[发明专利]一种空间用相变储能式温控器

说明书

本发明公开一种空间用相变储能式温控器，包括热扩散装置、热存储装置与热致变色涂料层；所述热扩散装置由蒸发段、气液相变腔体、支撑架、吸液芯、冷凝段与填充在所述气液相变腔体内部的气液两相介质构成，所述支撑架在所述气液相变腔体内点阵布置；所述热存储装置由冷凝段、渐缩分层肋片、辐射段与填充在所述渐缩分层肋片间隙之间的固液相变存储介质构成；所述渐缩分层肋片宽度沿垂直方向从上往下减缩；所述热致变色涂料层涂覆于所述热存储装置辐射段的外表面。本发明具有点阵支撑架的热扩散装置具有良好的均温性，可消除局部热点；渐缩分层肋片强化了热扩散装置与热存储装置中固液相变存储介质之间的换热，使得能量存储更高效。

技术领域

本发明涉及一种温控装置，具体涉及的是一种用于卫星上周期性高功率电子器件的温度控制装置。

背景技术

热控技术是保证航天器正常工作的关键。而随着各科技领域对卫星数量需求的增加，以及对卫星工作目标的多样化要求，卫星的工作方式和所处的工作环境日趋复杂，从而出现了更多新的散热问题。如何消除小型卫星上因电子器件短时间高功率工作而产生的局部热点则是目前航天领域热控技术亟待解决的主要问题之一。目前，大多数卫星采用的是主、被动结合的热控模式，这种方式可以在一定程度上完成温度控制的任务，但对因瞬时高热流密度而产生的局部高温的调节能力较差，容易出现局部温度失控，超出电子器件正常工作温度范围的问题，使得电子器件失效甚至烧毁，最终导致卫星无法正常工作。因此，迫切需要开发先进可靠的热控手段，消除卫星上电子设备工作时产生的局部热点，将电子器件的工作温度维持在安全范围内，保证卫星的正常运行。

以相变储能为原理的相变温控技术，以其温度恒定，储能密度大，易控制的优势逐渐受到广泛关注，目前已成功应用在卫星热控系统中。但常见的相变储能温控技术存在传热系数低、温度分布不均匀等问题，其储能、放热性能有待优化。为此，本发明提出一种新型空间用相变储能式温控器，该温控器将基于气液相变过程的热扩散装置和基于固液相变过程的热存储装置相结合，以点阵支撑架与渐缩分层肋片为强化传热器件，分散温控器内的热流，增大与固液相变存储介质之间的传热面积，进而改善温控器内储能过程的传热性能，实现卫星在周期性工作情况下的自适应温控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种将基于气液相变过程的热扩散装置和基于固液相变过程的热存储装置相结合，以点阵支撑架与渐缩分层肋片为强化传热器件的空间用相变储能式温控器，基于气液相变过程的热扩散装置可以将瞬时高热流迅速转移；基于固液相变过程的热存储装置则可以将来自热扩散装置的热量进行高效存储；而点阵支撑架与渐缩分层肋片能够强化热扩散装置与热存储装置之间的换热，将两者之间的传热过程从二维平面拓展为三维立体，大大增加了换热面积，提高了换热效率。本发明能有效保障卫星周期性高功率电子器件的温度自适应调控。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种空间用相变储能式温控器，其特征在于：包括热扩散装置、热存储装置与热致变色涂料层；所述热扩散装置由蒸发段、气液相变腔体、支撑架、吸液芯、冷凝段与填充在所述气液相变腔体内部的气液两相介质构成，所述支撑架在所述气液相变腔体内点阵布置；所述热存储装置由冷凝段、渐缩分层肋片、辐射段与填充在所述渐缩分层肋片间隙之间的固液相变存储介质构成；所述渐缩分层肋片宽度沿垂直方向从上往下减缩；所述渐缩肋片上表面与下表面分别与冷凝段和辐射段紧密接触，以圆形阵列方式布置在所述的冷凝段与所述的辐射段所构成的密闭空腔内；所述热致变色涂料层涂覆于所述热存储装置辐射段的外表面。