低温保存箱隔热结构的分析_南京庚辰科学仪器有限公司_海尔低温冰箱

添加日期：2013年07月19日

关键字：低温保存箱

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导读：

隔热层的作用是防止热量传入被冷却的空间。其应具有的主要特性是：导热系数小、容重小、耐低温性好。由于聚氨酯(PU)泡沫塑料不仅隔热性能优良，而且重量轻、抗压和粘接强度较好、

隔热层的作用是防止热量传入被冷却的空间。其应具有的主要特性是：导热系数小、容重小、耐低温性好。由于聚氨酯(PU)泡沫塑料不仅隔热性能优良，而且重量轻、抗压和粘接强度较好、便于形成整体的支承和隔热结构，普通冰箱等一般隔热结构均采用PU泡沫塑料作为隔热材料。然而，PU泡沫塑料中所用发泡剂的标准蒸发温度均较高，如常用发泡剂环戊烷和R114，ts分别为49.25℃和3.85℃，在-80℃以下的饱和蒸气压均非常低。当温度在-80～-90℃时，会产生冷缩。
为了避免冷缩，首先对低温保存箱的隔热在结构上进行改进。隔热结构由双层隔热材料组成，如图1所示。对于工作温度高于冷缩温度的外部，用PU泡沫塑料作为隔热材料；工作温度低于冷缩温度的内部，以耐低温隔热材料为隔热材料。
在-100℃低温循环器隔热结构设计中应用上述方法进行改进。容器的容积为30dm3，内装无水乙醇，隔热层厚度180mm。原设计中，隔热结构仅采用PU泡沫塑料一种隔热材料。当温度达到-91℃时运行7天，在贴近内胆处，隔热层出现整体空洞。由于空洞进水蒸汽，在内胆外结冰厚度超过20mm，造成隔热失效。
改进后，低温保存箱外层隔热材料仍为PU泡沫塑料，厚度130mm；内层隔热材料选用最低使用温度为-196℃的膨胀珍珠岩，粒度为30目、厚度50mm。计算时ta、tad、tamin、tb、tz、tzmin分别按38、28、0、-100、-62、-72℃取值，限定单位面积漏热量qr为20W/(m·℃)。
在制作时，先用一个外形尺寸与内层隔热材料相同的模具作内支撑，用PU泡沫塑料灌注发泡形成外隔热层。脱模并将内胆定位后，填入膨胀珍珠岩，用铝箔包封进行防潮。最后在容器盖处用30mm厚的PU泡沫塑料灌注发泡封口，形成完整的隔热结构。
在容器内温度-100℃、环境温度分别为38℃和0℃的条件下，各运行14天，隔热层维持原形态，隔热效果无可测出的变化。

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低温保存箱隔热结构的分析

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