[發明專利]一種空間用相變儲能式溫控器

有效

• 申請號: 201810337476.2
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108662933B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 張程賓;陳永平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;H05K7/20
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春

本發明公開一種空間用相變儲能式溫控器，包括熱擴散裝置、熱存儲裝置與熱致變色涂料層；所述熱擴散裝置由蒸發段、氣液相變腔體、支撐架、吸液芯、冷凝段與填充在所述氣液相變腔體內部的氣液兩相介質構成，所述支撐架在所述氣液相變腔體內點陣布置；所述熱存儲裝置由冷凝段、漸縮分層肋片、輻射段與填充在所述漸縮分層肋片間隙之間的固液相變存儲介質構成；所述漸縮分層肋片寬度沿垂直方向從上往下減縮；所述熱致變色涂料層涂覆于所述熱存儲裝置輻射段的外表面。本發明具有點陣支撐架的熱擴散裝置具有良好的均溫性，可消除局部熱點；漸縮分層肋片強化了熱擴散裝置與熱存儲裝置中固液相變存儲介質之間的換熱，使得能量存儲更高效。

技術領域

本發明涉及一種溫控裝置，具體涉及的是一種用于衛星上周期性高功率電子器件的溫度控制裝置。

背景技術

熱控技術是保證航天器正常工作的關鍵。而隨著各科技領域對衛星數量需求的增加，以及對衛星工作目標的多樣化要求，衛星的工作方式和所處的工作環境日趨復雜，從而出現了更多新的散熱問題。如何消除小型衛星上因電子器件短時間高功率工作而產生的局部熱點則是目前航天領域熱控技術亟待解決的主要問題之一。目前，大多數衛星采用的是主、被動結合的熱控模式，這種方式可以在一定程度上完成溫度控制的任務，但對因瞬時高熱流密度而產生的局部高溫的調節能力較差，容易出現局部溫度失控，超出電子器件正常工作溫度范圍的問題，使得電子器件失效甚至燒毀，最終導致衛星無法正常工作。因此，迫切需要開發先進可靠的熱控手段，消除衛星上電子設備工作時產生的局部熱點，將電子器件的工作溫度維持在安全范圍內，保證衛星的正常運行。

以相變儲能為原理的相變溫控技術，以其溫度恒定，儲能密度大，易控制的優勢逐漸受到廣泛關注，目前已成功應用在衛星熱控系統中。但常見的相變儲能溫控技術存在傳熱系數低、溫度分布不均勻等問題，其儲能、放熱性能有待優化。為此，本發明提出一種新型空間用相變儲能式溫控器，該溫控器將基于氣液相變過程的熱擴散裝置和基于固液相變過程的熱存儲裝置相結合，以點陣支撐架與漸縮分層肋片為強化傳熱器件，分散溫控器內的熱流，增大與固液相變存儲介質之間的傳熱面積，進而改善溫控器內儲能過程的傳熱性能，實現衛星在周期性工作情況下的自適應溫控。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供了一種將基于氣液相變過程的熱擴散裝置和基于固液相變過程的熱存儲裝置相結合，以點陣支撐架與漸縮分層肋片為強化傳熱器件的空間用相變儲能式溫控器，基于氣液相變過程的熱擴散裝置可以將瞬時高熱流迅速轉移；基于固液相變過程的熱存儲裝置則可以將來自熱擴散裝置的熱量進行高效存儲；而點陣支撐架與漸縮分層肋片能夠強化熱擴散裝置與熱存儲裝置之間的換熱，將兩者之間的傳熱過程從二維平面拓展為三維立體，大大增加了換熱面積，提高了換熱效率。本發明能有效保障衛星周期性高功率電子器件的溫度自適應調控。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種空間用相變儲能式溫控器，其特征在于：包括熱擴散裝置、熱存儲裝置與熱致變色涂料層；所述熱擴散裝置由蒸發段、氣液相變腔體、支撐架、吸液芯、冷凝段與填充在所述氣液相變腔體內部的氣液兩相介質構成，所述支撐架在所述氣液相變腔體內點陣布置；所述熱存儲裝置由冷凝段、漸縮分層肋片、輻射段與填充在所述漸縮分層肋片間隙之間的固液相變存儲介質構成；所述漸縮分層肋片寬度沿垂直方向從上往下減縮；所述漸縮肋片上表面與下表面分別與冷凝段和輻射段緊密接觸，以圓形陣列方式布置在所述的冷凝段與所述的輻射段所構成的密閉空腔內；所述熱致變色涂料層涂覆于所述熱存儲裝置輻射段的外表面。