FG型真空絕熱板使用壽命評估

　　真空絕熱板( VIP) 的使用壽命是目前研究者和使用者最為關(guān)注的問(wèn)題之一, 如何有效保證其在長(cháng)期使用過(guò)程中依然保持高性能熱阻需要進(jìn)行理論和試驗研究。本文通過(guò)材料選擇制作了VIP 測試樣板, 對其熱導率變化進(jìn)行了長(cháng)期跟蹤測試。利用本文所建立的使用壽命分析模型對VIP 熱導率變化及其使用壽命進(jìn)行了預測評估, 并將試驗數據和模型分析數據進(jìn)行了比對, 兩者得到了較好的吻合, 分析結果對VIP 生產(chǎn)和應用具有一定的指導意義。

　　真空絕熱板( Vacuum Insulation Panel, VIP) 是近年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的一種新型絕熱材料, 具有環(huán)保節能和高效絕熱的雙重優(yōu)點(diǎn), 在冰箱、建筑等領(lǐng)域已得到了廣泛的發(fā)展和應用。如何保證長(cháng)期應用過(guò)程中的VIP 使用壽命成為眾多研究者及其使用者最為關(guān)心的問(wèn)題之一, 對其開(kāi)展研究不僅可以樹(shù)立和堅定VIP 使用者的信心, 也可以對VIP 生產(chǎn)提供積極有益的技術(shù)指導。VIP 的使用壽命受到多種因素的影響, 除過(guò)本身影響VIP 性能的影響因素如阻隔膜性能和芯材放氣等參數, VIP 使用環(huán)境和條件是決定VIP 實(shí)際使用壽命的主要因素, 主要包括溫度、濕度和環(huán)境壓力等。

　　根據美國ASTM C 1484.01 標準的規定, VIP使用壽命是指板中心熱導率滿(mǎn)足超級絕熱材料規定值的維持時(shí)間, 這個(gè)規定值為0.0115 W/ ( m.K) 。當VIP 熱導率大于0.0115 W/( m.K) 時(shí), 可以認為VIP老化失效。事實(shí)上, 當考慮VIP 在建筑、冰箱及冷凍等行業(yè)領(lǐng)域的長(cháng)期應用時(shí), 老化是不可避免的, 從而導致其絕熱性能的衰減。當前, 受客觀(guān)條件限制, 在老化性能和使用壽命方面的試驗研究相對較少, 而且, 由于多方面因素的相互影響, 致使VIP 使用壽命和老化數據很難通過(guò)理論分析得到全面深入的研究。本文通過(guò)建立分析模型對其熱導率變化及其使用壽命進(jìn)行了預測評估, 研究結果對于提高VIP 生產(chǎn)和使用水平具有一定的指導意義。

1、FG型VIP 制作

　　VIP 結構主要由芯材、阻隔膜和吸氣劑三部分組成。本文所指的FG 型VIP 是指芯材選用玻璃纖維( Fiber Glass, FG) 制作而成的VIP。在VIP 生產(chǎn)和制作中, 芯材一般選擇為多孔介質(zhì)材料, 如粉狀二氧化硅、氣凝膠、玻璃纖維或微孔聚氨脂等材料, 內置氣體吸附劑和干燥劑, 在抽真空狀態(tài)下雙面采用氣體隔絕材料密封而成板材。圖1 所示為下不同芯材熱導率隨氣體壓力的變化, 可見(jiàn)不同芯材隨板內氣體壓力上升表現出的熱導率性能變化差異較大, 對于氣體壓力變化的∀ 敏感度# 也不盡相同。

4 、結論

　　利用理論分析模型對FG 型VIP 使用壽命進(jìn)行了估算, 表明VIP 在標準狀態(tài)條件下的預期使用壽命可達15 y 以上, 可以滿(mǎn)足其長(cháng)期應用的性能穩定性要求, 現有的試驗數據和部分模型分析結果得到了較好的吻合。本文所提計算模型的不足之處在于未能全面考慮影響VIP 熱導率變化的相關(guān)因素, 同時(shí)缺乏直接的計算參數, 在數據適應性上存在一定差異, 但在當前工程應用上已可滿(mǎn)足使用需求, 對于提高VIP 生產(chǎn)和應用水平具有一定的指導意義。