[实用新型]基于蓄冷模式的高能激光热管理系统

说明书

本实用新型公开了基于蓄冷模式的高能激光热管理系统，该系统包括低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统、外循环冷却回路系统和控制系统；控制系统分别与低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统和外循环冷却回路系统电性连接；低温制冷回路系统通过板式换热器与内循环载冷回路系统换热，实现热交换和冷量的传递；内循环载冷回路系统和外循环循环冷却回路共用一个开式水箱，实现低温载冷剂和吸收废热后的高温载冷剂相混合，达到吸收废热目的。本实用新型采用基于低温载冷剂蓄冷后吸收激光废热的方式，能够大幅度降低热管理系统的体积、重量和运行功耗，特别适用于短时工作、长时间待机运行的车载、机载等移动平台上所布设的高能激光系统。

技术领域

本实用新型涉及激光技术和热管理技术领域，尤其涉及基于蓄冷模式的高能激光热管理系统。

背景技术

近年来，随着固体激光器在功率输出、光束质量等方面取得长足进步，高能固体激光器已逐步从实验室装置走向实际装备应用。然而，激光器在功率水平提升的同时，由于其能量转换效率普遍较低，庞大的热管理系统将限制高能激光系统在车载等移动平台的搭载应用。针对高能激光系统短时工作、长时间待机运行的工作特点，采用蓄冷模式的热管理技术路线替代传统的实时散发方式，能够有效减少系统的尺寸与重量、降低能耗，从而扩大应用范围，对高能激光技术的应用及发展具有重要意义。当前蓄冷型热管理系统鲜见报道，已有样机系统大多通过水箱内部设置盘管和加热器的换热方式进行热交换，其换热效率较低，不满足系统装备快速展开的时长要求；主流的电动三通阀合流温控方式，其控制系统在调节三通阀开度时，由于三通阀自身的非线性调节结构特性，不可避免地存在压力和流量的大幅度波动问题，而流量的波动必将影响激光系统内部换热，进而影响系统整体性能。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供基于蓄冷模式的高能激光热管理系统，本实用新型的低温制冷回路系统通过板式换热器与内循环载冷回路系统换热，实现热交换和冷量的传递；内循环载冷回路系统和外循环循环冷却回路共用一个开式水箱，实现低温载冷剂和吸收废热后的高温载冷剂相混合，达到吸收废热目的。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

基于蓄冷模式的高能激光热管理系统，包括低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统、外循环冷却回路系统和控制系统；控制系统分别与低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统和外循环冷却回路系统电性连接；低温制冷回路系统通过板式换热器与内循环载冷回路系统换热；所述内循环载冷回路系统和外循环循环冷却回路系统之间共用一个开式水箱。

进一步方案为，所述外循环冷却回路系统包括：顺序连接的第一电动两通阀、闭式缓冲水箱、外循环泵、过滤器、第一温度传感器、压力变送器、高能激光热负载、第二温度传感器、流量计、开式水箱。

进一步方案为，所述外循环冷却回路系统还包括第二电动两通阀，所述第二电动两通阀入口与流量计出口以及开式水箱的第一回水口连接，所述第二电动两通阀出口与第一电动两通阀的出口以及闭式缓冲水箱的入口连接，所述闭式缓冲水箱内置安装有加热器。

进一步方案为，所述外循环冷却回路系统还包括旁通调节阀，所述旁通调节阀一端与流量计入口以及高能激光热负载的出口连接，所述旁通调节阀的另一端与过滤器出口以及第一温度传感器入口连接。

进一步方案为，所述内循环载冷回路系统包括顺序连接的内循环泵、板式换热器、流量开关和开式水箱；所述板式换热器第一入口与内循环泵出口连接，板式换热器第一出口与流量开关入口连接；

所述低温制冷回路系统包括低温制冷系统，所述板式换热器的第二入口与低温制冷系统出口连接，板式换热器的第二出口与低温制冷系统入口连接。