一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统技术方案

一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统，属于机载设备冷却领域。本发明专利技术可在解决机载设备表面发热问题的基础上尽量利用余热提升喷雾冷却性能。主要包括储水箱(1)、第一水泵(2)、蒸发器(3)、流量调节阀(4)、第一截止阀(5)、流量计(6)、喷雾室(7)、喷嘴(8)、待冷却表面(9)、热回收器(10)、吸附床(11)、阵列热管箱(12)、外界环境接口(13)、冷凝器(14)、节流阀(15)、第二截止阀(16)、第二水泵(17)。本发明专利技术以水作为冷却介质，在对待冷却表面使用喷雾冷却带走热量的基础上，采取吸附式制冷的方式回收水中余热，并将冷量应用至喷雾冷却中水的预冷过程。该热管理系统结构简单，水的预冷过程无需额外动力，并利用外部环境冷源完成吸附式系统的还原过程，系统可重复使用，节约了机载能源和机载空间。

Thermal management system for airborne high heat flux equipment using spray cooling and adsorption refrigeration

The utility model relates to a heat management system of an airborne high heat flux equipment, which uses spray cooling and adsorption refrigeration, belonging to the field of the cooling of an airborne equipment. The invention can solve the problem of heating on the surface of the airborne equipment, and utilize the waste heat as much as possible to improve the spray cooling performance. Mainly comprises a water storage tank (1), the first pump (2) and the evaporator (3) and a flow control valve (4), the first valve (5), (6), spray chamber flowmeter (7), nozzle (8), (9) the surface to be cooled and heat recovery device (10), adsorption the bed (11), heat pipe array box (12), the external environment interface (13), a condenser (14), throttle valve (15), second (16), second valve pump (17). The present invention uses water as cooling medium, based on the cooling surface treated using the spray cooling heat on the take adsorption refrigeration way to recycle waste heat water, and the cooling load is applied to the spray cooling water cooling process. The thermal management system has the advantages of simple structure, pre cooling water without additional power, and the use of cold source in the external environment to complete the reduction process of adsorption system, the system can be reused, saving energy and airborne airborne space.

【技术实现步骤摘要】
一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统
本专利技术涉及一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统，属于机载设备冷却领域。
技术介绍
飞机上安装有多种电子设备，随着科技的进步，电子设备越来越向微型化和集成化发展，其散热问题也显得更加重要。如果不采取有效措施降低电子设备表面温度，轻则大大降低其工作效率，重则烧毁电子器件。此外，激光器在航空领域即将得到广泛应用，如激光武器、激光探测系统等。激光器发射后必须对表面进行冷却，降低热量耗散，以便持续使用。常规的风冷和水冷方式换热能力已达到极限，无法满足日益提高的电子设备和激光器的散热需求。而机载空间存在着空间小、可利用能量有限的特殊条件，找到适合机载高热流密度设备散热的合适方法是推动机载电子设备和激光器技术进步和实用化的关键。喷雾冷却是将冷却介质通过雾化分解为无数的离散型小液滴，喷淋到加热表面上通过单相换热和两相换热带走热量的一种新型冷却方式，其优点在于：较小的表面温差；没有沸腾滞后性；良好的换热性能；可实现均匀的冷却壁面温度；工质需求量小。喷雾冷却技术在上述机载高热流密度设备冷却领域具有很强的应用前景。近年来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统，其特征在于：由喷雾冷却系统和吸附式制冷系统组成；上述喷雾冷却系统由储水箱(1)、第一水泵(2)、蒸发器(3)、流量调节阀(4)、第一截止阀(5)、流量计(6)、喷雾室(7)、喷嘴(8)、待冷却表面(9)、热回收器(10)、第二水泵(17)组成。其中蒸发器(3)具有两个入口和两个出口。第一入口为水入口，第一出口为水出口；第二入口为制冷剂入口，第二出口为制冷剂出口。热回收器(10)具有一个入口和两个出口，入口为喷雾冷却吸收热量后的水入口，第一出口为水出口，第二出口为热量出口。储水箱(1)的出口与第一水泵(2)的入口相连，第一水泵(2)的出...

【技术特征摘要】
1.一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统，其特征在于：由喷雾冷却系统和吸附式制冷系统组成；上述喷雾冷却系统由储水箱(1)、第一水泵(2)、蒸发器(3)、流量调节阀(4)、第一截止阀(5)、流量计(6)、喷雾室(7)、喷嘴(8)、待冷却表面(9)、热回收器(10)、第二水泵(17)组成。其中蒸发器(3)具有两个入口和两个出口。第一入口为水入口，第一出口为水出口；第二入口为制冷剂入口，第二出口为制冷剂出口。热回收器(10)具有一个入口和两个出口，入口为喷雾冷却吸收热量后的水入口，第一出口为水出口，第二出口为热量出口。储水箱(1)的出口与第一水泵(2)的入口相连，第一水泵(2)的出口与蒸发器(3)的第一入口相连，蒸发器(3)的第一出口与流量调节阀(4)的入口相连，流量调节阀(4)的出口与第一截止阀(5)的入口相连，第一截止阀(5)的出口与流量计(6)的入口相连，流量计(6)的出口与喷嘴(8)的入口相连。喷嘴(8)的出口喷射出的水射向待冷却表面(9)，喷嘴(8)和待冷却表面(9)封装于喷雾室(7)中。喷雾室(7)的出口与热回收器(10)的入口相连，热回收器(10)的第一出口与第二水泵(17)的入口相连，第二水泵(17)的出口与储水箱(1)的入口相连。上述吸附式制冷系统由热回收器(10)、吸附床(11)、阵列热管箱(12)、外界环境接口(13)、冷凝器(14)、节流阀(15)、第二截止阀(16)组成。吸附床(11)具有三个端口，第一端为加热端口，第二端为冷却端口，第三端为制冷剂流动端口。冷凝器(14)具有两个入口和一个出口，第一入口为制冷剂入口，第二入口为制冷剂返回入口，出口为制冷剂出口。热回收器(10)的第二出口与吸附床(11)的第一端相连，吸附床(11)的第三端与冷凝器(14)的第一入口相连，冷凝器(14)的出口与节流阀(15)的入口相连，节流阀(15)的出口与蒸发器(3)的第二入口相连；蒸发器(3)的第二出口与第二截止阀(16)的入口相连，第二截止阀(16)的出口与冷凝器(14)的第二入口相连。吸附床(11)的第二端与阵列热管箱(12)的入口相连，阵列热管箱(12)的出口与外界环境接口(13)相连。2.根据权利要求1所述的一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统，其特征在于包括以下过程：喷雾冷却过程：打开第一截止阀(5)，启动第一水泵(2)和第二水泵(17)，通过第一水泵(2)的作用将水从储水箱(1)中抽出，流经蒸发器(3)降低温度后依次流入流量调节阀(4)和第一截止阀(5)，通过第一截止阀(5)后的水经过流量计(6)后流入喷嘴(8)，在喷嘴(8)中雾化后向待冷却表面(9)喷射。与待冷却表面(9)充分换热后的水流入热回收器(10)。热回收器(10)吸收水中的热量，放热后的水经过第二水泵(17)驱动流入储水箱(1)中，完成喷雾冷却过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑜，蒋彦龙，陈玮玮，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32