断热结构在可移动式冷库中的应用

汤云武

【摘 要】可移动式冷库的耗能水平直接影响可移动式冷库的使用成本，可移动式冷库通常由保温箱体、制冷设备、电控柜构成，把断热结构引用到保温箱体中，可以减少保温箱体内外部的热传递，减少制冷设备的运行时间，降低可移动式冷库的能耗和使用成本。

【关键词】断热结构;可移动式冷库;保温箱体;节能

1 可移动式冷库及其能耗概述

可移动式冷库是一种组合式冷库，由于其位置可移动，提高了使用的灵活性，已在人们的生产生活中得到广泛应用。可移动式冷库通常由保温箱体、制冷设备、电控柜构成。可移动式冷库的耗能水平直接影响可移动式冷库的使用成本，对一些要求储藏温度较低的可移动式冷库，如何降低其能耗一直是人们较难解决的问题，如要降低可移动式冷库的能耗，如果制冷设备相同，在相同使用环境的前提下通常要增大保温箱体的墙体、底板和顶板的厚度，但这会增大制造成本。

2 断热结构简介

断热结构是基于热传导理论而提出，热量从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低部分的方式或热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导。 热传导是固体中热传递的主要方式。

各种物体都能够传热，但是不同物质的传热本领不同.容易传热的物体叫做热的良导体，不容易传热的物体叫做热的不良导体。金属都是热的良导体，玻璃、瓷、木材和竹子、羊毛、羽毛、棉花，石棉、皮革等材料都是热的不良导体，石棉的热传导性能极差，常作为绝热材料。

下面我们设定二个模型来计算它们单位面积的传热量：

（1）如图1：一块50mm厚的钢板，其一面的温度为t1=35℃，另一面温度为t2=0℃，计算通过钢板单位面积的传热量？

首先从有关工具书查出：

钢的热传导系数λ=45 W/m2·℃，

利用傅立叶定律：Q/A=λ×（t1-t2）/b

Q-单位时间传导热量    A-导热面积    b-热传导材料厚度

可以算出此种钢板单位面积的传热量：

Q/A=45×（35-0）/0.05=31500 W/m2

（2）如下图2：一块50mm厚的保温板，两面由1mm钢板夹住中间为48mm的石棉板构成，其一面的温度为t1=35℃，另一面温度为t2=0℃，计算通过保温板单位面积的传热量？

首先从有关工具书查出：

石棉板的热传导系数λ=0.17W/m2·℃，

为简化计算，我们不考虑两面1mm钢板的热传导，

同样利用傅立叶定律：Q/A=λ×（t1-t2）/b

可以得出单位面积的传热量

Q/A=0.17×（35-0）/0.048=124W/m2

图1 50mm厚钢板剖视图        图2 50mm厚保温板的剖视图

通过以上计算比较可以看出两种同样厚度不同结构钢板和保温板的单位面积的传热量相差：31500/124=254倍。

从以上模型给我们启示，防止热量从热的良导体迅速传递就能形成断热结构，如图2就是一种简单的断热结构。

因此，如果把断热结构应用到可移动式冷库的保温箱体上就能够有效减少保温箱体的内外热传递，延长保温箱体的保温时间，减少制冷设备的运行时间，可以有效降低能耗，起到节能的效果。

3 在可移动式冷库保温箱体内外两面形成断热结构的说明

可移动式冷库的保温箱体通常由外框架、保温板和箱门构成，如下图3所示，外框架由钢构架组成，外框架上设置有门框，保温板由前后薄钢板和夹在前后薄钢板之间的隔热层构成，多片保温板通过拉钉固定在外框架上形成保温箱体的墙面、底面和顶面，箱门通过铰链铰接在门框上。

在保温箱体的内面与外面要形成断热结构，需做如下处理：

（1）底部保溫板与墙面保温板的连接处需做45°角斜切处理，顶部保温板与墙面保温板的连接处需做45°角斜切处理，不同墙面保温板连接处也需做45°角斜切处理，如图4所示，这样做的目的可以防止保温板内外两面的钢板相互接触形成快速导热。

（2）在箱门上要做断热处理，箱门包括门体框架和门板，门体框架由前钢架和后钢架构成，门板采用保温板，门板的前侧用拉钉与前钢架相固定，门板的后侧用拉钉与后钢架相固定，前钢架和后钢架之间留有间隙，在间隙中可填入隔热胶以加强箱门的刚性。如图5所示是箱门的横截面剖视图。

（3）门框也要做断热处理，门框需分成内框和外框，内框和外框可由钢构架组成，外框与保温箱体的外框架连成一体，外框同时通过拉钉与形成墙面的保温板固定在一起，内框与形成墙面的保温板固定在一起，内框和外框之间要留有间隙，间隙部分充填隔热胶，内框的外侧面还可贴有胶条。如图6是门框的横截面剖视图。

（4）防止一切的连接螺栓直接连接保温箱体内外两面的金属件。

图3 保温箱体立体图

图4 不同墙面保温板相互连接横截面剖析图

图5 箱门的横截面剖析图

图6 门框的横截面剖析图

4 采用断热结构的保温箱体装配中的注意事项和技术效果

（1）在装配中注意事项：特别注意不要使保温箱体内外两面的金属件连接在一起;安装制冷管道和线路要做隔热处理;安装完后，可用万用表测量内外两面应为不能导电，否则就有某些部位安装不到位，需要检查整改。

（2）技术效果：经过试验，在相同使用环境（保温箱体的内外温差40°C），采用同规格保温箱体和制冷设备，有采用断热结构的保温箱体比传统结构的保温箱体，在相同运行时间后要节能15%以上，有效降低使用成本，间接起到保护制冷设备的作用。

5 总结

可移动式冷库保温箱体的内部空间用于储藏物品，由于不同物品对储藏温度的不同要求，保温箱体内外温差可达30-60℃，保温箱体内外温差越大，保温箱体内外热传递就越厉害。因此储藏物品要求的储藏温度越低，断热结构在可移动式冷库保温箱体中的应用意义就越明显。

【参考文献】

[1]陈建功，王梅林.冷库的绝热构造设计重庆建筑高等专科学校学报2000（2）.

[2]胡汉平.热传导理论[M].中国科学技术大学出版社，2010.

[责任编辑：张涛]