一种双流体回路雷达阵面冷却系统，属于雷达探测中的先进热管理技术领域，解决大阵面雷达装备高效散热问题，通过设计第一、第二、第三冷却回路，将大阵面、高功率密度雷达系统的热控与天线阵面有效融合，冷却介质在冷却回路中分别呈单相和两相状态，系统启动后，第三冷却回路中的冷媒介质均匀分配到天线阵面负载冷板中雷达各子阵、分机、模块负载中，冷媒介质进入天线阵面负载冷板后，天线阵面负载冷板温度高，冷媒介质此时的状态为液相和气相共存的两相状态，有利于对天线阵面负载冷板冷却，此时第一、第二冷却回路将第三冷却回路中冷却介质热量进行热交换散热，阵面设备负载冷却具有近似均温冷却能力，且冷却系统有效降低管径、冷板厚度尺寸。板厚度尺寸。板厚度尺寸。
【技术实现步骤摘要】
一种双流体回路雷达阵面冷却系统
[0001]本专利技术属于雷达探测中的先进热管理
，涉及一种双流体回路雷达阵面冷却系统。
技术介绍
[0002]雷达装备热管理系统设计一般可供选择的冷却方式主要有风冷、液冷等两种形式。在热流密度不大的场合，风冷以其结构简单、设备量少、可靠性高等优点得到了十分广泛的应用，但风冷效率较低，无法满足高热流密度设备冷却的需求。与风冷冷却方式相比，液冷方式具有更高的冷却效率，可以使得组件结构更为紧凑，具有更高的集成度优势，可以使设备获得更低、更适宜的实际运行温度，从而使设备具有更高的工作可靠性，延长使用寿命。同时液冷冷却方式还克服了风冷将外界潮气、沙尘、盐雾等有害物质带入设备内部的弊端，使设备具有更好的环境适应性。
[0003]综合考虑雷达的环境适应性、冷却需求以及风冷、液冷的冷却能力、可靠性等多方面因素，目前，雷达电子装备主要采用单相液冷散热方式，但随着电子技术的发展以及雷达功能需求的发展，雷达功耗和功率密度、装备集成密度急剧增加，但重量、空间尺寸却进一步减小，单相液冷散热方式热瓶颈问题日益显现，主要体现在：
①
在高集成、高功耗模块冷却方面：有限空间无法有效解决高功耗、高热流密度模块冷却技术难题，同时无法解决高功耗模块大流量设计时冷却流道的设计问题；
②
大阵面、大热耗系统集成方面：有限空间无法解决软管转弯半径需求以及主管网大流量输运与装备骨架有效集成技术问题。
[0004]考虑到两相流冷却系统采用相变吸热原理获取高效传热效率，可有效降低系统质量流量、管路直径、泵功率等巨大优势，热管及其衍生产品在电子设备热管理
有巨大优势。
[0005]目前，热管及其衍生产品在驱动力、冷却能力和传热距离上，都受到一定的限制，航空航天电子设备热管理先后发展了毛细泵热管(CPL)和环路热管(LHP)以及可变热岛热管，该方案在处理简单回路和小负荷、小热流密度冷却方面，具有重量轻、传热冷却效率高等优点，但由于毛细芯提供的循环动力有限，难以满足大阵面、分散热源、高功率、高热流密度、轻量化集成阵面的冷却技术难题。
[0006]为解决毛细芯毛细驱动力的限制问题，各国空间科学研究人员开始了机械泵驱两相冷却系统的研究，公开日期为2008年4月的文献《航天机械泵驱两相流冷却环路循环特性的研究》(刘杰，上海交通大学)对小功率(热耗约为1kW)热源的工作点参数、启动特性、过热不稳定性等内容进行了深入的研究，但系统热耗小、与装备集成特征不明显，无法有效解决雷达装备的有效热管理技术问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于如何设计一种双流体回路雷达阵面冷却系统，以解决大阵面、分散热源、高功率、高热流密度、轻量化集成阵面的雷达装备高效散热的问题。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0009]一种双流体回路雷达阵面冷却系统，包括：第一冷却回路、第二冷却回路、第三冷却回路、电动比例三通阀(4)、板式换热器(5)；第一冷却回路的输出端与电动比例三通阀(4)的输入端连接，电动比例三通阀(4)的第一输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第一输入端连接，板式换热器(5)的第一输出端通过密封管路与第一冷却回路的输入端连接；第二冷却回路的输入端通过密封管路与电动比例三通阀(4)的第二输出端连接，第二冷却回路的输出端连接在第一冷却回路的输入端与板式换热器(5)的第一输出端之间；第三冷却回路的输入端通过密封管路与板式换热器(5)的第二输出端连接，第三冷却回路的输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第二输入端连接。
[0010]本专利技术通过设计第一冷却回路、第二冷却回路、第三冷却回路，将大阵面、高功率密度雷达系统的热控与天线阵面有效融合，冷却介质在冷却回路中分别呈单相和两相状态，系统启动后，第三冷却回路中的冷媒介质均匀分配到天线阵面负载冷板中的雷达各子阵、分机、模块负载中，冷媒介质进入天线阵面负载冷板后，由于天线阵面负载冷板温度高，冷媒介质此时的状态为液相和气相共存的两相状态，更有利于对天线阵面负载冷板的冷却，此时第一冷却回路、第二冷却回路将第三冷却回路中的冷却介质的热量进行热交换散热，阵面设备负载冷却具有近似均温的冷却能力，且冷却系统有效降低管径、冷板厚度尺寸。
[0011]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的第一冷却回路包括：地面冷源(1)、方位水铰链(2)、第一俯仰水铰链(3)、第二俯仰水铰链(6)；地面冷源(1)的冷流体输出端通过密封管路与方位水铰链(2)的冷流体输入端连接，方位水铰链(2)的冷流体输出端通过密封管路与第一俯仰水铰链(3)的输入端连接，第一俯仰水铰链(3)的输出端通过密封管路与电动比例三通阀(4)的输入端连接，电动比例三通阀(4)的第一输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第一输入端连接，板式换热器(5)的第一输出端通过密封管路与第二俯仰水铰链(6)的输入端连接，第二俯仰水铰链(6)的输出端通过密封管路与方位水铰链(2)的热流体输入端连接，方位水铰链(2)的热流体输出端通过密封管路与地面冷源(1)的热流体输入端连接。
[0012]作为本专利技术技术方案的进一步改进，第二冷却回路包括：储液器(7)，所述的储液器(7)包括：冷却盘管(71)、法兰电加热管(72)、加液阀门(73)、保温壳体(74)、出液阀门(75)；冷却盘管(71)设置在保温壳体(74)的内部，冷却盘管(71)的输入端和输出端分别延伸至保温壳体(74)的外部，法兰电加热管(72)的加热管部分安装在保温壳体(74)内部并延伸至冷却盘管(71)的内部，法兰部分密封安装在保温壳体(74)的侧壁上，加液阀门(73)安装在保温壳体(74)的侧面上部的加液管道中；出液阀门(75)安装在保温壳体(74)的底部的出液管道中；电动比例三通阀(4)的第二输出端通过密封管路与冷却盘管(71)的输入端连接，冷却盘管(71)的输出端通过密封管路连接在板式换热器(5)的第一输出端与第二俯仰水铰链(6)之间。
[0013]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的第三冷却回路包括：供液泵(8)、流量传感器(9)、回热器(10)、分配器(11)、汇集器(12)、预热器(13)；板式换热器(5)的第二输出端通过密封管路与供液泵(8)的输入端连接，供液泵(8)的输出端通过密封管路与流量传感器(9)的输入端连接，流量传感器(9)的输出端通过密封管路与回热器(10)的第一输入端连
接，回热器(10)的第一输出端通过密封管路与预热器(13)的输入端连接，预热器(13)的输出端通过密封管路与分配器(11)的输入端连接，分配器(11)的输出端通过密封管路与天线阵面负载冷板的输入端连接，天线阵面负载冷板的输出端通过密封管路与汇集器(12)的输入端连接，汇集器(12)输出端通过密封管路与回热器(10)的第二输入端连接，回热器(10)的第二输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第二输入端连接；供液泵(8)的输入端与板式换热器(5)的第二输出端之间连接出一条管路与出液阀门(75)密封连接。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双流体回路雷达阵面冷却系统，其特征在于，包括：第一冷却回路、第二冷却回路、第三冷却回路、电动比例三通阀(4)、板式换热器(5)；第一冷却回路的输出端与电动比例三通阀(4)的输入端连接，电动比例三通阀(4)的第一输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第一输入端连接，板式换热器(5)的第一输出端通过密封管路与第一冷却回路的输入端连接；第二冷却回路的输入端通过密封管路与电动比例三通阀(4)的第二输出端连接，第二冷却回路的输出端连接在第一冷却回路的输入端与板式换热器(5)的第一输出端之间；第三冷却回路的输入端通过密封管路与板式换热器(5)的第二输出端连接，第三冷却回路的输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第二输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种双流体回路雷达阵面冷却系统，其特征在于，所述的第一冷却回路包括：地面冷源(1)、方位水铰链(2)、第一俯仰水铰链(3)、第二俯仰水铰链(6)；地面冷源(1)的冷流体输出端通过密封管路与方位水铰链(2)的冷流体输入端连接，方位水铰链(2)的冷流体输出端通过密封管路与第一俯仰水铰链(3)的输入端连接，第一俯仰水铰链(3)的输出端通过密封管路与电动比例三通阀(4)的输入端连接，电动比例三通阀(4)的第一输出端通过密封管路与板式换热器(5)的第一输入端连接，板式换热器(5)的第一输出端通过密封管路与第二俯仰水铰链(6)的输入端连接，第二俯仰水铰链(6)的输出端通过密封管路与方位水铰链(2)的热流体输入端连接，方位水铰链(2)的热流体输出端通过密封管路与地面冷源(1)的热流体输入端连接。3.根据权利要求2所述的一种双流体回路雷达阵面冷却系统，其特征在于，第二冷却回路包括：储液器(7)，所述的储液器(7)包括：冷却盘管(71)、法兰电加热管(72)、加液阀门(73)、保温壳体(74)、出液阀门(75)；冷却盘管(71)设置在保温壳体(74)的内部，冷却盘管(71)的输入端和输出端分别延伸至保温壳体(74)的外部，法兰电加热管(72)的加热管部分安装在保温壳体(74)内部并延伸至冷却盘管(71)的内部，法兰部分密封安装在保温壳体(74)的侧壁上，加液阀门(73)安装在保温壳体(74)的侧面上部的加液管道中；出液阀门(75)安装在保温壳体(74)的底部的出液管道中；电动比例三通阀(4)的第二输出端通过密封管路与冷却盘管(71)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶锐，张根烜，关宏山，董雅洁，张荣明，彭伟，章玮玮，袁伟祺，廖攀攀，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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