大热耗高稳定性单机的控温系统技术方案

本发明专利技术提供了一种大热耗高稳定性单机的控温系统，包括：单机、加热器、多层隔热组件及流体回路系统，其中，所述流体回路系统包括驱动泵、冷板、辐射器、储液器以及管路。单机的非发热表面粘贴加热器，并包覆多层隔热组件，单机热源面与冷板固定连接，流体回路各部件通过管路连接组成闭环回路。当单机工作时，单机的非热源面通过加热器分区程控加热控温；单机的热源面通过流体回路耦合传热来实现温控。当单机不工作时，流体回路中止工作，传热阻断，单机加热器程控加热，使之维持控温范围以内。本发明专利技术换热能力强，可以实现470W热耗的收集，流体回路控温精度高，能够满足±2℃的温度稳定性要求，且等温性好，辐射效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器热控制领域，具体地，涉及一种大热耗高稳定性单机的控温系统。
技术介绍
随着空间技术的迅猛发展和空间任务的不断拓宽，对单机载荷的热控要求也越来越高。某激光雷达载荷，工作时激光头的热耗高达470W，单机的温度要求20±2℃；不工作时单机温度要求在5～30℃。对于高稳定性单机的热控，不仅要寻找良好的散热途径和稳定的散热面，而且热控设计要有阻断传热的能力，以防止激光雷达不工作时，加热器资源需求过大。机械泵驱动流体回路技术传热能力强，控温精度高，具有热量的收集、传输以及排散功能，便于热管理，是目前空间热控最有前景的技术之一。流体回路技术可以同时满足单机的收集、传输和温度稳定性以及阻断传热的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种大热耗高稳定性单机的控温系统。根据本专利技术提供的大热耗高稳定性单机的控温系统，包括：单机、加热器、多层隔热组件及流体回路系统；所述单机的非发热表面上粘贴有加热器并包覆有多层隔热组件；所述流体回路系统包括：驱动泵、冷板、辐射器、储液器以及管路；所述冷板设置在单机的热源面上，所述驱动泵、冷板、辐射器、储液器依次通过管路连接构成闭环回路。优选地，所述冷板安装在单机的热源面上，或者在所述单机的热源面上集成冷板。具体地，冷板与单机热源面垫的导热硅脂螺纹连接或冷板直接集成在单机热源面上，且所述冷板能够满足单机热源面的散热需求。优选地，所述单机的热源面与所述流体回路系统通过耦合传热来实现温控。优选地，所述单机的非发热表面上的加热器能够分区程控温加热，控温的阈值根据温度指标要求设定。优选地，所述驱动泵的流量和扬程满足传热和流动阻力要求。优选地，所述储液器位于驱动泵的上游位置，所述冷板位于驱动泵的下游位置并通过辐射器连接至储液器。具体地，所述辐射器在流体回路系统的布局，使得辐射器温度尽量均温化，以提高辐射效率。优选地，所述储液器用于满足流体回路系统的压力波动以及系统泄漏时的补液需求。优选地，所述管路满足工质相容性要求。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的大热耗高稳定性单机的控温系统中的流体回路为强制对流换热，换热能力强，可以实现470W热耗的收集；且流体回路控温精度高，能够满足±2℃的温度稳定性要求。2、本专利技术提供的大热耗高稳定性单机的控温系统基于流体回路的辐射器等温性好，辐射效率高。3、本专利技术提供的大热耗高稳定性单机的控温系统的单机通常封装在载荷内部，而辐射器安装在背阳面作为散热面，流体管路相对容易弯折，实现热量的传输和排散；当流体回路不工作时，可以实现传热阻断。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为大热耗高稳定性单机的控温系统示意图。图中：1为单机；2为加热器；3为多层隔热组件；4为驱动泵；5为冷板；6为辐射器；7为储液器；8为管路。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的大热耗高稳定性单机的散热系统，包括单机1、加热器2、多层隔热组件3以及流体回路系统，其中流体回路系统由驱动泵4、储液器7、冷板5、辐射器6以及管路8、工质等组成。为了便于控温，在设计时将发热部件集中在一个面上，即在单机1的热源面上，热源表面与流体回路系统中的冷板5耦合传热，储液器7安装在驱动泵4的入口处，辐射器6安装在冷板5之后，辐射器6的向阳面贴加热片并包覆多层，背阳面喷涂S781白漆。流体回路系统的各部件通过管路8连接组成一个闭环回路系统。在单机1的非热源面上，粘贴加热片并包覆多层隔热组件3来控温。所述单机1表面的加热器2为分区加热程控控温，其中的热敏电阻为负温度系数热敏电阻。所述多层隔热组件3采用15层多层隔热组件。驱动泵4要求流量满足单机1的散热需求，扬程满足流体回路系统的压降需求。驱动泵4的性能曲线无驼峰，转速可调。储液器7要求满足流体回路系统的压力波动以及系统泄漏时的补液需求。冷板7要求在尽可能小的流量下满足单机1的散热需求。辐射器6在流体回路系统的布局使得辐射器温度尽量均温化，以提高辐射效率。管路8要求满足工质相容性要求。工质要求冰点温度足够低，饱和温度足够高，以使其在管路内保持液相。另外从工质物性参数考虑，优选热容大、导热系数高、密度小、粘度低的工质。具体地，如图1所示，本专利技术中的高稳定性单机的控温系统包括单机1、加热器2、多层隔热组件3及流体回路系统，其中流体回路系统包括驱动泵4、冷板5、辐射器6、储液器7以及管路8。单机1的非发热表面粘贴加热器2，并包覆多层隔热组件3；单机1的热源表面与冷板5连接或直接在热源表面集成冷板5，储液器7安装在驱动泵4之前以保持泵入口有足够的压力，辐射器6安装在冷板5之后辐射散热，流体回路各部件通过管路8连接组成闭环回路。当单机1工作时，单机1的非热源面通过加热器2分区程控加热控温；单机1的热源表面控温步骤为：流体经驱动泵4增压，流经冷板5，通过强制对流换热将单机1安装面的热耗带走，流经辐射器6时，流体传热给辐射器6，辐射器6辐射散热，之后流经储液器7，再次流回驱动泵4，完成循环。流体回路的控温过程中，通过调节驱动泵4的转速来调节流量以保持单机温度在20℃左右。当单机1不工作时，单机1控制加热器2程控加热，控温阈值为15～25℃，单机1的热源面和冷板4的传热阻断，通过热传导的方式，将热量传递到热源面，使得单机1的温度维持在5～30℃以内。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大热耗高稳定性单机的控温系统，其特征在于，包括：单机(1)、加热器(2)、多层隔热组件(3)及流体回路系统；所述单机(1)的非发热表面上粘贴有加热器(2)并包覆有多层隔热组件(3)；所述流体回路系统包括：驱动泵(4)、冷板(5)、辐射器(6)、储液器(7)以及管路(8)；所述冷板(5)设置在单机(1)的热源面上，所述驱动泵(4)、冷板(5)、辐射器(6)、储液器(7)依次通过管路(8)连接构成闭环回路。

【技术特征摘要】
1.一种大热耗高稳定性单机的控温系统，其特征在于，包括：单机(1)、加
热器(2)、多层隔热组件(3)及流体回路系统；所述单机(1)的非发热表面上
粘贴有加热器(2)并包覆有多层隔热组件(3)；
所述流体回路系统包括：驱动泵(4)、冷板(5)、辐射器(6)、储液器(7)
以及管路(8)；所述冷板(5)设置在单机(1)的热源面上，所述驱动泵(4)、
冷板(5)、辐射器(6)、储液器(7)依次通过管路(8)连接构成闭环回路。
2.根据权利要求1所述的大热耗高稳定性单机的控温系统，其特征在于，所述冷
板(5)安装在单机(1)的热源面上，或者在所述单机(1)的热源面上集成冷板
(5)。
3.根据权利要求1所述的大热耗高稳定性单机的控温系统，其特征在于，所述单
机(1)的热源面与所述流体回路系统通过耦合传热来实现温控。
4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠选，陈菡，翟载腾，江世臣，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31