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      真空保温材料:在家电领域初现锋芒

         近年来,真空保温材料开始在家电领域崭露头角。比如,某日本企业生产的冰箱采用真空保温材料后,冰箱壁厚仅为2.8cm,只有普通冰箱的一半。这不仅减少了冰箱重量,而且使容积增加了20%,同时销售价格也增加了25%。可以说,家电保温材料已经迎来了真空保温时代。

       
        真空绝热板特点
       
        通过研究,在多孔状及纤维状的绝热材料中,导热系数是由四部分组成:λ=λ固体传导+λ气体传导+λ辐射+λ对流,而空气导热要占到材料总导热系数的50%,甚至达到80%。因此可以通过减少甚至消除起主导作用的气体传导来实现更加高效的绝热指标,由此真空绝热板被发明出来。
       
        真空绝热板是一种采取一系列有效优化手段,使得产品的气体、固体热传导尽量达到最小,具有优异绝热性能的材料。真空绝热板主要包括外部的阻隔材料、内部的芯材和吸附剂三部分。真空绝热板与其它传统保温材料有明显的不同,严格意义上讲,它不仅仅是一块保温材料,而是一个微型的真空保温系统。这个微型真空保温系统性能的好坏、寿命的长短取决于上述芯材、阻隔材料、吸气剂或吸附剂三个方面的选择。
       
        芯材的作用是支撑真空绝热板,同时又起到阻挡空气中的分子直接碰撞而进行热交换的作用。目前真空绝热板的芯材多种多样,不同的芯材会影响到真空绝热板的初始导热系数、寿命,因此选择好芯材是很关键的。经过多年的生产、研究发现,可以采用玻璃纤维作为真空绝热板的芯材,而且纤维越细,导热系数就越低。
       
        阻隔材料的选择对真空绝热板的寿命起着关键性的作用,在阻隔性能方面,铝的阻隔性能优异被广泛认可,因而大部分真空绝热板均使用含有铝箔的阻隔膜,目前广泛使用的是铝塑复合膜。
       
        通过五年的跟踪观察,我们发现在真空绝热板中放置吸气剂或吸附剂将有效提高产品性能。五年前制作的真空绝热板放置与未放置吸气剂的进行比较,导热系数相差将近一倍。
       
        之所以必须使用吸气剂或吸附剂,是由于芯材放气和阻隔膜渗漏气体造成的。在真空绝热板板中芯材的残留气体缓慢释放和外部气体缓慢渗透到真空绝热板的内部,造成真空度下降,导致性能下降。
       
        真空绝热板的应用
       
        真空绝热板作为一种绿色环保的新型高效绝热材料,可以在大部分中低温保温隔热领域广泛应用。在家电中可用于生产冰箱、冷柜、电饭煲、热水器、展示柜等。
       
        以真空绝热板在冰箱领域的应用为例,根据冰箱的基本构造和制冷的基本原理,冰箱节能的基本途径有多种,目前主要的节能手段为采用变频压缩机和性能更好的隔热材料。相比较而言,使用隔热材料来达到节能的效果较为简单易行,效果明显。
       
        当然真空绝热板的使用效果还与设计方案有很大关系。在选用真空绝热板时,建议要尽量选用大尺寸真空绝热板。经过实践应用和理论分析,一般实际应用中使用较大面积的真空绝热板效果较好,而面积越小的真空绝热板,隔热保温效果越差。
       
        有研究机构对真空绝热板在家用电冰箱、冷柜放置位置及覆盖率的情况进行了研究,结果显示真空绝热板的节能效果与设计使用密切相关,最终还是要通过整机验证才能起到更好的效果。
       
        真空绝热板的未来
       
        随着真空绝热板的技术发展,该产品的性能、价格、性价比可以满足较多客户的需求,综合性价比可以超过传统的保温材料。
       
        导热系数是反应材料保温隔热性能的指标,导热系数越小,说明材料的保温性能越好。早期的真空绝热板导热系数较高,随着真空绝热板技术的不断发展,现在的真空绝热板导热系数已经逐步由6mW/m.K(20℃测试条件)降到3.5mW/m.K(20℃测试条件),并且能够稳定批量化生产。相信不久的将来,批量化生产的真空绝热板导热系数可以降得更低,达到2mW/m.K(20℃测试条件),甚至1mW/m.K(20℃测试条件)(见图4)。
       
        在真空绝热板的成本方面,初期真空绝热板的价格较高,达到400元/平方米;2005年,真空绝热板的价格就降到了320元/平方米;到2009年国内可以大规模生产的时候,价格就已经降到了250元/平方米。随着国内外多家企业的规模化生产,特别是真空绝热板各个环节的技术改造,价格将不是制约真空绝热板应用的因素。未来真空绝热板的价格将会降至大约100元/平方米。
       
        研究表明,如果未来当真空绝热板导热系数下降到2.5mW/m.K,每平方米价格下降到100元的时候,其综合成本就与聚氨酯材料相差不多,可以在家电领域广泛应用。而随着真空绝热板技术的不断发展和材料科学技术的不断开拓前进,在不久的将来,生产企业将制造出除平板真空绝热板外的各种异形的真空绝热板板,如:圆形、筒形、弧形、带孔、带凹槽的真空绝热板板。这将大大推动真空绝热板在更多领域的使用。
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