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真空絕熱板:在家電產品中的應用
時間:2008-08-19    來源: 華宇家電維修網     編輯:丁素華
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  真空絕熱板(VacuumInsulationPanel,簡稱VIP)是一種新型超級保溫材料,其導熱系數小于0.004wm?k,僅為聚氨酯硬質泡沫塑料的16~18,具有出色的絕熱保溫性能(具體物理性能見表1),同時還擁有節省空間的特點。目前,VIP板已經開始應用于冰箱、冷柜、電熱水器等家電產品以及醫用、冷鏈、建筑等保溫絕熱領域,節能效果明顯,但由于價格較高,其應用還未普及。

    VIP板是將隔熱性能良好的芯材裝入隔氣結構中,抽真空后再密封起來形成的板材。VIP板通常由三部分組成:隔氣結構、芯材和吸氣劑。其中,隔氣結構為袋狀結構,作用是將芯材抽真空后封裝起來形成真空狀態,因此要求這種結構有良好的阻隔氣體的能力,同時還要有一定的強度以保護真空腔室。常用的隔氣材料有薄鋼板、多層聚酯基薄膜和含金屬層的多層聚酯基薄膜等。芯層隔熱材料常用多孔隙材料,其首要作用是支撐,避免隔氣結構在真空條件下塌癟;其次是阻止熱輻射;另外,由于其本身為多孔隙材料,接觸面少,熱傳導系數低。常用的芯材有粉末狀二氧化硅、氣溶膠、開孔聚氨酯泡沫、開孔聚苯乙烯泡沫和超細玻璃纖維等。氣體吸附材料的主要作用是吸收VIP板內的殘余空氣以維持一定的真空度。阻隔袋抽真空密封后,仍會有極少量氣體滲透到袋內,芯材在使用過程中也會緩慢釋放一些氣體,所有這些氣體均會破壞袋內真空度從而影響VIP板的導熱系數。因此,必須使用特制的吸氣劑,吸收VIP板內的氮氣、氧氣、二氧化碳和水蒸氣等氣體以保持袋內的真空度。VIP板常用的吸氣劑是意大利賽伊斯吸氣劑公司生產的鋇鋰復合吸氣劑。

    目前,廈門高特高新材料有限公司生產的VIP板,阻隔袋材料為含金屬層的多層聚酯基薄膜,芯材用超細玻璃纖維,吸氣劑為意大利賽伊斯的鋇鋰復合吸氣劑。該VIP板在絕熱能力、機械強度、使用壽命和使用范圍等方面的表現都很出色。

    VIP板的研發始于上世紀50年代,起初是用粉狀二氧化硅做芯材,其隔熱性能好、壽命長、綜合性能好,但生產工藝復雜、重量大。70年代開始使用開孔泡沫塑料。90年代以后,很多大公司先后開展了VIP板的研究,如日本三井武田株式會社、松下冷機、東芝、英格蘭帝國化學工業公司、美國歐文斯公司、陶氏化學公司、卡伯特公司等,特別是陶氏化學公司采用開孔聚苯乙烯泡沫塑料做成的VIP板芯材,商品名為菌斯蒂爾,其成本低、生產設備簡單、排空迅速、易于加工。現在,VIP板在國內外已經應用于冰箱、冷柜、冷庫以及墻體保溫等領域。在日本,家用冰箱的保溫層中約70%使用了VIP板,其中夏普公司使用VIP板的冰箱型號有SJ-WE44A、SJ-WE38A、SJ-45A等,目前均已面市。這些冰箱壁厚僅為2.8cm,只有普通冰箱的一半,不僅減少了冰箱重量,而且使得容積增加了20%,但價格也增加了25%。在國內市場上,無錫松下推出了容積為220L、使用真空絕熱材料的冰箱,耗電量僅為0.35kWh;海爾、科龍也有少量同類產品生產。而西門子、新飛、伊萊克斯等也都曾進行過VIP冰箱的試驗。

    廈門高特高新材料有限公司曾做過一個實驗,分別以傳統聚氨酯(PU)和VIP板為保溫材料制作成冷藏保溫箱,在內裝物品相同的情況下,用PU時,外形尺寸為57cm×50cm×50cm,保溫層厚度為3.8cm,內裝21.8kg冷卻劑,保溫期為2.5h(-20℃);而用VIP隔熱時,外形尺寸為33cm×46cm×28cm,保溫層厚度為2.5cm,內裝7kg冷卻劑,保溫期長達26h。可以看出,采用VIP板后,保溫箱體積減少了70%,冷卻劑減少了68%,而保溫期延長了940%。

    盡管VIP板擁有優良的絕熱保溫性能,但它相對較高的價格限制了其在冰箱、冷柜、冷庫等領域的應用。目前,國內VIP市場尚未全面啟動,價格問題是其中的重要原因之一。一方面,這要求VIP生產廠家降低成本,開發針對不同用途的新產品。廈門高特高新材料有限公司除了生產高性能的玻璃纖維VIP板外,還成功研制出酚醛芯材及其他復合芯材的VIP板,拉開價格檔次,滿足不同市場需求。另一方面,從長遠發展來看,未來的家電趨勢必將是更輕、薄、可回收、節能環保,而將VIP板應用于家電產品中,可以達到節能、省空間的效果,如果相關產業領域都能投入精力培育市場,其發展速度和規模將不可估量。   

 

 
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