中国冷库保温系统综述

1目前国内外保温材料的使用现状及对比（6000 字以内）提纲：一、 冷库保温节能的重要性二、 国内冷链的节能政策三、 国内绝热保温材料现状四、 冷链用保温材料的简介五、 冷库常见保温系统六、 结束语一、冷库保温节能的重要性能源问题是当前世界各国普遍重视的问题，并已被列为人类面临的四大生存问题之一。自 20 世纪 70 年代以来，世界各国均投入大量的人力、物力进行节能研究实践。我国是能源短缺的国家，已连续多年能源供应不足，在不久的将来，能源问题将更加突出。而冷连中的冷库更是耗能大户，如何建设个安全节能的冷库是冷链领域的当务之急，也是我们必须长期不懈地坚持的原则。众所周知，在能源消耗中，建筑能耗在总能耗中所占的比重较大。我国建筑用能量在 2000 年已达全国总能耗的 27.8%2，因此，建筑节能在我国的节能工作中占有举足轻重的地位。目前我国已经出台了一系列建筑节能的法律、法规，强制推行建筑节能，并制订了相关标准，例要实现“十一五”GDP 能耗降低 20%左右， “十一五”期间，可实现节能 2.4 亿吨标准煤（未含替代石油） ，重点行业主要产品（工作量）单位能耗指标总体达到或接近本世纪初国际先进2水平。目前冷连行业所带来的巨大效益正日益引起世界各国重视，而作为冷连中最重要基础建设-冷库则更加亦备受关注。2、国内冷链的节能政策：1） 、1997 年 11 月 1 日第八届全国人大常委会通过的中华人民共和国节约能源法 ；2） 、2006 年 8 月 25 日颁发的国发（2006）28 号国务院关于加强节能工作的决定 ；3） 、2009 年 2 月 28 日，第十一届全国人大常委会通过的中华人民共和国食品安全法 ；4） 、2009 年 3 月 10 日，国务院印发的国发（2009）8 号物流业调整和振兴规划 ；5） 、2009 年 10 月，上海市地方标准食品冷链物流技术与管理规范（DB31/T388-2007）已通过专家评审，将于 10 月 1 日起实施，这是国内公布的第一个食品冷链物流的地方标准；010 年 2 月 6 日，国务院决定设立国务院食品安全委员会，作为国务院食品安全工作的高层次议事协调机构。3、普通绝热保温材料的简介1、国内绝热材料的现状根据相关绝热技术通则，所谓绝热，就是为减少建筑物、设备、管道及其附件向周围环境散发热量或冷量，在其内或外表面采取的增设绝热层的措施。3按流向可分为保温、保冷。因此绝热材料可分为保温材料和保冷材料两个大的方向。目前我国绝热材料的生产企业已有成千上万个，产品有十几大类、几百个品种，适应温度范围从零下-196到 1000多度，而生产的技术、装备水平也有较大提高，甚至有世界先进水平的一流生产线和产品。1）按材质可分为有机、无机和金属材料三类。有机绝热材料种类有稻草、稻壳、甘蔗纤维、软木木棉、木屑、刨花、木纤维及其制品等。此类材料容重小，原先来源广，多数价格低廉，但吸湿性大，受潮后易腐烂，高温下易分解或燃烧，随着原材料等日益减少，已呈减少态势。无机绝热材料：矿物类有矿棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土石膏、炉渣、玻璃纤维、岩棉、加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等及其制品，化学合成聚酯及合成橡胶类有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、脲醛塑料和泡沫硬性酸酯等及其制品，此类材料不腐烂，耐高温性能好，因分子结构原因等使部分吸湿性大，容重轻，是理想的保温产品。金属类绝热材料：主要是铝及其制品，如铝板、铝箔、铝箔复合轻板等。它是利用材料表面的辐射特性来获得绝热保温效能。具有这类表面特性的材料，几乎不吸收入射到它上面的热量，而且本身向外辐射热量的能力也很小，这类材料货源较少，价格较贵，一般作为保温材料的饰面兼隔汽功能。42）按形态又可分为多孔状、纤维状、粉末状和层状绝热材料四种。多孔状绝热材料又叫泡沫绝热材料，主要原理为将原材料发泡成相互连接的密封空腔，以割断热或冷流量；具有质量轻、绝热性能好、弹性好、尺寸稳定等特点。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡胶、硅酸钙、轻质耐火材料等。纤维状绝热材料可按材质分为有机纤维、无机纤维、金属纤维和复合纤维等。在工业上用作绝热泪盈眶材料的主要是无机纤维，目前用得最广的纤维是岩棉、玻璃棉、硅酸铝陶瓷纤维、晶质氧化铝纤维等。粉末状绝热材料主要有硅藻土、膨胀珍珠岩及其制品。这些材料的原料来源丰富，价格便宜，也是建筑和热工设备上应用较广的绝热材料，但吸水后大大降低其性能。层状绝热材料 :一般是松散隔热保温材料的制品或化学合成聚酯与合成橡胶类材料，如矿物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、软木板以及有机纤维板（木丝板、刨花板、稻草板和甘蔗板等） ，另外还有泡沫混凝土板，它具有原松散材料的一些性能，加工简单，施工方便。2、绝热材料的性能一般指标1）热导率：绝热材料热导率越小越好，最新的国家标准规定保温材料 25时的热导率应不大于 0.08W/（m*K） ，保冷材料对热导率的要求更高。2）密度：绝热材料的密度一般不应大于 300kg/m3，密度小的材料，一般热导率较小，但同时机械强度也随之降低，故要合理选择。53）抗压强度：要使绝热材料在自身重量及外力作用下不变形和损坏，其抗压强度应满足一定的条件，保温材料中硬质无机成型制品的抗压强度不应小于0.3MPa，有机成型制品的抗压强度不应小于 0.2MPa。4）吸水率：绝热材料吸水后不但会大大降低绝热性能，而且会加速对金属的腐蚀，是十分有害的。因此，要选择吸水率小的绝热材料。5）耐热性和使用温度：要根据使用场所的温度情况选择不同耐热性能的绝热材料。 ”最高使用温度”就是绝热材料耐热性的依据。对保冷材料来说，要注明其最低使用温度。除上述原则外，在选取绝热材料时还应考虑施工、价格及运输等因素。4、冷库常用保温材料的简介 1980 年以前，中国冷链的发展十分缓慢，随着人民生活质量的不断提高，膳食结构不断丰富，对冷链的需求越来越迫切。随之发展的冷链基础工程-冷库也发生了巨大的变化，从之前的规模小，形式单一，自动化低等逐步发展成目前的大规模，形式多样，自动化高的现代冷藏库，以至冷链物流园。目前国内冷库形式主要分为土建库和装配库两种，土建冷库多采用内保温形式，主要保温材料有：现场喷涂聚氨酯（PU） ，挤塑聚苯乙烯保温板（XPS） ，模压聚苯乙烯保温板（EPS）;装配库使用夹芯板作为主要的屋顶和墙体保温形式，地面多采用高抗压的挤塑聚苯乙烯保温板。冷库建筑围护结构的保温系统的确定，与建筑结构形式密不可分。我国冷库使用的保温材料，在 1980 年以前大多采用稻壳、软木、憎水性膨胀珍珠岩等，80 年代后期聚氨酯喷涂在冷库中开始应用，包括 EPS 的应用，90 年代后期挤塑聚苯板进入中国，并在冷库地坪中大量使用。冷库建筑围护结构的保温6隔热材料的选用，主要依据 GB50072 2001冷库设计规范第 4。4。1 条 隔热材料的选择应符合下列要求： 导热系数小； 不散发有毒或异味等对食品有污染的物质； 难燃或不燃烧，且不易变质； 块状材料应温度变形小，易于在施工现场分割加工，且便于与基层粘结； 地面、楼面采用的隔热材料，其抗压强度不小于 0.25 Mpa；冷库围护结构的单位面积热流量要求是衡量冷库围护结构节能与否的一个重要指标，目前我国设计规范推荐的单位面积热流量 q 值偏大，总热阻值偏低。下表例举部分欧美国家数值做比较：部分国家单位面积热流量 q 推荐值(w/)中国 日本(节能型) 法国 美国(ASHRAE)10 7.2 8 6.31减少冷库围护结构单位面积热流量，即减少冷库的围护散热，直接降低温度。对于冷库的保温材料在相同的热阻值的要求下，热导率越大，所需保温材料厚度越厚，占用有效的使用面积则越大，这势必影响冷库的存储利用率。另外，由于保温隔热材料的材质不同，其施工方法、施工周期、对环境的污染也不同。因此，冷库建筑围护结构的保温系统的选择，要综合考虑各方面原因，从而达到经济节能的双效果。近年来，随着冷链行业的大力发展，冷库的保温材料已经从稻壳和软木，7逐步发展到以硬质聚氨酯和聚苯乙烯保温板（EPS,XPS）等保温材料已基本上成为主流产品。以下分别对几种目前使用的保温材料使用现状作简单分析1、软木软木很早就用于冷库围护结构隔热，是冷库隔热的优良材料之一，它的优点是：1， 热导率小，为 0.167-0.293kj/(h);容量也小，为 150-280kg/2， 不易变质、无毒、无臭3， 抗压强度高，为 10-15kg/4， 难燃、吸水性小5， 富有弹性，易于切割加工，便于安装施工软木是用栓皮栎树或黄波罗树皮加工而成。这类树皮松软，其中含有无数个呈六方形的密闭小孔，并含大量树脂；将树皮经过破碎、筛选、加压、烘熔等过程，制成各种形状和尺寸的软木板、砖/管壳等制品，常用软板的规格有914*305*25（50、75、100）等。由于软木产量少，价格高，原先在冷库中主要用于模板、地面，及冷桥处理上，现已少用。2、稻壳稻壳是早先我国食品冷库中最大量使用的隔热材料之一，稻壳产地广，易于就地取材、价格便宜，并具有良好的隔热性能，容重一般在 150-180kg/m,热导率 0.25-0.33kj/(mh)。缺点是占用体积大，易受潮腐烂，下沉量大，稻壳受潮后热导率显著增大，一般用于外墙阁楼层，使用时应过筛除尘、尽量晒干，其重量湿度不应超过 10%，由于冷库使用稻壳隔热时，材料用量大，加8上稻壳在其他方面的用途日益广泛，因此采购也不容易，特别是北方地区则更难。3、泡沫塑料1. 聚苯乙烯泡沫（EPS）聚苯乙烯泡沫是用聚苯乙烯树脂为基料，加入发泡剂，并用水蒸气加热形成有无数微小气孔的发泡小球，在常压下进行熟化，此过程称为预发泡，将熟化后的发泡小球放在模具中进行加热，使它们彼此融合成型而制成一种具有微细闭孔结构的硬质泡沫塑料。冷库所采用的聚苯乙烯泡沫塑料，增加阻燃剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂等成分，使产品具有自熄性和较强的耐气候性。这种泡沫塑料的优点是质松、隔热性能好、吸水性小、耐低湿性能好、有一定的弹性、易于切割。2挤塑聚苯乙烯泡沫（XPS）挤塑聚苯乙烯泡沫板是一种硬质挤出型聚苯乙烯保温材料，由聚苯乙烯树脂  及其它添加剂挤压成型的板材。挤压的过程制造出拥有连续均匀的表皮及闭孔式蜂窝结构的板材，这些蜂窝结构的互联壁由一致的厚度，完全不会出现空隙，杜绝了普通发泡出现的断裂空隙。因此具备了高抗压强度、低导热系数、低吸水率、低水蒸气渗透、长寿命等特点。3聚醛泡沫塑料聚醛泡沫塑料是以尿素-甲醛合成树脂为基料，与发泡剂、硬化剂混合、经机械搅拌形成具有一定稳定性的泡沫，并经干燥而成为具有无数互不相通的 微小细孔的泡沫塑料。它的有点是容重小、隔热性能好、高温时不燃烧、防9蛀、能用于低温、在常用的各种泡沫塑料中它的价格最低。缺点是质地疏松、吸水性强、机械强度低，多用于填充式的隔热结构。4.聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料是以聚酯树酯或聚醚树酯为主要原料与甲苯二异氰酸酯(11)I)或二苯基甲烷二异氰酸酯( I)或聚次甲基聚苯基异氰酸酯(PAPI)按一定比例加入发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等，在适宜的温度下，经混合搅拌进行发泡所制成的泡沫塑料。冷库常用的是硬质聚氨酯泡沫塑料，可在现场直接喷涂或灌注成型使用。它还可以根据不同的使用要求配制成不同密度、耐热、耐燃的泡沫体，适于快速施工。聚氨酯泡沫塑料的优点是容重和热导率小、强度高吸水率低、有自熄性、能用于较低的温度，与常用建筑材料粘结较好，并形成无缝隙的封闭整体，是一种比较理想的冷库隔热材料；缺点受现场施工因，人工等因素影响，易发生火灾，同时价格比较高。以下就冷连中冷库建筑的特点在选用保温材料时应注重关心的要点作简要描述：1.设计导热系数：衡量保温材料保温性能的重要指标。针对冷库这种特殊的低温建筑，除了考虑保温材料的正常温度下的导热系数，还应参考保温材料低温下的性能。因冷库中长期受到低温潮湿的环境下，导热系数会受影响。2.吸水率：吸水率是影响保温效果的重要指标，当材料吸水后将材料中的气体挤出，由水占居了原来的空间，水的导热系数为 1w/mK，使保温材料的导热系数增大。故吸水率越大，保温效果越差。3.冻融循环后的保温效果：冷库使用后，保温材料存在水蒸气由高温侧向10低温转移和冻融循环的过程，在冻融交替的情况下，保温材料的热阻会有不同程度的下降，因此长期冻融循环后的