斷熱結(jié)構(gòu)在可移動式冷庫中的應(yīng)用

湯云武

【摘 要】可移動式冷庫的耗能水平直接影響可移動式冷庫的使用成本，可移動式冷庫通常由保溫箱體、制冷設(shè)備、電控柜構(gòu)成，把斷熱結(jié)構(gòu)引用到保溫箱體中，可以減少保溫箱體內(nèi)外部的熱傳遞，減少制冷設(shè)備的運行時間，降低可移動式冷庫的能耗和使用成本。

【關(guān)鍵詞】斷熱結(jié)構(gòu);可移動式冷庫;保溫箱體;節(jié)能

1 可移動式冷庫及其能耗概述

可移動式冷庫是一種組合式冷庫，由于其位置可移動，提高了使用的靈活性，已在人們的生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用。可移動式冷庫通常由保溫箱體、制冷設(shè)備、電控柜構(gòu)成。可移動式冷庫的耗能水平直接影響可移動式冷庫的使用成本，對一些要求儲藏溫度較低的可移動式冷庫，如何降低其能耗一直是人們較難解決的問題，如要降低可移動式冷庫的能耗，如果制冷設(shè)備相同，在相同使用環(huán)境的前提下通常要增大保溫箱體的墻體、底板和頂板的厚度，但這會增大制造成本。

2 斷熱結(jié)構(gòu)簡介

斷熱結(jié)構(gòu)是基于熱傳導理論而提出，熱量從物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低部分的方式或熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個系統(tǒng)傳到另一系統(tǒng)的現(xiàn)象叫做熱傳導。 熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。

各種物體都能夠傳熱，但是不同物質(zhì)的傳熱本領(lǐng)不同.容易傳熱的物體叫做熱的良導體，不容易傳熱的物體叫做熱的不良導體。金屬都是熱的良導體，玻璃、瓷、木材和竹子、羊毛、羽毛、棉花，石棉、皮革等材料都是熱的不良導體，石棉的熱傳導性能極差，常作為絕熱材料。

下面我們設(shè)定二個模型來計算它們單位面積的傳熱量：

（1）如圖1：一塊50mm厚的鋼板，其一面的溫度為t1=35℃，另一面溫度為t2=0℃，計算通過鋼板單位面積的傳熱量？

首先從有關(guān)工具書查出：

鋼的熱傳導系數(shù)λ=45 W/m2·℃，

利用傅立葉定律：Q/A=λ×（t1-t2）/b

Q-單位時間傳導熱量 ? ?A-導熱面積 ? ?b-熱傳導材料厚度

可以算出此種鋼板單位面積的傳熱量：

Q/A=45×（35-0）/0.05=31500 W/m2

（2）如下圖2：一塊50mm厚的保溫板，兩面由1mm鋼板夾住中間為48mm的石棉板構(gòu)成，其一面的溫度為t1=35℃，另一面溫度為t2=0℃，計算通過保溫板單位面積的傳熱量？

首先從有關(guān)工具書查出：

石棉板的熱傳導系數(shù)λ=0.17W/m2·℃，

為簡化計算，我們不考慮兩面1mm鋼板的熱傳導，

同樣利用傅立葉定律：Q/A=λ×（t1-t2）/b

可以得出單位面積的傳熱量

Q/A=0.17×（35-0）/0.048=124W/m2

圖1 50mm厚鋼板剖視圖 ? ? ? ?圖2 50mm厚保溫板的剖視圖

通過以上計算比較可以看出兩種同樣厚度不同結(jié)構(gòu)鋼板和保溫板的單位面積的傳熱量相差：31500/124=254倍。

從以上模型給我們啟示，防止熱量從熱的良導體迅速傳遞就能形成斷熱結(jié)構(gòu)，如圖2就是一種簡單的斷熱結(jié)構(gòu)。

因此，如果把斷熱結(jié)構(gòu)應(yīng)用到可移動式冷庫的保溫箱體上就能夠有效減少保溫箱體的內(nèi)外熱傳遞，延長保溫箱體的保溫時間，減少制冷設(shè)備的運行時間，可以有效降低能耗，起到節(jié)能的效果。

3 在可移動式冷庫保溫箱體內(nèi)外兩面形成斷熱結(jié)構(gòu)的說明

可移動式冷庫的保溫箱體通常由外框架、保溫板和箱門構(gòu)成，如下圖3所示，外框架由鋼構(gòu)架組成，外框架上設(shè)置有門框，保溫板由前后薄鋼板和夾在前后薄鋼板之間的隔熱層構(gòu)成，多片保溫板通過拉釘固定在外框架上形成保溫箱體的墻面、底面和頂面，箱門通過鉸鏈鉸接在門框上。

在保溫箱體的內(nèi)面與外面要形成斷熱結(jié)構(gòu)，需做如下處理：

（1）底部保溫板與墻面保溫板的連接處需做45°角斜切處理，頂部保溫板與墻面保溫板的連接處需做45°角斜切處理，不同墻面保溫板連接處也需做45°角斜切處理，如圖4所示，這樣做的目的可以防止保溫板內(nèi)外兩面的鋼板相互接觸形成快速導熱。

（2）在箱門上要做斷熱處理，箱門包括門體框架和門板，門體框架由前鋼架和后鋼架構(gòu)成，門板采用保溫板，門板的前側(cè)用拉釘與前鋼架相固定，門板的后側(cè)用拉釘與后鋼架相固定，前鋼架和后鋼架之間留有間隙，在間隙中可填入隔熱膠以加強箱門的剛性。如圖5所示是箱門的橫截面剖視圖。

（3）門框也要做斷熱處理，門框需分成內(nèi)框和外框，內(nèi)框和外框可由鋼構(gòu)架組成，外框與保溫箱體的外框架連成一體，外框同時通過拉釘與形成墻面的保溫板固定在一起，內(nèi)框與形成墻面的保溫板固定在一起，內(nèi)框和外框之間要留有間隙，間隙部分充填隔熱膠，內(nèi)框的外側(cè)面還可貼有膠條。如圖6是門框的橫截面剖視圖。

（4）防止一切的連接螺栓直接連接保溫箱體內(nèi)外兩面的金屬件。

圖3 保溫箱體立體圖

圖4 不同墻面保溫板相互連接橫截面剖析圖

圖5 箱門的橫截面剖析圖

圖6 門框的橫截面剖析圖

4 采用斷熱結(jié)構(gòu)的保溫箱體裝配中的注意事項和技術(shù)效果

（1）在裝配中注意事項：特別注意不要使保溫箱體內(nèi)外兩面的金屬件連接在一起;安裝制冷管道和線路要做隔熱處理;安裝完后，可用萬用表測量內(nèi)外兩面應(yīng)為不能導電，否則就有某些部位安裝不到位，需要檢查整改。

（2）技術(shù)效果：經(jīng)過試驗，在相同使用環(huán)境（保溫箱體的內(nèi)外溫差40°C），采用同規(guī)格保溫箱體和制冷設(shè)備，有采用斷熱結(jié)構(gòu)的保溫箱體比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的保溫箱體，在相同運行時間后要節(jié)能15%以上，有效降低使用成本，間接起到保護制冷設(shè)備的作用。

5 總結(jié)

可移動式冷庫保溫箱體的內(nèi)部空間用于儲藏物品，由于不同物品對儲藏溫度的不同要求，保溫箱體內(nèi)外溫差可達30-60℃，保溫箱體內(nèi)外溫差越大，保溫箱體內(nèi)外熱傳遞就越厲害。因此儲藏物品要求的儲藏溫度越低，斷熱結(jié)構(gòu)在可移動式冷庫保溫箱體中的應(yīng)用意義就越明顯。

【參考文獻】

[1]陳建功，王梅林.冷庫的絕熱構(gòu)造設(shè)計重慶建筑高等專科學校學報2000（2）.

[2]胡漢平.熱傳導理論[M].中國科學技術(shù)大學出版社，2010.

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