真空绝热板(VIP)厚度对热桥效应的影响
为了便于真空绝热板(Vacuum Insulation Panel, VIP)热桥的数值分析及模拟计算，需要设置一定的边界条件。本文边界参照真空绝热板(VIP)测试标准ASTMC518- 98，ti=40℃，te=15℃，对应的隔气结构表面换热系数α1=7.8 W/(m2·K)，α2=25 W/(m2·K) ，带入方程(8)计算及分析。真空绝热板(VIP)的芯材厚度一般在10 mm~40 mm 之间，隔气结构一般选择含有金属层的复合材料或者多层聚酯基薄膜，其对应的导热系数如表1 所示。
表1 隔气结构材质及导热系数
真空绝热板(Vacuum Insulation Panel, VIP)的厚度是影响边缘热桥效应的重要因素之一，也是影响真空绝热板(VIP)整体绝热效果的重要参数。根据上述计算结果绘制相同芯材，相同的板内真空下及相同边界条件下，不同隔气结构的真空绝热板边缘线性传热率ψvip,edge 伴随真空绝热板(VIP)厚度的变化规律，如图3 所示。
随着VIP 厚度δp 的增加，其边缘热桥效应随之减小。例如隔气结构为15 μm铝箔的真空绝热板(VIP)，当芯层导热系数为0.004 W/(m·K)，整体厚度为10 mm 时， 其边缘热线性传热率为0.1812 W/(m·K)，是芯层导热系数的45 倍之多。而当芯层厚度增加到40 mm 时，其边缘线性传热率减小到0.0699 W/(m·K)，边缘热流损失减少了将近2/3,如图3(a)所示。
在相同情况下，不含有金属层的多层聚酯基薄膜隔气结构的VIP，其边缘热桥效应也会随着真空绝热板(VIP)厚度的增加而减少，因隔气结构自身导热系数较低，边缘热流损失相对于整体而言较小，如图3(b)所示。
(a) 金属隔气结构；(b) 聚酯基薄膜隔气结构
图3 在芯材导热系数一定,不同真空绝热板(VIP)厚度下边缘线性传热率变化情况
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