本發(fā)明涉及航天熱控，具體涉及一種用于真空環(huán)境的纖維膜換熱器。

背景技術：

1、熱控系統(tǒng)是航天技術領域的重要系統(tǒng)之一，其中，換熱裝置是熱控系統(tǒng)中的重要部件，目前，航天熱控系統(tǒng)及艙外活動單元中常用的換熱裝置的核心元件為水升華器。該裝置主要利用水的升華原理吸熱，即液態(tài)水首先在真空環(huán)境下凝結成固態(tài)的冰層，隨后固態(tài)的冰層直接升華為水蒸氣揮發(fā)至外太空。由于上述相變過程必須在水的三相壓力點以下完成，因此水升華器需要在真空度較高的環(huán)境下才能正常工作，難以適應未來登陸火星等有大氣環(huán)境的空間探索任務。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的航天熱控系統(tǒng)換熱裝置難以在真空度較低的環(huán)境下正常工作的問題，本發(fā)明提出了一種用于真空環(huán)境的纖維膜換熱器，所述纖維膜換熱器包括具有開孔的蒸發(fā)腔體，以及設置在所述蒸發(fā)腔體中用于水流通過進行熱交換的纖維膜管束。

2、優(yōu)選的，所述纖維膜管束包括多條并行設置的中空纖維絲，所述中空纖維絲的管壁上分布有多個納米級微孔；在所述纖維膜管束的兩端所有中空纖維絲的外側間隙密封固定形成兩個固定端，兩個所述固定端分別與所述蒸發(fā)腔體連接。

3、優(yōu)選的，所述密封固定包括粘合劑粘合。

4、優(yōu)選的，所述粘合劑包括環(huán)氧樹脂。

5、優(yōu)選的，所述在所述纖維膜管束的兩端所有中空纖維絲的外側間隙密封固定形成兩個固定端包括：將多條所述中空纖維絲平行排列并且兩端外側密封粘接形成膜片，繼而將多個所述膜片層疊布置且兩端外側密封粘接形成兩個所述固定端。

6、優(yōu)選的，所述中空纖維絲為疏水膜。

7、優(yōu)選的，所述疏水膜的材質為聚丙烯。

8、優(yōu)選的，所述蒸發(fā)腔體包括蒸發(fā)腔殼體和設置在所述蒸發(fā)腔殼體兩側的進水端蓋和排水端蓋；所述纖維膜管束位于所述蒸發(fā)腔殼體中，且兩端分別與所述蒸發(fā)腔殼體連接；所述進水端蓋和排水端蓋分別與所述蒸發(fā)腔殼體密封連接；所述蒸發(fā)腔殼體的頂部設有開孔。

9、優(yōu)選的，所述蒸發(fā)腔殼體的截面形狀包括矩形。

10、優(yōu)選的，所述纖維膜管束的長度大于所述矩形的長度。

11、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

12、本發(fā)明提供的一種用于真空環(huán)境的纖維膜換熱器，通過設置在熱控回路中的蒸發(fā)腔體中的纖維膜管束使水流通過進行熱交換，并通過蒸發(fā)腔體上的開孔使水蒸氣排至腔外，從而通過水的相變帶走熱控回路中水流的熱量；該纖維膜換熱器利用水的真空蒸發(fā)原理提高水流的蒸發(fā)速度，從而達到快速降溫的目的，該纖維膜換熱器所需的真空度較低，散熱性能好，具有良好的環(huán)境適應性。

技術特征：

1.一種用于真空環(huán)境的纖維膜換熱器，其特征在于，所述纖維膜換熱器包括具有開孔(8)的蒸發(fā)腔體，以及設置在所述蒸發(fā)腔體中用于水流通過進行熱交換的纖維膜管束(2)。

2.如權利要求1所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述纖維膜管束(2)包括多條并行設置的中空纖維絲，所述中空纖維絲的管壁上分布有多個納米級微孔；在所述纖維膜管束(2)的兩端所有中空纖維絲的外側間隙密封固定形成兩個固定端(5)，兩個所述固定端(5)分別與所述蒸發(fā)腔體連接。

3.如權利要求2所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述密封固定包括粘合劑粘合。

4.如權利要求3所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述粘合劑包括環(huán)氧樹脂。

5.如權利要求2所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述在所述纖維膜管束(2)的兩端所有中空纖維絲的外側間隙密封固定形成兩個固定端(5)包括：將多條所述中空纖維絲平行排列并且兩端外側密封粘接形成膜片，繼而將多個所述膜片層疊布置且兩端外側密封粘接形成兩個所述固定端(5)。

6.如權利要求2所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述中空纖維絲為疏水膜。

7.如權利要求6所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述疏水膜的材質為聚丙烯。

8.如權利要求1所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)腔體包括蒸發(fā)腔殼體(3)和設置在所述蒸發(fā)腔殼體(3)兩側的進水端蓋(1)和排水端蓋(4)；所述纖維膜管束(2)位于所述蒸發(fā)腔殼體(3)中，且兩端分別與所述蒸發(fā)腔殼體(3)連接；所述進水端蓋(1)和排水端蓋(4)分別與所述蒸發(fā)腔殼體(3)密封連接；所述蒸發(fā)腔殼體(3)的頂部設有開孔(8)。

9.如權利要求8所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)腔殼體(3)的截面形狀包括矩形。

10.如權利要求9所述的纖維膜換熱器，其特征在于，所述纖維膜管束(2)的長度大于所述矩形的長度。

技術總結
本發(fā)明提出一種用于真空環(huán)境的纖維膜換熱器，通過設置在熱控回路中的蒸發(fā)腔體中的纖維膜管束使水流通過進行熱交換，并通過蒸發(fā)腔體上的開孔使水蒸氣排至腔外，從而通過水的相變帶走熱控回路中水流的熱量；該纖維膜換熱器利用水的真空蒸發(fā)原理提高水流的蒸發(fā)速度，從而達到快速降溫的目的，該纖維膜換熱器所需的真空度較低，散熱性能好，具有良好的環(huán)境適應性。

技術研發(fā)人員：楊朝舒,臧華兵,關毅鵬,孫民政,劉國昌,胡清華,楊松林,王俊峰,李文新
受保護的技術使用者：中國航天員科研訓練中心
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/5