[發明專利]一種航天器散熱系統和方法

有效

• 申請號: 202010855903.3
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112078834B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 張碩;胡磊;張元君;徐自勉;陳晨
• 申請（專利權）人: 航天科工空間工程發展有限公司
• 主分類號: B64G1/50
• 分類號: B64G1/50;B64G1/58
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種航天器散熱系統，其特征在于，包括：流體回路、通風回路和吸收式熱泵回路，其中

所述流體回路，用于循環往復對儀器設備進行散熱，所述流體回路中的工質攜帶儀器設備排散的熱量在所述系統中作為高溫熱源，用以驅動吸收式熱泵回路工作和將多余熱量排散至深空；

所述吸收式熱泵回路，用于耦合所述流體回路和所述通風回路，實現熱交換；

所述通風回路包括吸熱支路和放熱支路，兩支路的空氣通過所述吸收式熱泵回路熱交換，通過控制兩支路的空氣流量配比調節艙內人活動區域的空氣溫度，所述放熱支路的空氣攜帶熱量作為所述系統的低溫熱源；

所述吸收式熱泵回路包括：

發生器，用于使制冷劑溶液吸收流體回路工質攜帶的熱量形成制冷劑蒸汽；

冷凝器，用于使來自發生器的制冷劑蒸汽凝結成制冷劑溶液并放出熱量，該熱量被流體回路工質攜帶排散至深空；

蒸發器，用于使來自冷凝器的制冷劑溶液吸收所述低溫熱源的熱量變為制冷劑蒸汽；

吸收器，用于使來自發生器的濃制冷劑溶液吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽變為稀制冷劑溶液，并放出熱量；

溶液泵，用于驅動所述發生器和所述吸收器；

所述流體回路包括：

冷板，用于對設備儀器進行散熱；

機械泵，用于驅動所述冷板循環往復對儀器設備進行散熱；

輻射器，用于將流體回路的工質中攜帶的多余熱量排散至深空。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述通風回路包括：

風機，用于驅動空氣流動進行熱交換；

流量計，用于控制空氣流量；

溫控閥，用于控制空氣溫度。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述流體回路還包括：補償器和溫控閥。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述制冷劑溶液為氨水溶液。

5.一種利用權利要求1-4中任一項所述的系統進行散熱的方法，包括：

S10、流體回路循環往復對儀器設備進行散熱；

S30、所述流體回路中的工質攜帶儀器設備排散的熱量在所述系統中作為高溫熱源驅動所述吸收式熱泵回路熱交換；

S50、所述流體回路將工質中多余的熱量排散至深空；

S70、通風回路的吸熱支路和放熱支路的空氣通過所述吸收式熱泵回路熱交換，通過控制兩支路的空氣流量配比調節艙內人活動區域的空氣溫度，所述放熱支路的空氣攜帶熱量作為所述系統的低溫熱源。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S30包括：

在吸收式熱泵回路中，發生器中的制冷劑溶液吸收流體回路工質攜帶的熱量形成制冷劑蒸汽流向冷凝器；

所述冷凝器使來自發生器的制冷劑蒸汽凝結成制冷劑溶液并放出熱量，該熱量被流體回路工質攜帶排散至深空，制冷劑溶液流向蒸發器；

所述蒸發器使來自冷凝器的制冷劑溶液吸收所述低溫熱源的熱量變為制冷劑蒸汽，流向吸收器；

所述吸收器使來自發生器的濃制冷劑溶液吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽變為稀制冷劑溶液，并放出熱量，該熱量被所述通風回路的空氣吸收；

溶液泵驅動所述稀制冷劑溶液進入發生器。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體回路中機械泵驅動所述冷板循環往復對儀器設備進行散熱；通過輻射器將流體回路的工質中攜帶的多余熱量排散至深空。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述通風回路利用溫控閥和流量計控制兩支路的空氣流量和溫度。