[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

本發明的實施例公開一種航天器散熱系統和方法，所述系統包括：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。

技術領域

本發明涉及空間站熱管理技術領域。更具體地，涉及一種航天器散熱系統和方法。

背景技術

載人航天器的熱控設計不僅要保證艙內設備儀器在空間環境中處于合理的溫度范圍，同時還需要保障宇航員身處適宜的流速、溫度和濕度的空氣環境。

對于大型的航天器而言，由于艙內設備儀器較多，溫度指標較為復雜，分艙設計或者單一的熱控措施難以滿足熱量的管理，造成艙內熱能的浪費，合理有效的熱管理技術就成為了必然的發展趨勢。熱管理技術從系統的角度，對艙內熱量統一優化調配，對余熱進行多級回收利用，有效整合了艙內的資源，提高系統的適應能力和調節能力，但是復雜的熱控設計也會給系統帶來多組件、多備份、可靠性降低等的影響。

由于航天器上的能源有限，面對復雜多變的深空環境，大功率儀器設備的散熱以及宇航員對艙內空氣溫、濕度的需求，對熱控技術提出更高的要求，尤其是對于當前航天器散熱手段單一，很難滿足較大散熱量的要求。

發明內容

為解決上述問題中的至少一個，因此，本發明目的在于提供一種航天器散熱系統和方法。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一方面提供一種航天器散熱系統，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。

在一個具體實施例中，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。

在一個具體實施例中，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。

在一個具體實施例中，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；