FIELD: heating.SUBSTANCE: invention relates to heat accumulating devices using latent heat of phase transitions of working substance to provide required heat mode of energy sources during their cyclic operation. Disclosed is a radiator-heat accumulator of a passive thermal control system of a space object (SO), which operates in a periodic mode, and comprising a heat-removing base, a heat accumulator with a housing and an inner volume V with a heat accumulating substance and cooling channels. Housing of heat accumulator is made in form of radiation panel with thickness δ much smaller than characteristic size of its surface of heat radiation area F, and heat accumulating substance is uniformly distributed in continuous matrix phase with volume fraction ε, contacting inner surface of housing and heat accumulating substance with density ρand mass M, with melting point T, and evenly distributed over the volume V coolant condensation zone with a volume fraction εcontrolled heat pipe and the melting point Tcoolant, where on the heat-removing base of the SO there are electric heaters and a zone of evaporation of the controlled heat pipe, which maintain the temperature of SO Tin the range of T...T. SO periodically operates in active mode with duration of τwith constantly allocated thermal power Wand in standby mode with duration of τ, wherein the required mass of heat-accumulating substance is evaluated from: M = W⋅τ/(c⋅ΔT⋅k+ r⋅k), where k= 1 + ε⋅σ⋅F⋅(T+ 2⋅T⋅ΔT + 2⋅T⋅ΔT+ T⋅ΔT+ 0.2⋅ΔT)/W, k= 1 + ε⋅σ⋅F⋅T/W; r is specific heat of fusion of heat accumulating substance; ε – degree of radiation panel heat radiation surface blackness; σ is Stefan-Boltzmann constant; c is specific heat capacity of heat accumulating substance; ΔT = T– T, provided that T> T, where T– temperature heat accumulating substance in the solid initial state, wherein internal volume of heat accumulator V corresponds to relationship: V = M/[ρ⋅(1 – ε– ε)], and the minimal necessary heat radiation surface of the radiation panel satisfies F= M⋅r/(τ⋅ε⋅σ⋅T).EFFECT: technical result is providing a compact design, high reliability and broader functional capabilities of the thermal control system.10 cl, 4 dwg

    Изобретение относится к теплоаккумулирующим устройствам, использующим скрытую теплоту фазовых переходов рабочего вещества для обеспечения требуемого теплового режима источников энергии при их циклической работе. Техническим результатом изобретения является обеспечение компактной конструкции, повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей системы терморегулирования. Предложен радиатор-теплоаккумулятор пассивной системы терморегулирования космического объекта (КО), который работает в периодическом режиме, и включающий теплоотводящее основание, теплоаккумулятор с корпусом и внутренним объемом V с теплоаккумулирующим веществом и каналами охлаждения. Корпус теплоаккумулятора выполнен в виде радиационной панели толщиной δ, намного меньшей характерного размера его поверхности теплоизлучения площадью F, а теплоаккумулирующее вещество равномерно распределено в непрерывной матричной фазе с объемной долей ε, контактирующей с внутренней поверхностью корпуса и теплоаккумулирующим веществом плотностью ρ и массой М, с температурой плавления Т, а также равномерно распределенной по объему V зоной конденсации теплоносителя с объемной долей εрегулируемой тепловой трубы и температурой плавления теплоносителя Т, где на теплоотводящем основании КО размещены электронагреватели и зона испарения регулируемой тепловой трубы, поддерживающие температуру КО Тв диапазоне Т…Т. КО периодически работает в активном режиме длительностью τс постоянно выделяемой тепловой мощностью Wи в режиме ожидания длительностью τ, причем необходимую массу теплоаккумулирующего вещества оценивают из: М=W⋅τ/(с⋅ΔT⋅к+r⋅к), где к=1+ε⋅⋅F⋅(T+2⋅T⋅ΔT+2⋅T⋅ΔT+T⋅ΔT+0,2⋅ΔT)/W, к=1+ε⋅⋅F⋅T/W; r - удельная теплота плавления теплоаккумулирующего вещества; ε - степень черноты поверхности теплоизлучения радиационной панели;- постоянная Стефана-Больцмана; с - удельная теплоемкость теплоаккумулирующего вещества; ΔT=Т-Т, при условии Т>Т, где Т- температура теплоаккумулирующего вещества в твердом исходном состоянии, при этом внутренний объем теплоаккумулятора V отвечает соотношению: V=М/[ρ⋅(1-ε-ε)], а минимально необходимая поверхность теплоизлучения радиационной панели удовлетворяет соотношению F=М⋅r/(τ⋅ε⋅⋅Т). 9 з.п. ф-лы, 4 ил.


    Access

    Download


    Export, share and cite



    Title :

    HEAT SINK RADIATOR-HEAT ACCUMULATOR OF SPACE OBJECT PASSIVE SYSTEM


    Additional title:

    Радиатор-теплоаккумулятор пассивной системы терморегулирования космического объекта



    Publication date :

    2020-03-13


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    Russian


    Classification :

    IPC:    H05K PRINTED CIRCUITS , Gedruckte Schaltungen / B64G Raumfahrt , COSMONAUTICS / F28D Wärmetauscher, soweit in keiner anderen Unterklasse vorgesehen, in denen die Wärmetauschmittel nicht in direkte Berührung miteinander kommen , HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT



    MODULAR RADIATOR-HEAT ACCUMULATOR OF SPACE OBJECT PASSIVE SYSTEM FOR TEMPERATURE CONTROL

    KORNILOV VLADIMIR ALEKSANDROVICH / TUGAENKO VYACHESLAV YUREVICH | European Patent Office | 2020

    Free access

    HEAT ACCUMULATOR (VERSIONS)

    STAROVEROV NIKOLAJ EVGENEVICH | European Patent Office | 2017

    Free access

    Waste heat accumulator/distributor system

    BENOIT RYAN J | European Patent Office | 2017

    Free access

    Heat exchanger with heat accumulator

    BELLENFANT AURELIE / MOREAU SYLVAIN | European Patent Office | 2016

    Free access

    Unfurlable Space Based Heat Pipe Radiator

    Fale, John E. / Gernert, Nelson J. | SAE Technical Papers | 1996