[发明专利]间歇式过热部件的相变储热冷却保温装置及其方法

说明书

间歇式过热部件的相变储热冷却保温装置及其方法，涉及相变储热。所述装置设有发热部件、第1冷却管路、第2冷却管路、相变储热装置、第1保温管路、第2保温管路、第1泵、第2泵和被保温部件；所述发热部件通过第1冷却管路和第1泵与相变储热装置连接，所述相变储热装置设有3层微通道，上下两层微通道为保温微通道，上下两层保温微通道之间为冷却微通道，冷却微通道用于填充相变材料，相变储热装置通过第2冷却管路与发热部件连接，相变储热装置通过第1保温管路和第2泵与被保温部件连接，被保温部件通过第2保温管路与相变储热装置连接。实现相变材料的储存能量，加热保温部件，实现能量的循环利用；微通道可强化传热，增加能量利用效率。

技术领域

本发明涉及相变储热，尤其是涉及利用微通道加强换热效率，储存空天装置中过热部件 的散热量，并用于循环保温的间歇式过热部件的相变储热冷却保温装置及其方法。

背景技术

相变材料具有发生相变时温度不变的特点，并且由于具有一定的潜热，能在定温条件下 实现大量的热量交换。在现代飞行器上，有许多的间歇发热部件，它们在短时间内会发出大 量的热量，而由于飞行器飞行状态的变化，还有一些部件需要间歇的保温。对于前者需要加 入能量来驱动额外的冷却，而后者需要加入能量实现加热保温，这就引起了大量能量的损失。

相变具有缓慢吸热并存储能量的特点，现在在建筑以及航天领域都有研究。利用相变储 热器将过多的热量储存起来用在其它需要热量的地方也是研究的热点。相变储热器利用相变 材料在相变时温度不变，能吸收和放出大量热量的特点，可以对需要冷却的发热部件进行冷 却，并储存热量，再放出热量加热需要保温的部件。这样实现了能量的重复利用，提高能源 的利用率。在飞行器上就有望实现所需燃料的减少，而在建筑等其它行业有望实现用电量的 减少。

现阶段怎样高效率地储存热量以及怎样高效率地放出储存的热量是一个急需突破的技 术。目前主要通过热管来实现能量的交换，并且在航空上还没有应用，一些间歇性超温的部 件发出的热量并没有加以利用，而需要保温加热的部件依然通过另外的加热装置保温，这就 需要额外加入大量的能量来确保各部件的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现将发热部件的热量储存，用于加热保温部件，实现能量的 循环利用，并且通过微通道强化传热，增加能量利用效率的基于空天装置的间歇式过热部件 的相变储热冷却保温装置。

本发明的另一目的在于提供基于空天装置的间歇式过热部件的相变储热冷却保温方法。

所述基于空天装置的间歇式过热部件的相变储热冷却保温装置设有发热部件、第1冷却 管路、第2冷却管路、相变储热装置、第1保温管路、第2保温管路、第1泵、第2泵和被保温部件；所述发热部件通过第1冷却管路和第1泵与相变储热装置连接，所述相变储热装置设有3层微通道，上下两层微通道为保温微通道，上下两层保温微通道之间为冷却微通道， 冷却微通道用于填充相变材料，相变储热装置通过第2冷却管路与发热部件连接，相变储热 装置通过第1保温管路和第2泵与被保温部件连接，被保温部件通过第2保温管路与相变储 热装置连接。

所述基于空天装置的间歇式过热部件的相变储热冷却保温方法，采用所述基于空天装置 的间歇式过热部件的相变储热冷却保温装置，所述方法包括以下步骤：

1)当发热部件发热时，打开第1冷却管路的第1泵，使第1泵的流体冷却发热部件，流 体被加热，进入相变储热装置的微通道，与相变材料换热，热量转移到相变材料，利用相变 材料发生相变时温度不变的特点，相变材料吸收大量热量而温度不变，持续冷却微通道中的 流体，使冷却微通道出口处达到冷却发热部件所需要的温度，流体再流入发热部件继续冷却 发热部件，构成对发热部件的循环冷却；

2)对冷却微通道中的流体进行冷却，相变材料积累热量，用于加热保温部件保温，当相 变材料的温度略高于相变温度时，用于保温；