FG型真空絕熱板使用壽命評(píng)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)注的問題之一, 如何有效保證其在長期使用過程中依然保持高性能熱阻需要進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究。本文通過材料選擇制作了VIP 測(cè)試樣板, 對(duì)其熱導(dǎo)率變化進(jìn)行了長期跟蹤測(cè)試。利用本文所建立的使用壽命分析模型對(duì)VIP 熱導(dǎo)率變化及其使用壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)估, 并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì), 兩者得到了較好的吻合, 分析結(jié)果對(duì)VIP 生產(chǎn)和應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

　　真空絕熱板( Vacuum Insulation Panel, VIP) 是近年來快速發(fā)展起來的一種新型絕熱材料, 具有環(huán)保節(jié)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(yīng)用。如何保證長期應(yīng)用過程中的VIP 使用壽命成為眾多研究者及其使用者最為關(guān)心的問題之一, 對(duì)其開展研究不僅可以樹立和堅(jiān)定VIP 使用者的信心, 也可以對(duì)VIP 生產(chǎn)提供積極有益的技術(shù)指導(dǎo)。VIP 的使用壽命受到多種因素的影響, 除過本身影響VIP 性能的影響因素如阻隔膜性能和芯材放氣等參數(shù), 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(jù)美國ASTM C 1484.01 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定, VIP使用壽命是指板中心熱導(dǎo)率滿足超級(jí)絕熱材料規(guī)定值的維持時(shí)間, 這個(gè)規(guī)定值為0.0115 W/ ( m.K) 。當(dāng)VIP 熱導(dǎo)率大于0.0115 W/( m.K) 時(shí), 可以認(rèn)為VIP老化失效。事實(shí)上, 當(dāng)考慮VIP 在建筑、冰箱及冷凍等行業(yè)領(lǐng)域的長期應(yīng)用時(shí), 老化是不可避免的, 從而導(dǎo)致其絕熱性能的衰減。當(dāng)前, 受客觀條件限制, 在老化性能和使用壽命方面的試驗(yàn)研究相對(duì)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(shù)據(jù)很難通過理論分析得到全面深入的研究。本文通過建立分析模型對(duì)其熱導(dǎo)率變化及其使用壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)估, 研究結(jié)果對(duì)于提高VIP 生產(chǎn)和使用水平具有一定的指導(dǎo)意義。

1、FG型VIP 制作

　　VIP 結(jié)構(gòu)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(nèi)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(dǎo)率隨氣體壓力的變化, 可見不同芯材隨板內(nèi)氣體壓力上升表現(xiàn)出的熱導(dǎo)率性能變化差異較大, 對(duì)于氣體壓力變化的∀ 敏感度# 也不盡相同。

4 、結(jié)論

　　利用理論分析模型對(duì)FG 型VIP 使用壽命進(jìn)行了估算, 表明VIP 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件下的預(yù)期使用壽命可達(dá)15 y 以上, 可以滿足其長期應(yīng)用的性能穩(wěn)定性要求, 現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和部分模型分析結(jié)果得到了較好的吻合。本文所提計(jì)算模型的不足之處在于未能全面考慮影響VIP 熱導(dǎo)率變化的相關(guān)因素, 同時(shí)缺乏直接的計(jì)算參數(shù), 在數(shù)據(jù)適應(yīng)性上存在一定差異, 但在當(dāng)前工程應(yīng)用上已可滿足使用需求, 對(duì)于提高VIP 生產(chǎn)和應(yīng)用水平具有一定的指導(dǎo)意義。