隔气结构厚度与导热系数对真空绝热板(VIP)热桥效应的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)上海海事大学商船学院 作者:阚安康

隔气结构厚度对热桥效应的影响

  隔气结构的厚度也是影响真空绝热板(VIP)绝热效果的重要因素之一。

  随着隔气结构厚度的增加,真空绝热板(VIP)边缘线性传热率也会随之增加。如图5(a)所示,在其它边界条件不变的情况下,对于厚度为10 mm 隔气结构为铝箔的真空绝热板(VIP),当隔气结构厚度从5 μm增加到20 μm 时,边缘线性传热率增加了近200%,也就是说对于中心导热系数为0.004 W/ (m·K)的真空绝热板(VIP),其边缘热桥效应引起的热流损失是将由20倍扩大到60 倍。

  而对于不锈钢隔气结构的真空绝热板(VIP)而言,其边缘热桥效应也是随着隔气结构厚度的增加而增加的,如图5(b)所示。

在相同芯材及边界条件下边缘线性传热率随隔气结构厚度变化情况

  (a) 铝箔隔气结构;(b) 不锈钢隔气结构

  图5 在相同芯材及边界条件下边缘线性传热率随隔气结构厚度变化情况

隔气结构导热系数对热桥效应的影响

  隔气结构的导热系数对真空绝热板(VIP)的整体隔热效果也存在一定的影响,根据计算结果绘制的厚度相同而导热系数不同的真空绝热板(VIP)隔气结构,在其它条件相同时,对真空绝热板(VIP)热桥效应影响情况如图6 所示。从图中的对比曲线易知,真空绝热板(VIP)的边缘线性传热率,此时随着隔气结构导热系数的减小而减小。例如厚度均为100 μm,导热系数分别为25 W/ (m·K)和0.39 W/ (m·K)的两种隔气结构的VIP,在芯层导热系数为0.004 W/(m·K),厚度为10 mm 时,前者边缘线性热传导率是后者的42 倍;在芯材导热系数为0.02 W/(m·K),厚度为15 mm 时,前者边缘线性热传导率是后者的95 倍之多。

在相同芯材及边界条件下边缘线性传热率随隔气结构导热系数变化情况

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

图6 在相同芯材及边界条件下边缘线性传热率随隔气结构导热系数变化情况

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  真空绝热板热桥效应数值分析及优化

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