The invention discloses a high-power phase change energy storage heat exchanger, which comprises a bottom plate, an outer circuit board, an inner circuit board, a phase change layer board and a cover plate encapsulated sequentially from bottom to top. The cover plate is provided with an inner circuit inlet pipe, an inner circuit outlet pipe, an outer circuit inlet pipe, an outer circuit outlet pipe and a phase change layer filling pipe. The inner circuit board and an outer circuit board are all made of light metal with high thermal conductivity. The fin matrix is used to enhance heat transfer. The fin matrix clearance is used to form the inner loop fluid field and the outer loop fluid field respectively. The phase change laminates are composed of phase change materials and matrix fins. The invention can realize fast storage and slow evacuation of short-term and high-power heat, and realize the optimization of the control system. On the other hand, the fin matrix improves the thermal conductivity of paraffin phase change materials, improves the temperature uniformity during the melting process of phase change materials, prevents the accumulation of phase change materials in local areas after melting, expands and cracks heat exchanger, which is suitable for the thermal control system of spacecraft fluid loop.
【技术实现步骤摘要】
一种大功率相变储能换热器
本专利技术涉及热管理
,具体是一种大功率相变储能换热器。
技术介绍
随着航天技术的发展,载荷的种类越来越多,有一类载荷具有超高热流密度超大功率等特点,并且是短时、周期性工作。如果这些热量不及时排散,将会使载荷的温度急剧升高,导致载荷烧毁。解决这类超高热流密度和和超大发热量的载荷热控难题,需要采用机械泵驱动单相流体回路,以完成高热流大功率载荷的热量收集。要解决几百W/cm2的热流密度的热量收集难题,需要驱动泵提供较大的工质流量,大流量下工质在管路里的阻力会大大增加,势必对驱动泵的扬程提出更高的要求,流量和扬程的增加最终转化为泵功、质量和体积的大幅增加;基于系统优化的角度,泵驱动单相流体回路的管路不宜太长,这就限制了流体回路长度。在优先解决超大功率超高热流密度载荷的热量收集后,无法满足长距离热量传输的需求;同时,超大功率热量的排散需要非常大辐射面积,将导致辐射器非常庞大。因此,需要综合考虑长距离热量输送和超大功率热量排散两个需求。蒸汽压缩热泵系统采用工质的相变潜热吸收、传输和排散热量,可大大减少工质流量,增长输送距离,实现热量的长距离输送;同时,基于热泵系统的工作原理,会明显提高辐射散热面的温度,因此,可以明显减小辐射器的面积,降低热量排散系统的规模。石蜡是一类广泛应用于热控技术的相变材料,其熔点分布广泛。但石蜡类相变材料最大的缺陷是导热率极低(一般在0.1W/m·K左右),这严重影响了热量在其内部的传递,从而降低其换热性能。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的缺陷,本专利技术提供了一种大功率相变储能换热器,将泵驱动单相流体回路和 ...
【技术保护点】
1.一种大功率相变储能换热器,包括从下往上依次封装的底板(1)、外回路板(3)、内回路板(2)、相变层板(4)和盖板(5),所述盖板(5)上设有内回路进口管(6)、内回路出口管(7)、外回路进口管(8)、外回路出口管(9)和相变层充装管(11),所述内回路板(2)和外回路板(3)均由高导热系数的轻质金属基底和肋片矩阵构成,肋片矩阵用于强化换热,肋片矩阵间隙分别用于形成内回路流体域和外回路流体域,所述相变层板(4)由相变材料和矩阵肋片构成,矩阵肋片用于强化相变材料的传热能力。
【技术特征摘要】
1.一种大功率相变储能换热器,包括从下往上依次封装的底板(1)、外回路板(3)、内回路板(2)、相变层板(4)和盖板(5),所述盖板(5)上设有内回路进口管(6)、内回路出口管(7)、外回路进口管(8)、外回路出口管(9)和相变层充装管(11),所述内回路板(2)和外回路板(3)均由高导热系数的轻质金属基底和肋片矩阵构成,肋片矩阵用于强化换热,肋片矩阵间隙分别用于形成内回路流体域和外回路流体域,所述相变层板(4)由相变材料和矩阵肋片构成,矩阵肋片用于强化相变材料的传热能力。2.如权利要求1所述的一种大功率相变储能换热器,其特征在于,所述底板(1)下底面对称安装有若干安装角(10)。3.根据权利要求书1所述的一种大功率相变储能换热器,其特征在于,所述肋片矩阵以高导热系数的轻质金属为材料,呈圆柱体状,以阵列形式间隔分布...
【专利技术属性】
技术研发人员:张济民,阮世庭,徐涛,王涛,曹建光,孙星,
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
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