[發明專利]一種適應于小空間、多點熱源的高效散熱系統

在審

• 申請號: 201510501618.0
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105115329A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 丁汀;連紅奎;何江;李萌;卿恒新;張紅星;李磊;苗建印
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;H05K7/20
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;郭德忠

技術領域

發明涉及一種散熱系統，具體涉及一種適應于小空間內具有多點熱源的高效散熱系統，屬于航空航天熱控技術領域。

背景技術

隨著電子技術的發展，電子器件集成化程度越來越高，其發熱量越來越大，伴隨著電子器件數量的增多從而導致安裝空間越來越小，電子器件中眾多點熱源的散熱問題成為制約其集成化及升級換代的技術瓶頸。

目前常用的散熱方式包括風冷及單相水冷方式，風冷的缺陷在于占用有限的空間資源，同時，若在航空和航天領域則由于空氣稀薄無法采用此冷卻形式；泵驅單相流體回路方案受到機械泵的流量限制，無法解決大功率相控陣天線的散熱需求，同時機械泵長期工作的可靠性與穩定性較差，且常常需要維修。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種適應于小空間、多點熱源的高效散熱系統，系統以循環蒸發冷凝的形式帶走點熱源的熱量，由此實現小空間內的高效散熱。

一種適應于小空間、多點熱源的高效散熱系統，該系統包括環路熱管毛細泵、蒸汽管路、液體管路、冷凝換熱器及平板蒸發器；

所述環路熱管毛細泵利用主動加熱器的熱量加熱并使環路熱管毛細泵內的工質蒸發，經過蒸汽管路至冷凝換熱器冷凝，冷凝后的液體通過液體管路回到平板蒸發器內吸收小空間內點熱源的熱量再次蒸發，工質再次回到冷凝換熱器冷凝，冷凝后回流至環路熱管毛細泵完成一次冷卻循環；在冷凝換熱器及環路熱管毛細泵之間串聯一套或一套以上由平板蒸發器、蒸汽管路、冷凝換熱器、液體管路組成的冷卻回路，則可以進一步增大攜帶的熱量。

進一步地，可利用電子器件中無空間限制的點熱源來加熱環路熱管毛細泵，節省主動加熱器的功率。

有益效果：

1、本發明采用環路熱管毛細泵為驅動源，與機械泵相比，無運動部件，可靠性高；環路熱管毛細芯具有數萬帕的驅動力，可以逆重力和過載運行，同時傳輸距離遠。

2、本發明的整個系統為焊接的封閉系統，無需維護，相對于機械泵具有很高的可靠性與穩定性。

3、本發明采用的兩相散熱系統溫度運行性好，使得蒸發器和冷凝換熱器具有更高的換熱效率。

4、本發明采用的環路熱管傳輸管線為退火不銹鋼軟管，方便布局。

附圖說明

圖1、2為本發明實施例中散熱系統在相控陣天線內整體布局結構示意圖；

圖3為本發明的散熱循環回路示意圖。

其中，1-環路熱管毛細泵、2-冷凝換熱器、3-第一平板蒸發器、4-第二平板蒸發器、5-第三平板蒸發器、6-第四平板蒸發器、7-第五平板蒸發器；8-輔助驅動加熱器、9-電源模塊、10-第一ka模塊、11-第二ka模塊、12-ku模塊。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

如附圖1和2所示，采用本發明對相控陣天線上的功放模塊和電源模塊即點熱源進行散熱；由于相控陣天線組件的體積較小，功率較大，多塊熱源同時工作，如無人機相控陣天線的功放模塊和電源模塊的總熱耗目前已經達到了1000W。

本發明的散熱系統包括環路熱管毛細泵1、蒸汽管路、液體管路、冷凝換熱器2、第一平板蒸發器3、第二平板蒸發器4、第三平板蒸發器5、第四平板蒸發器6、第五平板蒸發器7和輔助驅動加熱器8；外圍設備為相控陣天線的電源模塊9、第一ka模塊10、第二ka模塊11和ku模塊12；

其中，所述環路熱管毛細泵1內包含環路熱管蒸發器和環路熱管儲液器；所述冷凝換熱器2上同一水平高度上的兩個管路接口端為一組，其中一個為入口端，一個為出口端；

上述部件之間的連接關系為：所述環路熱管蒸發器與相控陣天線的電源模塊9貼合安裝在一起，輔助驅動加熱器8粘貼在環路熱管毛細泵1內的環路熱管蒸發器上提供額外的驅動熱量；所述第一ka模塊10的兩個側面上分別貼合安裝第一平板蒸發器3和第二平板蒸發器4，所述第二ka模塊11的兩個側面分別貼合安裝第三平板蒸發器5和第四平板蒸發器6，所述ku模塊12的側面貼合安裝第五平板蒸發器7；