[发明专利]适应脉冲式大热量散热的高效相变储能热沉

说明书

本发明提供了一种适应脉冲式大热量散热的高效相变储能热沉，包括器件安装面和针状强化导热骨架，针状强化导热骨架安装于器件安装面上，且骨架孔隙内填充有相变材料，针状强化导热骨架外包裹有用于封闭相变材料的框架，用于封闭相变材料的框架上安装有与针状强化导热骨架相连通的相变材料充注口，针状强化导热骨架背面还安装有一与其内部空隙相连通的流体回路通道，流体回路通道上连接有流体进口管和流体出口管，流体回路通道上罩设有流体回路盖板，流体回路盖板针状强化导热骨架固接。本发明可以使星内单机(器件)温度变化平缓，有效降低流体回路系统流量，减小驱动泵功耗需求，可有效减小卫星内部单机(器件)的温度波动，并降低热控资源需求。

技术领域

本发明涉及一种相变储能热沉，具体地，涉及一种适应脉冲式大热量散热的高效相变储能热沉。

背景技术

近年来，随着航天技术、信息和电子技术、MEMS技术、生物技术和生命科学等高新技术的发展，各类电(单机)的功耗越来越大。并且大多数电(单机)(尤其是卫星上的电(单机))都是间歇性工作，在短时间的工作期内产生大量的废热，而在工作间歇期内又需要保持一定的温度。

传统的被动热控方式主要通过开足够大的散热面，以保证(单机)工作时能够及时将热量排散，避免(单机)温度过高。然而，这会导致(单机)工作间歇期内散热量过大，需要消耗大量的电功率来加热补偿。

流体回路主动热控方式需要在(单机)工作时增大流经电(单机)热沉的流体流量，以保证(单机)工作过程中产生的大量废热能被及时带走，而在(单机)工作间歇期内需要大幅减小流经电(单机)热沉的流体流量，尽量减小(单机)散热。然而，这一热控方式不仅需要配置大流量、高扬程的驱动泵，导致系统对重量和功耗等资源的需求增加；还需要配置温控阀(或电磁阀)及旁通回路等来调节流经电(单机)热沉的流体流量，造成流体回路系统复杂程度大幅提升，可靠性和稳定性降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适应脉冲式大热量散热的高效相变储能热沉。

本发明通过以下技术方案实现：

一种适应脉冲式大热量散热的高效相变储能热沉，包括器件安装面和针状强化导热骨架，所述针状强化导热骨架安装于所述器件安装面上，且骨架孔隙内填充有相变材料，所述针状强化导热骨架外包裹有用于封闭相变材料的框架，所述用于封闭相变材料的框架上安装有与针状强化导热骨架相连通的相变材料充注口，所述针状强化导热骨架背面还安装有一与其内部空隙相连通的流体回路通道，所述流体回路通道上连接有流体进口管和流体出口管，所述流体回路通道上罩设有流体回路盖板，所述流体回路盖板针状强化导热骨架固接。

优选地，所述针状强化导热骨架采用焊接或铸造方式与器件安装面1紧密结合为一体，以减小两者之间的导热热阻。

优选地，所述相变材料为具有稳定的固-液相变温度和高相变潜热的有机或无机材料，其相变过程简单可逆，仅受温度因素影响。

优选地，所述的针状强化导热骨架的空隙率不低于85％，且所有的空隙互相连通。

优选地，所述的器件安装面、针状强化导热骨架、流体回路通道均采用铝及铝合金或其他高导热材料。

优选地，所述的高效相变储能热沉组装焊接完成后，内部腔体具有足够的气密性和承压能力。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明适用于短时大功率脉冲式工作(单机)器件的散热和温度控制，能够利用相变材料的潜热，在大功率(单机)器件工作时吸收并存储热量，在(单机)器件工作间歇期内在缓慢的将热量释放给冷却流体中。使星内(单机)器件温度变化平缓，有效降低流体回路系统流量，减小驱动泵功耗需求，特别适用于短时大功率脉冲式工作(单机)器件的散热和温度控制，有效减小卫星内部(单机)器件的温度波动，并降低热控资源需求。

附图说明