[发明专利]基于脉动热管相变储能的月球供暖装置

说明书

本发明公开了一种基于脉动热管相变储能的月球供暖装置，包括集热装置、储能装置以及输热装置，储能装置包括储能腔体、设置在储能箱体内的脉动热管及填充在脉动热管周边的相变储能材料；输热装置包括输热管道、控制阀、水泵及控制器，在输热管道中灌装有通过水泵在所述输热管道内循环流动的传热工质，输热管道包括吸热端和释热端，吸热端位于所述储能箱内；当月球处于白天高温，控制器控制水泵及控制阀使传热工质不流动；当月球处于夜间低温，控制器控制水泵及控制阀使传热工质在输热管道内流动，通过输热管道的释热端实现供暖。本发明可在月球微重力的环境中稳定高效的运行。同时用相变储能材料作为储能装置，有效地提高了装置储热能力。

技术领域

本发明涉及一种月球供暖装置，具体涉及的一种基于脉动热管相变储能的月球供暖装置。

背景技术

随着地球资源的不断消耗，探索太空的可用能源是时下比较热门的话题。由于人类对太空的研究探索不断深入，未来人类在太空定居并开发逐渐成为可能。月球是地球的天然卫星，其上蕴藏丰富的矿产资源，具有很高的开发价值。但月球的表面温度为最低可达到-233℃，最高可达到127℃，且具有昼夜周期长的特点。目前，登陆者和漫游者探测器都依靠核电或电力供暖系统来保持电子产品的工作温度，但以核电或电力作为能源的供暖系统造价昂贵，不适宜大规模推广，同时探测器的核电不是可持续的热源，无法长时间提供热量。因此，亟需提出一种高效可持续的供暖方式来为月球开发做准备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种基于脉动热管相变储能的月球供暖装置，该系统可以在微重力条件下高效率地存储大量热能，大大提高能量的采集和利用效率，实现在月球高温时储能，低温时供能。

为解决传统月球供暖设备存在的上述问题，本发明采取的技术方案是：

一种基于脉动热管相变储能的月球供暖装置，其特征在于：包括集热装置、储能装置以及输热装置，所述集热装置为真空集热管，所述储能装置包括储能腔体、设置在储能箱体内的脉动热管及填充在脉动热管周边的相变储能材料；所述输热装置包括输热管道、控制阀、水泵及控制器，在输热管道中灌装有通过所述水泵在所述输热管道内循环流动的传热工质，所述输热管道包括吸热端和释热端，所述吸热端位于所述储能箱内；当月球处于白天高温，真空集热管采集太阳能，由脉动热管将热量传递给相变储能材料进行热量储存，所述控制器控制所述水泵及控制阀使所述传热工质不流动；当月球处于夜间低温，所述控制器控制所述水泵及控制阀使所述传热工质在输热管道内流动，通过输热管道的释热端实现供暖。

上述基于脉动热管相变储能的月球供暖装置，热能采集系统使用真空集热管收集太阳能作为能源，实现在月球上热能的有效收集和分配利用。真空集热管是由具有太阳选择性吸收涂层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成的，内外管夹层之间抽成高真空的，用于收集太阳能热量以加热所述的脉动热管蒸发段的装置。脉动热管由于两端间存在压差以及相邻管子之间存在的压力不平衡，使得工质在蒸发端和冷凝端之间振荡流动，脉动热管由于其管径小，毛细力占主导作用，对其结构和设计参数进行优化后，其运行性能基本不受重力作用的影响，因此能在月球微重力环境下运行。相变储能材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，少量的材料可以储存大量的热量，可以供空间站在月球长达两周的黑夜中使用。所述的热能分配系统是通过水泵和控制阀调节热能分配速率的装置。

进一步地，所述脉动热管为反重力脉动热管。

进一步地，所述脉动热管工作液为氨水。

进一步地，所述相变储能材料为直接接触式相变储能材料。

进一步地，所述相变储能材料为石蜡。

进一步地，所述传热工质为乙二醇。

有益效果