[發(fā)明專利]一種在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)方法和制冷裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811230861.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109556319B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣翔俊;巴靜靜;李智;杜敬利;潘逢群;黃進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于制冷機(jī)，制冷設(shè)備或系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)方法和制冷裝置，包括：第一形狀記憶SMA、第一超彈性SMA、第二超彈性SMA、第二形狀記憶SMA、第一滑動(dòng)軸承、第二滑動(dòng)軸承、熱匯、熱源、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、外殼；外殼內(nèi)部放置有第一形狀記憶SMA、第一超彈性SMA、第二超彈性SMA、第二形狀記憶SMA，第一超彈性SMA、第二超彈性SMA的兩側(cè)為第一滑動(dòng)軸承、第二滑動(dòng)軸承；熱匯通過第三閥門、第四閥門與第二超彈性SMA聯(lián)通；熱源通過第一閥門、第二閥門與第一超彈性SMA聯(lián)通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷機(jī)，制冷設(shè)備或系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)方法和制冷裝置。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：

現(xiàn)階段，運(yùn)用于航天器上的低溫制冷設(shè)備主要有以下幾種：其一，輻射制冷器；其二，固體制冷器；其三，超流氦杜瓦；其四，機(jī)械制冷機(jī)；其五，吸附式制冷機(jī)；其六，He-4He稀釋制冷機(jī)；其七，絕熱去磁制冷機(jī)。

1、輻射制冷器。利用宇宙的冷黑背景，去實(shí)現(xiàn)被動(dòng)降溫的制冷裝置，為無源輸入的制冷器。輻射制冷器是在1996年由美國研制出的一種制冷裝置，經(jīng)過長時(shí)間對該裝置的改進(jìn)和完善，其已經(jīng)可以應(yīng)用于各類不同軌道中，如拋物面G型、V型、W型、L型、圓錐形、方錐型等，且該裝置的制冷量可以從幾毫瓦達(dá)到百毫瓦級，制冷溫度可以實(shí)現(xiàn)從200K降至80K。輻射制冷器的最大優(yōu)點(diǎn)就是功耗小、無噪聲干擾、可靠性高、壽命長、無運(yùn)動(dòng)部件，對于空間紅外遙感有著很好的適應(yīng)性。但是其也具有一定的不足，具體表現(xiàn)為體積大、制冷量小，不能有阻擋物，且對安裝位置、飛行姿態(tài)及航天器軌道有嚴(yán)格的要求，地面試驗(yàn)難以開展，故其應(yīng)用范圍有一定的局限性。

2、固體制冷器。固體制冷劑的升華作用，產(chǎn)生冷源，已達(dá)到比較好的制冷效果。其主要優(yōu)勢在于不需要額外消耗航天器的能源，沒有振動(dòng)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單，不會(huì)受到軌道的局限。當(dāng)然，其也存在部分缺陷和不足：固體制冷器的工作壽命取決于制冷劑的數(shù)量，有著較大的局限性，并且在運(yùn)作的過程中，會(huì)因?yàn)樽陨碣|(zhì)量變化出現(xiàn)衛(wèi)星質(zhì)心變化，使得航天器處于不易控制的狀態(tài)，使得其應(yīng)用前景受到局限。

3、超流氦制冷器。利用超流氦的熱機(jī)效應(yīng)，以探測器為對象，實(shí)現(xiàn)低溫冷卻的系統(tǒng)，其冷源來自于液態(tài)到氣態(tài)的相變潛熱。其優(yōu)勢在于：能夠富于與多種探測系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)間長，能夠經(jīng)受住惡劣的發(fā)射力學(xué)環(huán)境考驗(yàn)，在航天器姿態(tài)控制方面能夠發(fā)揮積極作用；其不足在于蒸發(fā)速率較快，導(dǎo)致壽命低。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：現(xiàn)有航天器的低溫制冷設(shè)備存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，壽命短，制冷率低，體積大、重量大的問題。

解決上述技術(shù)問題的難度和意義：

傳統(tǒng)的空間在軌制冷技術(shù)已不足以滿足未來空間裝備制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，成為制約其設(shè)計(jì)的瓶頸問題，亟需針對其特點(diǎn)研究基于新思路的高可靠性、長壽命的高效制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論與方法，解決其中的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，滿足國防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的重大需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)方法和制冷裝置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)，所述在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)包括：

形狀記憶效應(yīng)模塊，用于產(chǎn)生初始預(yù)形變；

超彈性模塊，用于產(chǎn)生制冷作用；

初始發(fā)熱模塊，用于實(shí)現(xiàn)熱源初始發(fā)熱；

形變模塊，用于實(shí)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)發(fā)生形變和馬氏體相變；

冷卻模塊，用于實(shí)現(xiàn)高溫流體制冷。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種搭載所述在軌無源彈熱制冷系統(tǒng)的空調(diào)控制系統(tǒng)。