[实用新型]一种气氮循环调温系统

说明书

本实用新型提供一种气氮循环调温系统，其设有热沉、气氮循环管路、液氮管路、换热器，气氮循环管路上设有循环风机、加热器、换热器，气氮循环管路上还设有压力调节装置，换热器与液氮管路连接，液氮管路上设有冷源和冷源回收装置。其解决了现有气氮调温系统液氮消耗量大、流程复杂、结构庞大的技术问题。可广泛应用于调温控制技术领域。

技术领域

本实用新型属于调温控制技术领域，涉及一种气氮循环调温系统。

背景技术

为确保航天器发射、在轨运行以及回收各个阶段的可靠性、安全性，几乎所有航天产品均需通过热真空试验设备来模拟外太空的真空和高低温环境，对其进行热真空试验。根据试验目的不同，对热真空试验设备的温度区间要求亦不相同。对于试验所需的高低温环境，一般通过热沉调温系统实现，即将满足温度要求的载冷介质直接通入热沉，通过各种控温手段调节热沉温度，以满足试验需求。

目前空间环境模拟设备的温度控制根据载冷介质的不同，普遍采用酒精(或导热油)调温系统以及气氮/液氮调温系统两大类调温系统，其中，酒精或导热油调温系统采用复叠机械制冷机组提供冷源，系统调温范围在-70℃～+150℃之间，调温范围窄，整体造价较高。

目前较为先进的气氮/液氮调温系统主要包括动力系统、加热系统、控制系统和冷却系统，动力系统主要设备有液氮储槽、储气罐和高低温风机或氮气压缩机，为调温系统提供规定流量的氮气；加热系统一般选取满足功率和温度要求的电加热器对氮气进行加热；控制系统对调温系统进行温度和压力控制；冷却系统根据冷却方法的不同，可以分为液氮储槽式冷却系统和液氮喷射式冷却系统，前者是使用液氮贮槽式冷却器作为冷却设备，后者是通过液氮喷射器向循环氮气中喷入液氮对氮气进行降温。该系统以廉价的液氮作为冷源，可以满足热沉温度在-175℃～+150℃宽温区范围内连续可调，整体造价低，但存在液氮消耗量大、流程复杂、结构庞大的缺点。

发明内容

本实用新型针对现有气氮调温系统液氮消耗量大、流程复杂、结构庞大的技术问题，提供一种液氮消耗量小、流程结构简单、造价低廉、运行成本低，且能在-175℃～+150℃较宽温度范围内连续控温的气氮循环调温系统。

一种气氮循环调温系统，设有热沉、气氮循环管路、液氮管路、换热器，气氮循环管路上设有循环风机、加热器、换热器，气氮循环管路上还设有压力调节装置，换热器与液氮管路连接，液氮管路上设有冷源和冷源回收装置。

优选的，气氮循环管路上设有加热支路、冷却支路、调压支路，加热支路上设有加热器，冷却支路上设有换热器，调压支路上设有压力调节装置和截止阀，气氮循环管路上设有三通调节阀，三通调节阀分别连接加热支路和冷却支路。

优选的，调压支路上还设有排空管路，排空管路上设有排空截止阀。

优选的，冷源为液氮，冷源回收装置为液氮回收装置，在液氮和换热器之间的液氮管路上设有液氮调节阀，换热器采用板式换热器。

优选的，热沉采用不锈钢夹层式结构，循环风机采用耐高低温的离心式循环风机，离心式循环风机采用变频电机。

优选的，气氮循环管路上还设有用于超压排气的安全阀。

优选的，加热器上设有预防干烧的温度传感器。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)由于采用耐高低温离心式循环风机，高低温循环氮气均可直接进入风机，大大简化了调温系统结构和调温流程，降低了制造成本；

(2)热沉采用不锈钢夹层式结构，其热容约为普通管翅结构热沉的60％，换热面积约为管翅热沉的3倍，循环氮气可充满热沉并在夹层空间流动，从而实现热沉的快速升降温并极大地提高热沉温度分布的均匀性；