0.02 W/(m·K),厚度為15 mm 時,前者邊緣線性熱傳導(dǎo)率是后者的95 倍之多。

在相同芯材及邊界條件下邊緣線性傳熱率隨隔氣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)變化情況

(a) λc = 0.004 W/(m·K); (b) λc = 0.02 W/(m·K)

圖6 在相同芯材及邊界條件下邊緣線性傳熱率隨隔氣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)變化情況

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  真空絕熱板熱橋效應(yīng)數(shù)值分析及優(yōu)化