[发明专利]基于在轨相变储能及冷热掺混的瞬时大功率控温系统有效
申请号: | 202110223689.4 | 申请日: | 2021-03-01 |
公开(公告)号: | CN112964108B | 公开(公告)日: | 2023-08-11 |
发明(设计)人: | 王慧元;元晓川;赵文哲;朱永生;张永利;李东南 | 申请(专利权)人: | 中国科学院微小卫星创新研究院;上海微小卫星工程中心 |
主分类号: | F28D20/02 | 分类号: | F28D20/02 |
代理公司: | 上海智晟知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31313 | 代理人: | 李镝的 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 相变 冷热 瞬时 大功率 系统 | ||
1.一种基于在轨相变储能及冷热掺混的瞬时大功率控温系统,其对循环回路中的流体进行温度控制,其特征在于,包括:
温控阀门,被配置为根据有效载荷的瞬时功率将循环回路中的流体进行分流,以便将循环回路中的流体分别输送至第一支路和第二支路;
储液罐,被配置为存储循环回路中的流体;
循环泵,被配置为向循环回路中的流体提供流动的动力;
流量传感器,被配置为检测循环回路中的流体的流速及流量;
第一温度传感器,被布置在相变储能装置的出口与第一支路和第二支路的合并处之间;
第二温度传感器,被布置在第一支路和第二支路的合并处与有效载荷的入口之间;
第三温度传感器,被布置在有效载荷与储液罐之间;
第四温度传感器,被布置在流量传感器与温控阀门之间;
其中,循环回路中的流体由储液罐出发,依次流过循环泵、流量传感器及温控阀门;
所述第一温度传感器检测第一温度值,所述第二温度传感器检测第二温度值,所述第三温度传感器检测第三温度值,所述第四温度传感器检测第四温度值;
根据第二温度值调整温控阀门的比例值,所述比例值为第一支路的流量与第二支路的流量的比值;
所述第一温度值、第三温度值和第四温度值用于检测在轨瞬时大功率控温系统的状态;
第一支路中的流体通过相变储能装置进行冷却;
所述第一支路冷却后和所述第二支路合并,一起连接至有效载荷的入口;
所述循环回路中的流体将有效载荷进行冷却;
所述相变储能装置包括容置装置、以及容置装置中的相变材料,所述循环回路中的流体的热量传导至固态相变材料,以使固态相变材料成为液态相变材料,液态相变材料通过热辐射将热量散发至空间中,以使液态相变材料成为固态相变材料;
温控阀门根据有效载荷的瞬时功率将循环回路中的流体进行分流,且调节第一支路和第二支路的流量比例;
通过第一支路中的流体通过相变储能装置进行冷却代替传统换热器,实现热传导结合热辐射,以适用瞬时大功率载荷散热,将瞬间释放的热量有效的缓慢延迟到后续散热进程中,无需设置较大的热辐射散热装置,能够适应大功率有效载荷的各种使用场景;
瞬间释放的热量避免散热装置需要额外加热;基于在轨相变储能及冷热掺混的瞬时大功率控温系统通过相变储能装置的辐射散热冷却,有效加长散热时间,通过相变材料把热能存起来,在有效载荷不工作的时候缓慢辐射散热,以时间保证总散热量;
相变储能装置冷却通过确保过冷代替精密控温,简化精密控温及散热同时实现带来的复杂控制。
2.如权利要求1所述的基于在轨相变储能及冷热掺混的瞬时大功率控温系统,其特征在于,还包括:
所述温控阀门分为第一出口和第二出口,由所述第一出口流出的流体流过第一支路,由所述第二出口流出的流体流过第二支路,所述第一支路和所述第二支路合并后连接至有效载荷的入口;
所述第一支路通过相变储能装置连接至有效载荷的入口,所述第二支路直接连接至有效载荷的入口。
3.如权利要求1所述的基于在轨相变储能及冷热掺混的瞬时大功率控温系统,其特征在于,还包括两个加注排放阀,用于向循环回路排入流体或将流体排出循环回路;两个加注排放阀分别布置在储液罐的入口和循环泵的出口处。
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