大熱耗高穩定性單機的控溫系統技術方案

本發明專利技術提供了一種大熱耗高穩定性單機的控溫系統，包括：單機、加熱器、多層隔熱組件及流體回路系統，其中，所述流體回路系統包括驅動泵、冷板、輻射器、儲液器以及管路。單機的非發熱表面粘貼加熱器，并包覆多層隔熱組件，單機熱源面與冷板固定連接，流體回路各部件通過管路連接組成閉環回路。當單機工作時，單機的非熱源面通過加熱器分區程控加熱控溫；單機的熱源面通過流體回路耦合傳熱來實現溫控。當單機不工作時，流體回路中止工作，傳熱阻斷，單機加熱器程控加熱，使之維持控溫范圍以內。本發明專利技術換熱能力強，可以實現470W熱耗的收集，流體回路控溫精度高，能夠滿足±2℃的溫度穩定性要求，且等溫性好，輻射效率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及航天器熱控制領域，具體地，涉及一種大熱耗高穩定性單機的控溫系統。
技術介紹
隨著空間技術的迅猛發展和空間任務的不斷拓寬，對單機載荷的熱控要求也越來越高。某激光雷達載荷，工作時激光頭的熱耗高達470W，單機的溫度要求20±2℃；不工作時單機溫度要求在5～30℃。對于高穩定性單機的熱控，不僅要尋找良好的散熱途徑和穩定的散熱面，而且熱控設計要有阻斷傳熱的能力，以防止激光雷達不工作時，加熱器資源需求過大。機械泵驅動流體回路技術傳熱能力強，控溫精度高，具有熱量的收集、傳輸以及排散功能，便于熱管理，是目前空間熱控最有前景的技術之一。流體回路技術可以同時滿足單機的收集、傳輸和溫度穩定性以及阻斷傳熱的要求。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種大熱耗高穩定性單機的控溫系統。根據本專利技術提供的大熱耗高穩定性單機的控溫系統，包括：單機、加熱器、多層隔熱組件及流體回路系統；所述單機的非發熱表面上粘貼有加熱器并包覆有多層隔熱組件；所述流體回路系統包括：驅動泵、冷板、輻射器、儲液器以及管路；所述冷板設置在單機的熱源面上，所述驅動泵、冷板、輻射器、儲液器依次通過管路連接構成閉環回路。優選地，所述冷板安裝在單機的熱源面上，或者在所述單機的熱源面上集成冷板。具體地，冷板與單機熱源面墊的導熱硅脂螺紋連接或冷板直接集成在單機熱源面上，且所述冷板能夠滿足單機熱源面的散熱需求。優選地，所述單機的熱源面與所述流體回路系統通過耦合傳熱來實現溫控。優選地，所述單機的非發熱表面上的加熱器能夠分區程控溫加熱，控溫的閾值根據溫度指標要求設定。優選地，所述驅動泵的流量和揚程滿足傳熱和流動阻力要求。優選地，所述儲液器位于驅動泵的上游位置，所述冷板位于驅動泵的下游位置并通過輻射器連接至儲液器。具體地，所述輻射器在流體回路系統的布局，使得輻射器溫度盡量均溫化，以提高輻射效率。優選地，所述儲液器用于滿足流體回路系統的壓力波動以及系統泄漏時的補液需求。優選地，所述管路滿足工質相容性要求。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：1、本專利技術提供的大熱耗高穩定性單機的控溫系統中的流體回路為強制對流換熱，換熱能力強，可以實現470W熱耗的收集；且流體回路控溫精度高，能夠滿足±2℃的溫度穩定性要求。2、本專利技術提供的大熱耗高穩定性單機的控溫系統基于流體回路的輻射器等溫性好，輻射效率高。3、本專利技術提供的大熱耗高穩定性單機的控溫系統的單機通常封裝在載荷內部，而輻射器安裝在背陽面作為散熱面，流體管路相對容易彎折，實現熱量的傳輸和排散；當流體回路不工作時，可以實現傳熱阻斷。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為大熱耗高穩定性單機的控溫系統示意圖。圖中：1為單機；2為加熱器；3為多層隔熱組件；4為驅動泵；5為冷板；6為輻射器；7為儲液器；8為管路。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。根據本專利技術提供的大熱耗高穩定性單機的散熱系統，包括單機1、加熱器2、多層隔熱組件3以及流體回路系統，其中流體回路系統由驅動泵4、儲液器7、冷板5、輻射器6以及管路8、工質等組成。為了便于控溫，在設計時將發熱部件集中在一個面上，即在單機1的熱源面上，熱源表面與流體回路系統中的冷板5耦合傳熱，儲液器7安裝在驅動泵4的入口處，輻射器6安裝在冷板5之后，輻射器6的向陽面貼加熱片并包覆多層，背陽面噴涂S781白漆。流體回路系統的各部件通過管路8連接組成一個閉環回路系統。在單機1的非熱源面上，粘貼加熱片并包覆多層隔熱組件3來控溫。所述單機1表面的加熱器2為分區加熱程控控溫，其中的熱敏電阻為負溫度系數熱敏電阻。所述多層隔熱組件3采用15層多層隔熱組件。驅動泵4要求流量滿足單機1的散熱需求，揚程滿足流體回路系統的壓降需求。驅動泵4的性能曲線無駝峰，轉速可調。儲液器7要求滿足流體回路系統的壓力波動以及系統泄漏時的補液需求。冷板7要求在盡可能小的流量下滿足單機1的散熱需求。輻射器6在流體回路系統的布局使得輻射器溫度盡量均溫化，以提高輻射效率。管路8要求滿足工質相容性要求。工質要求冰點溫度足夠低，飽和溫度足夠高，以使其在管路內保持液相。另外從工質物性參數考慮，優選熱容大、導熱系數高、密度小、粘度低的工質。具體地，如圖1所示，本專利技術中的高穩定性單機的控溫系統包括單機1、加熱器2、多層隔熱組件3及流體回路系統，其中流體回路系統包括驅動泵4、冷板5、輻射器6、儲液器7以及管路8。單機1的非發熱表面粘貼加熱器2，并包覆多層隔熱組件3；單機1的熱源表面與冷板5連接或直接在熱源表面集成冷板5，儲液器7安裝在驅動泵4之前以保持泵入口有足夠的壓力，輻射器6安裝在冷板5之后輻射散熱，流體回路各部件通過管路8連接組成閉環回路。當單機1工作時，單機1的非熱源面通過加熱器2分區程控加熱控溫；單機1的熱源表面控溫步驟為：流體經驅動泵4增壓，流經冷板5，通過強制對流換熱將單機1安裝面的熱耗帶走，流經輻射器6時，流體傳熱給輻射器6，輻射器6輻射散熱，之后流經儲液器7，再次流回驅動泵4，完成循環。流體回路的控溫過程中，通過調節驅動泵4的轉速來調節流量以保持單機溫度在20℃左右。當單機1不工作時，單機1控制加熱器2程控加熱，控溫閾值為15～25℃，單機1的熱源面和冷板4的傳熱阻斷，通過熱傳導的方式，將熱量傳遞到熱源面，使得單機1的溫度維持在5～30℃以內。以上對本專利技術的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本專利技術并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本專利技術的實質內容。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大熱耗高穩定性單機的控溫系統，其特征在于，包括：單機(1)、加熱器(2)、多層隔熱組件(3)及流體回路系統；所述單機(1)的非發熱表面上粘貼有加熱器(2)并包覆有多層隔熱組件(3)；所述流體回路系統包括：驅動泵(4)、冷板(5)、輻射器(6)、儲液器(7)以及管路(8)；所述冷板(5)設置在單機(1)的熱源面上，所述驅動泵(4)、冷板(5)、輻射器(6)、儲液器(7)依次通過管路(8)連接構成閉環回路。

【技術特征摘要】
1.一種大熱耗高穩定性單機的控溫系統，其特征在于，包括：單機(1)、加
熱器(2)、多層隔熱組件(3)及流體回路系統；所述單機(1)的非發熱表面上
粘貼有加熱器(2)并包覆有多層隔熱組件(3)；
所述流體回路系統包括：驅動泵(4)、冷板(5)、輻射器(6)、儲液器(7)
以及管路(8)；所述冷板(5)設置在單機(1)的熱源面上，所述驅動泵(4)、
冷板(5)、輻射器(6)、儲液器(7)依次通過管路(8)連接構成閉環回路。
2.根據權利要求1所述的大熱耗高穩定性單機的控溫系統，其特征在于，所述冷
板(5)安裝在單機(1)的熱源面上，或者在所述單機(1)的熱源面上集成冷板
(5)。
3.根據權利要求1所述的大熱耗高穩定性單機的控溫系統，其特征在于，所述單
機(1)的熱源面與所述流體回路系統通過耦合傳熱來實現溫控。
4.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜忠選，陳菡，翟載騰，江世臣，
申請(專利權)人：上海衛星工程研究所，
類型：發明
國別省市：上海;31