适用于空间用设备群的热传输装置的制作方法

本发明涉及空间飞行器热控设计领域，具体地，涉及一种适用于空间用设备群的热传输装置，尤其是一种适用于空间用短时高功率设备群的热传输装置。

背景技术：

空间用短时高功率设备群热控制是航天器热控设计中的关键问题。由于设备群集中安装在较小的区域，其工作时产生的发热量大，在不采取有效热控措施的情况下，设备工作时的温度急剧升高将导致设备直接失效。

对于常规的热控设计方法是针对设备的散热要求，在设备安装面区域设置足够的散热面，并使用热管网络和扩热板将散热面均温，同时设置补偿加热器保证设备不工作的温度。此方法查见专利zl201610667666.1《空间大热耗瞬态工作单机的一体化热控方法》，这种设计方法的主要缺点是，设备安装面的区域有限，当设备瞬时发热量较大时，即使设备安装面全部区域均开散热面也不能满足设备工作时的散热要求。这种设计方法的另一个缺点是，消耗重量和功率资源较大：热管网络和扩热板占用大量的重量资源；由于散热面设置过大，设备不工作时，另需设置补偿加热器保证设备不工作时的存储温度，消耗了宝贵的功率资源。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于空间用设备群的热传输装置。

根据本发明提供的一种适用于空间用设备群的热传输装置，包括设备群、铝蜂窝板、相变热管以及相变储能盒；

所述设备群安装在铝蜂窝板的正面，所述相变热管预埋在铝蜂窝板的夹层内，所述相变储能盒安装在铝蜂窝板的背面。

优选地，所述设备群在铝蜂窝板的正面排成一排或多排，一排设备群对应的铝蜂窝板位置处的夹层内安装有一根或多根相变热管，相变热管沿着一排内设备群排布的方向延伸。

优选地，所述相变热管在铝蜂窝板的夹层内蛇形排布。

优选地，所述相变热管与铝蜂窝板的上下蒙皮贴合。

优选地，所述相变热管包括相变材料充装孔、工质充装孔，所述相变材料充装孔与工质充装孔间隔布置，相变材料充装孔充装相变材料，工质充装孔充装工质。

优选地，所述工质充装孔包括一个中心孔和多个边缘孔，多个边缘孔均匀分布在中心孔的周向上并与中心孔连通。

优选地，所述设备群中每个设备对应的铝蜂窝板背面位置都对应安装一个相变储能盒。

优选地，所述相变储能盒与铝蜂窝板接触的面积大于设备群中单个设备与铝蜂窝板接触的面积。

优选地，所述相变储能盒与铝蜂窝板之间垫装导热硅脂。

优选地，所述相变储能盒内充装相变材料，充装相变材料的重量根据设备群的工作时间和发热量所需的相变潜热来调节。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过相变热管结合相变储能盒的方法，有效抑制设备群工作期间的温升，有效抑制设备群开机温升，解决设备群的温度控制问题，具有可靠性高、控温效果好、适应性强等优点。

2、本发明为被动热控措施，不存在系统的启动、终止和失效问题，可靠性高。

3、本发明相变材料充装量大，热管和相变储能盒内均能够充装相变材料，相变储能盒内相变材料的重量根据设备群的工作时间、发热量所需的相变潜热来调节，对设备群工作时间及工作时的发热功率的适应性强。

4、本发明相变储能盒与铝蜂窝板之间填充导热硅脂，有效保证了相变储能盒与设备群之间的传热通道，可以迅速吸收设备群开机或工作时的热量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的俯视结构示意图。

图2为本发明的侧视结构示意图。

图3为本发明相变热管的截面图。

图4为仅采用预埋相变热管的空间用短时高功率设备群工作温度曲线图。

图5为采用本发明的空间用短时高功率设备群工作温度曲线图。

图中示出：

设备群1相变材料充装孔31

铝蜂窝板2工质充装孔32

相变热管3相变储能盒4

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明公开了一种适用于空间用设备群的热传输装置，尤其是一种适用于空间用短时高功率设备群的热传输装置，通过相变热管结合相变储能盒的方法，有效抑制了短时高功率设备群工作期间的温升，有效抑制短时高功率设备群开机温升，解决短时高功率设备群的温度控制问题，取得了可靠性高、相变材料充装量大、控温效果好等有益效果。

根据本发明提供的一种适用于空间用设备群的热传输装置，如图1-3所示，包括设备群1、铝蜂窝板2、相变热管3以及相变储能盒4；所述设备群1安装在铝蜂窝板2的正面，所述相变热管3预埋在铝蜂窝板2的夹层内，所述相变储能盒4安装在铝蜂窝板2的背面。在一个实施例中，所述设备群1为短时高功率设备群。

所述设备群1在铝蜂窝板2的正面排成一排或多排，一排设备群1对应的铝蜂窝板2位置处的夹层内安装有一根或多根相变热管3，相变热管3沿着一排内设备群1排布的方向延伸；或者所述相变热管3在铝蜂窝板2的夹层内蛇形排布。所述相变热管3与铝蜂窝板2的上下蒙皮贴合。相变热管3的安装方式，保证了设备群1的等温化效果。

所述相变热管1包括相变材料充装孔31、工质充装孔32，所述相变材料充装孔31与工质充装孔32间隔布置，相变材料充装孔31充装相变材料，工质充装孔32充装工质。所述工质充装孔32包括一个中心孔和多个边缘孔，多个边缘孔均匀分布在中心孔的周向上并与中心孔连通。优选地，工质充装孔32内充装氨工质。在一个实施例中，如图3所示，所述相变热管3为具有五个充装孔的五孔相变热管，五个充装孔从左至右分别标注为1#～5#充装孔，其中1#、3#、5#充装孔充装相变材料，2#、4#充装孔充装工质。

所述设备群1中每个设备对应的铝蜂窝板2背面位置都对应安装一个相变储能盒4。所述相变储能盒4与铝蜂窝板2接触的面积大于设备群1中单个设备与铝蜂窝板2接触的面积。所述相变储能盒4与铝蜂窝板2之间垫装导热硅脂。所述相变储能盒4内充装相变材料，充装相变材料的重量根据设备群1的工作时间和发热量所需的相变潜热来调节。

优选地，所述相变材料采用正十四烷，正十四烷常温状态为液态，地面试验常温状态下性能稳定。设备群1工作温度达到相变材料相变温度点时，相变热管3和相变储能盒4内相变材料吸收设备群1的热量，起到削峰储能的作用，将设备群1的工作温度控制在高温限内，同时还能在设备群1不工作时释放相变潜热，起到设备保温的作用。相变储能盒4与铝蜂窝板2之间填充导热硅脂，有效保证了相变储能盒4与设备群1之间的传热通道，可以迅速吸收设备群1工作时的热量。

本发明采用铝蜂窝板2夹层内预埋相变热管3与铝蜂窝板2背面安装相变储能盒4相结合的方法，来解决短时高功率设备群热控制，在保证设备群均温的同时，相变材料的充装量大大提高，相变储能盒4内相变材料的重量根据短时高功率设备群的工作时间、发热量所需的相变潜热来调节，对短时高功率设备群工作时间及工作时的发热功率的适应性大大增强。

当设备群1为短时高功率设备群时，短时高功率设备群的工作温度指标为-10～20℃。图4为仅采用预埋相变热管的空间用短时高功率设备群工作温度曲线图；图5为采用本发明的空间用短时高功率设备群工作温度曲线图。由图4、图5可知：仅使用预埋相变热管的情况下，短时高功率设备群工作期间温升约30℃，峰值温度达25℃，不满足指标要求；采用本发明后，短时高功率设备群的工作期间温升幅度缩小约15℃，峰值温度不超过10℃，满足-10～20℃指标要求，并有充足的设计裕度，热控制效果好。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。