真空绝热板

 真空绝热板(VIPs)是一种超薄的高性能的绝热材料;  效率比常规绝热材料性能高出20倍。对家用电器、温控  包装、冷藏运输系统或任何其它要求减少热能量传递时  损耗的用途,真空绝热板材料能提供能量效率和空间效  益。

 真空绝热板是在坚硬的多孔芯材料外包裹一层薄薄的气  闭包膜;包膜是抽空和密封的,以防止外部气体进入面    板。多孔材料和真空包膜的结合能够产生极高的阻热能力,允许绝热层更薄从而空间局限时也能发挥作用。
 
第一个真空绝热板是1930年用橡胶套包裹的多孔材料制成的。20世纪60年代开始出现纳米材料。而在50年代,我们将玻璃棉芯装入焊封的钢板中。随着VIP的快速发展,到90年代,第一个通过沉淀氧化硅制成的真空绝热板面世了。
 
在100多年前,我们已经发现了真空绝热的原理,将此原理用于设计设备也已经出现了几十年。现在随着材料科学的进步,以及对于建筑物的能源效率的日益关注,真空绝热板产品被广泛应用于许多以前不曾对其使用的领域。
 
优点

经过加工后,有热解二氧化硅芯的、干燥且彻底真空的绝热板的导热系数大约是0.004 W/(m•K);而在环境压力下,这个系数是0.020 W/(m•K)。相比之下,常规的绝热材料的热导率一般在0.030和0.040 W /(m•K)之间。
 
真空隔热板技术可以提供:
  • 绝热厚度超薄(10毫米至25毫米),在空间有限的应用中,增加了使用空间;
  • 当正确安装和保护免受损害和渗透时有稳定、长效的隔热性能;
  • 高性能隔热板,其热导率比其他常规的绝热材料(3 mW /(m•K)低8到10倍;
  • 并且还有设计和施工方面的可塑性。 
对投资回收期(PBP)的估算应当包括使用真空绝热板材料后节省的建筑面积。建筑材料必须有极长的使用寿命。因为当气体压力高于50到100 mbar时,VIPs的寿命即告终结;因此,许多研究和开发项目将重点放在了真空绝热板的包膜。加深对VIP结构的研究将可以使其服务周期扩大至几十年,甚至一个世纪之久。

内芯材料

真空绝热板的内芯材料需要完全开孔型结构以允许抽掉空气,且必须要有足够高的抗压强度以承受机械压力负荷。典型的内芯材料有三种:微多孔粉末、纤维和泡沫;每个结构都有其固有的固态力学性能。承受大气压力负荷的最低密度也不同、面板中心(COP)的导热系数也取决于不同内芯材料的实心骨架。应该尽可能使用热导率最低的内芯材料,以确保VIP板达到最佳的性能。优质的材料有微多孔结构,能够吸收湿气;否则就要使用吸气剂。最常见的内芯材料是热解二氧化硅和玻璃纤维。也有少数使用开孔聚合物泡沫材料,如特殊的聚氨酯或聚苯乙烯泡沫的例子。

包膜材料

不透气性是影响真空绝热板包膜材料选择的最主要因素。就真空绝热板的寿命而言,其不渗透水蒸气的特性也很重要。此外,较低的热导率也很关键,它保持面板边缘尽可能低的热桥效应。由于在施工期间会出现的机械载荷,包膜材料也应该有足够的抗穿刺性。

用于保温瓶的薄膜材料,也就是不锈钢、铝和玻璃;通常也适合平面真空绝热板。他们与填充材料如泡沫和纤维等结合使用,实际上也是这些材料来实现即耐用又不透气性的性能。大多数制造商使用镀铝塑料复合膜、铝箔复合膜和不锈钢薄膜或薄板来充当真空绝热板包膜材料。