制冷展示柜中空玻璃門結構設計要點的研究

摘 要：隨著經濟的發展，人們的生活水平逐步提升，制冷展示柜的應用場景不斷增加，制冷展示柜的主要功能是用于各類需冷藏物品的制冷展示，展示效果的體現是基于制冷展示柜中的中空玻璃門，一般情況下，中空玻璃門失效的主要原因是玻璃破裂、門框受損、凝露，中空層有氣體混入等。本文主要探究制冷展示柜中空玻璃結構設計的要點，從結構及受力等方面出發，指出設計要點。

關鍵詞：制冷展示柜；中空玻璃門；結構；設計要點

中空玻璃一般由兩層以上的平板玻璃構成，在制作中空玻璃門時，將中空玻璃四周用高強度的氣密性復合粘結劑將玻璃與密封條等粘結，在玻璃中間注入干燥氣體，并在柜內沖入干燥劑，以此保證空氣的干燥度，中空玻璃根據具體的需求可選擇不同的玻璃材質和玻璃厚度。通常來說，中空玻璃主要用于需要采暖、空調、防止噪音或結露以及需要無直射陽光和特殊光的建筑物上。廣泛應用于賓館、辦公樓、學校、住宅、飯店、醫院、商店等需要室內空調的場合。也可用于火車、汽車、輪船、冷凍柜的門窗等處。

在本研究中，重點參閱了相關的行業標準，并根據行業特點分析制冷展示柜中空玻璃門的結構特點。探究在進行中空玻璃門結構設計時所需要注意的設計要點，設計參數以及設計時應注意的事項，為中空玻璃門的設計提供理論支持。

一、制冷展示柜中空玻璃門的基本功能和結構

制冷展示柜門體主要由塑料框，中空玻璃和磁性門封組成，詳見圖1。

中空玻璃門是制冷展示柜實現冷藏、冷凍功能的重要部件，中空玻璃門主要分為隱形玻璃門結構和明框玻璃門結構。

明框玻璃門結構指的是，玻璃周邊全部包有邊框，邊框中的卡槽可以確保玻璃始終在邊框內，為了美觀，可以在邊框上天添加一定的裝飾，進而形成不同的風格。明框玻璃門中采用的中空玻璃，根據使用數量可以分為單中空玻璃和雙中空玻璃兩種。

隱形框玻璃門結構指的是，展示柜上的門框全部被玻璃所遮擋，從展示柜的正面看，全部都是玻璃，隱形框玻璃門展示柜的設計風格主要通過最外層玻璃上的絲印來體現。

隱形框玻璃門的中空玻璃，玻璃主要為飛邊結構，如圖2所示。

（一）門框

中空玻璃的配置

在制冷展示柜中，low-e膜在中空玻璃中的位置將會隊制冷展示柜的制冷效果產生極大的影響，經過測試后可以發現，在制冷柜制冷工藝相同的情況下，low-e膜的位置不同，那么制冷柜的隔熱效果也不同。

二、中空玻璃門的使用工況及載荷分析

中空玻璃門內密封的干燥氣體極易受到外界氣壓、溫度的影響，外界的壓差會對制冷展示柜的中空玻璃以及周邊的密封膠產生載荷，載荷可以根據壓差計算獲得，載荷與壓差的關系是載荷等于中空玻璃間隔層裝密封時的氣壓乘以中空玻璃門在運輸或使用時的溫度減去中空玻璃間隔層封裝密封時的溫度差。

比如某一類中空玻璃門在工廠內被加工生產時，當時的氣體溫度為32攝氏度，沿海地區的大氣壓均認定為是一個標準大氣壓（100Kpa），該制冷展示柜的溫度設定為零下15攝氏度，如果玻璃表面不加熱，則氣體的平均溫度均為0攝氏度，經計算可以發現中空玻璃門內的企業為111.7Kpa。

三、制冷展示柜中空玻璃門體的設計及控制

中空玻璃門的隔熱系數設計主要是依照設計需求跟實際需要，參照使用場景的溫度和濕度以及制冷展示柜的制冷方式，如部分制冷柜采取直冷的制冷方式，還有部分制冷柜采取風冷的制冷方式，除此外，隔熱設計還與中空玻璃門體的用途有關，根據隔熱玻璃門主要用于冷凍還是冷藏來判定中層玻璃的厚度以及密封條的類型，計算中空玻璃門的U值和表層玻璃的凝露，通過計算、測試及產品成本要求，配置中空玻璃，決定玻璃種類以及氣體的填充種類，和玻璃門表面是否應用電加熱處理凝露等。

四、影響玻璃門表面溫度的因素及防凝露措施

1.中空玻璃材料的物理性能

普通材質的玻璃對遠紅外線熱輻射的反射率低，熱量吸收后，會逐漸向低溫傳遞；具備Low-e膜的玻璃的反射情況較好，可以降低熱輻射的吸收。數據顯示，中空玻璃對單層玻璃的導熱系數低得多，所以在選擇制冷展示柜的玻璃時，普遍選擇中空玻璃，當中空玻璃表面有凝露現象時，玻璃的反射率會大大降低，因此，在進行中空玻璃門結構設計時，應重點制定相關的防凝露措施。

2.中空玻璃氣體的熱物理性質

填充在中空玻璃內的氣體需符合行業的標準和安全要求，常用的氣體主要包括干燥空氣、氪氣、氬氣等，如果氣體含水量較高，則極容易在使用過程中出現玻璃表面凝露等現象。因此在進行氣體填充時，應主要保持氣體和周圍環境干燥，氪氣和氬氣都屬于惰性氣體，惰性氣體比一般的空氣重量要重，且導熱系數低于空氣，在使用時，會在很大程度上降低熱傳導損失和對流損失，因此，當前的制冷展示柜的中空玻璃門中的填充氣體，大多選擇惰性氣體，且惰性氣體的填充比例搞到97%以上，此舉最直接的效果是有效防止凝露和節約制冷柜的能源。

總結

當前，制冷展示柜普遍采用中空玻璃門結構，部分采用普通中空玻璃，部分在中空玻璃門填充惰性氣體。Low-e膜是制冷展示柜中空玻璃的主要組成部分。當制冷展示柜生產地的氣壓與使用地的氣壓相差較大時，在進行結構設計時，可采用非鋼化玻璃，并且在使用中制定一定的壓力平衡措施，以保證制冷展示柜的制冷效果，延長制冷展示柜的使用壽命。

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作者簡介：

周文通（1981年9月）男；民族：漢族；籍貫：廣東省河源市；職稱：擬申請中級工程師；學歷：大學本科；研究方向：結構設計。（身份證號：441623198109261033）