หลักการฉนวนของกระติกน้ำสุญญากาศ

ตรรกะการเก็บรักษาความร้อนหลักของกระติกน้ำสูญญากาศคือการเพิ่มการปิดกั้นการถ่ายเทความร้อน 3 วิธี ได้แก่ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน ด้วยการออกแบบโครงสร้างพิเศษ ช่วยลดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างภายในและภายนอกขวด จึงบรรลุผลในการรักษาอุณหภูมิของของเหลวภายในขวด (การเก็บรักษาความร้อนหรือการเก็บรักษาความเย็น) หลักการเฉพาะสามารถอธิบายได้ผ่านการแยกโครงสร้างหลัก:

โครงสร้างสุญญากาศ 2 ชั้น: ปิดกั้นการนำความร้อนและการพาความร้อน

กระติกน้ำของกระติกน้ำสูญญากาศทำจากโครงสร้างกระจก (หรือโลหะ) สองชั้น และช่องว่างระหว่างสองชั้นจะถูกอพยพไปสู่สภาวะสุญญากาศสูง นี่คือการออกแบบที่สำคัญสำหรับฉนวน:

การปิดกั้นการนำความร้อน: การนำความร้อนต้องใช้ตัวกลาง (เช่น ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ) เพื่อให้บรรลุ ในสถานะสุญญากาศแทบจะไม่มีโมเลกุลใดที่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ จึงช่วยลดการนำความร้อนผ่านผนังด้านในของขวดได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความร้อนของน้ำร้อนถูกถ่ายโอนออกไปนอกขวดผ่านชั้นสุญญากาศได้ยาก และน้ำเย็นก็ดูดซับความร้อนจากภายนอกได้ยากเช่นกัน

การปิดกั้นการพาความร้อน: การพาความร้อนเป็นวิธีที่ของเหลวหรือก๊าซถ่ายเทความร้อนผ่านการไหล ชั้นสุญญากาศช่วยลดการมีอยู่ของก๊าซ (หรือของเหลว) จึงหลีกเลี่ยงการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกิดจากการพาความร้อนของแก๊สโดยสิ้นเชิง และยังช่วยลดการสูญเสียความร้อนอีกด้วย

ผนังด้านในเคลือบด้วยชั้นสะท้อนแสง: ลดรังสีความร้อน

ผนังด้านในของขวดสุญญากาศ (โดยปกติจะเป็นพื้นผิวด้านนอกของชั้นในและพื้นผิวด้านในของชั้นนอก) เคลือบด้วยชั้นฟิล์มสะท้อนแสงโลหะ (เช่น เงิน อลูมิเนียม ฯลฯ) การแผ่รังสีความร้อนเป็นวิธีการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ต้องใช้ตัวกลาง วัตถุใดๆ ที่มีอุณหภูมิจะแผ่รังสีอินฟราเรดออกไปด้านนอก (พาความร้อน) และหน้าที่ของฟิล์มสะท้อนแสงคือ:

สำหรับการเก็บความร้อน (ถือน้ำร้อน) : สะท้อนรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกไปด้านนอกด้วยน้ำร้อนภายในขวด และสะท้อนความร้อนกลับเข้าไปในขวด เพื่อลดการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อน

สำหรับการเก็บรักษาความเย็น (เติมน้ำเย็น) : สะท้อนรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกมาจากสภาพแวดล้อมภายนอกเข้าสู่ขวด ป้องกันไม่ให้ความร้อนจากภายนอกเข้าสู่ขวดผ่านการฉายรังสี และรักษาอุณหภูมิภายในขวดให้ต่ำไว้

ปิดฝาขวด: ช่วยในการปิดกั้นการแลกเปลี่ยนความร้อน

ฝาขวดของกระติกน้ำสูญญากาศมักทำจากวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนได้ดี (เช่น พลาสติก ไม้ก๊อก ซิลิโคน ฯลฯ) และได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างการซีล ในด้านหนึ่ง คุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนของฝาขวดสามารถลดการนำความร้อนผ่านฝาได้ ในทางกลับกัน การออกแบบที่ปิดสนิทสามารถป้องกันการรั่วไหลของก๊าซภายในขวด (เช่น ไอน้ำที่เกิดจากน้ำร้อน) หลีกเลี่ยงการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนที่เกิดจากการรั่วไหลของก๊าซ และยังปิดกั้นอากาศภายนอกไม่ให้เข้าไปในขวด ซึ่งช่วยรักษาความร้อนเพิ่มเติม