臨近空間太陽能蓄熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及蓄熱裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種臨近空間太陽能蓄熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]臨近空間(Near space)是指距地面20?100公里的空域。臨近空間飛行器是指只在或能在近空間作長期、持續(xù)飛行的飛行器或亞軌道飛行器或在臨近空間飛行的高超聲速巡航飛行器，其具有航空、航天飛行器所不具有的優(yōu)勢，特別是在通信保障、情報收集、電子壓制、預(yù)警等方面極具發(fā)展?jié)摿Α?br>[0003]臨近空間環(huán)境中，空氣稀薄、水氣極少，無雨雪現(xiàn)象，太陽光照非常好。臨近空間飛行器都采用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，通過轉(zhuǎn)換的電能供給整個臨近空間飛行器的系統(tǒng)使用。臨近空間飛行器的大部分重要儀器都集中在吊艙保溫箱中，由于臨近空間的氣溫和氣壓都很低，因此，儀器的正常使用需要吊艙保溫箱提供一個適宜的箱內(nèi)環(huán)境。
[0004]當?shù)跖摫叵鋬?nèi)的儀器功率不足以保證該儀器的溫度達到其使用溫度范圍時，儀器會凍壞。為了避免儀器凍壞，通常采用加熱的方式對吊艙保溫箱加熱保溫。一種是電加熱方式，即通過電能加熱吊艙保溫箱使其溫度上升，但電加熱方式往往會使臨近空間飛行器的電源使用緊張，特別是當太陽能電池板不能正常工作情況下，儀器也會因得不到加熱而凍壞；另一種是將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能的方式，該方式的效率遠比太陽能轉(zhuǎn)換成電能的效率高，但是，地面上用的太陽能光熱裝置，一般都采用透明玻璃將光熱轉(zhuǎn)換器件和空氣隔絕，這種做法在臨近空間中不現(xiàn)實，首先，透明玻璃可能在臨近空間的低溫下破裂，其次，透明玻璃和光熱轉(zhuǎn)換器件之間的空間氣壓與臨近空間中的大氣氣壓不一致，這樣也可能導(dǎo)致透明玻璃爆裂。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種臨近空間太陽能蓄熱裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，臨近空間飛行器的吊艙保溫箱采用電加熱方式會造成用電緊張，以及地面用太陽能光熱裝置不適用于臨近空間飛行器的吊艙保溫箱加熱的問題。
[0006]本實用新型實施例提供了一種臨近空間太陽能蓄熱裝置，用于加熱臨近空間飛行器的吊艙保溫箱并儲存熱能，所述臨近空間太陽能蓄熱裝置包括蓄熱箱，設(shè)置于所述蓄熱箱內(nèi)的蓄熱組件，以及設(shè)置于所述蓄熱箱外并與所述蓄熱組件配合的集熱組件，所述集熱組件包括順序?qū)盈B且相緊貼設(shè)置的氣凝膠、集熱件和熱管組，所述集熱件用于吸收太陽能并將其轉(zhuǎn)換為熱能后傳導(dǎo)至所述熱管組，所述熱管組的一端伸入所述蓄熱箱內(nèi)并與所述蓄熱組件熱傳導(dǎo)配合。
[0007]進一步地，所述臨近空間太陽能蓄熱裝置還包括固定架，所述固定架包括固定邊框，以及與所述固定邊框固定連接的固定底板，所述氣凝膠、所述集熱件以及所述熱管組的另一端設(shè)置在所述固定邊框和所述固定底板之間。
[0008]優(yōu)選地，所述固定邊框為耐低溫塑料件。
[0009]優(yōu)選地，所述集熱件包括金屬板，以及用于選擇性吸收太陽能光譜的吸收涂層，所述吸收涂層涂設(shè)于所述金屬板的與所述氣凝膠相貼的一側(cè)表面上。
[0010]進一步地，所述蓄熱組件包括充滿于所述蓄熱箱內(nèi)的相變材料，以及設(shè)置于所述相變材料中的翅片組，所述相變材料中開設(shè)有換熱通道。
[0011]優(yōu)選地，所述熱管組包括多個熱管，所述多個熱管呈并排且均勻間隔分布。
[0012]進一步地，所述熱管包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，所述蒸發(fā)段緊貼于所述金屬板表面，所述冷凝段伸入所述蓄熱箱內(nèi)并穿過所述翅片組，且與所述翅片組的交接處相緊貼。
[0013]進一步地，所述絕熱段位于所述蓄熱箱的外部，且所述絕熱段的外壁上包覆有第一保溫層。
[0014]優(yōu)選地，所述熱管的內(nèi)壁面呈平滑狀，或者所述熱管的內(nèi)壁面上具有多個溝槽，或者所述熱管的內(nèi)壁面上填充有多孔材料。
[0015]進一步地，所述蓄熱箱的外表面上包覆有第二保溫層。
[0016]基于上述技術(shù)方案，本實用新型實施例提出的臨近空間太陽能蓄熱裝置，通過在蓄熱箱內(nèi)設(shè)置蓄熱組件，并在蓄熱箱外設(shè)置由氣凝膠、集熱件和熱管組緊貼構(gòu)成的集熱組件，且將熱管組一端伸入蓄熱箱內(nèi)與蓄熱組件熱傳導(dǎo)配合，如此，通過集熱組件吸收臨近空間中的太陽能并將其轉(zhuǎn)換為熱能，再將熱能傳導(dǎo)至蓄熱組件而實現(xiàn)蓄熱，從而解決了臨近空間飛行器的吊艙保溫箱采用電加熱方式會造成用電緊張的問題；同時，該臨近空間太陽能蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)簡單，太陽能轉(zhuǎn)換效率高，還解決了地面用太陽能光熱裝置不適用于臨近空間環(huán)境的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例提出的臨近空間太陽能蓄熱裝置的爆炸示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例中的熱管與翅片組裝配的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例中的固定邊框的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型實施例中的金屬板的主視示意圖；
[0021]圖5為本實用新型實施例中的金屬板的剖面示意圖；
[0022]圖6為本實用新型實施例中的熱管的橫截面剖切示意圖之一；
[0023]圖7為本實用新型實施例中的熱管的橫截面剖切示意圖之二；
[0024]圖8為本實用新型實施例中的熱管的橫截面剖切示意圖之三；
[0025]圖9為本實用新型實施例中的蓄熱箱的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]以下結(jié)合具體實施例對本實用新型的實現(xiàn)進行詳細的描述。
[0028]如圖1至圖9所示，本實用新型的實施例提出了一種臨近空間太陽能蓄熱裝置，該裝置用于加熱臨近空間飛行器的吊艙保溫箱并儲存熱能。具體地，該臨近空間太陽能蓄熱裝置可包括蓄熱箱1、蓄熱組件2以及集熱組件3，其中，蓄熱組件2設(shè)置在該蓄熱箱I內(nèi)，集熱組件3設(shè)置在該蓄熱箱I外，且集熱組件3與蓄熱組件2熱傳導(dǎo)配合；進一步地，集熱組件3可包括氣凝膠31、集熱件32和熱管組33，氣凝膠31、集熱件32和熱管組33的其中一端之間呈順序?qū)盈B且相緊貼設(shè)置，同時，熱管組33的另一端伸入蓄熱箱I內(nèi)并與蓄熱組件2熱傳導(dǎo)配合，此處，集熱件32用于吸收臨近空間中的太陽能，并將所吸收的太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，再將所轉(zhuǎn)換的熱能傳導(dǎo)至熱管組33，接著由熱管組33將該熱能傳導(dǎo)至蓄熱箱I內(nèi)的蓄熱組件2，從而實現(xiàn)蓄熱，這樣，通過蓄熱組件2與外部換熱設(shè)備配合，進而實現(xiàn)了對臨近空間飛行器的吊艙保溫箱的加熱，如此，保證了吊艙保溫箱內(nèi)的儀器能夠在合適的溫度環(huán)境中工作，延長了其使用壽命。
[0029]本實用新型實施例提出的臨近空間太陽能蓄熱裝置，具有如下特點:
[0030]本實用新型實施例通過在上述蓄熱箱I內(nèi)設(shè)置蓄熱組件2，并在該蓄熱箱I外設(shè)置由氣凝膠31、集熱件32和熱管組33緊貼構(gòu)成的集熱組件3，且將該集熱組件3的熱管組33的一端伸入蓄熱箱I內(nèi)與蓄熱組件2熱傳導(dǎo)配合，如此，通過集熱組件3的集熱件32吸收臨近空間中的太陽能并將其轉(zhuǎn)換為熱能，再將轉(zhuǎn)換的熱能傳導(dǎo)至熱管組33，接著由熱管組33將該熱能傳導(dǎo)至蓄熱箱I內(nèi)的蓄熱組件2而實現(xiàn)蓄熱，這樣，通過蓄熱組件2與外部換熱設(shè)備配合，進而實現(xiàn)了對臨近空間飛行器的吊艙保溫箱的加熱，如此，解決了臨近空間飛行器的吊艙保溫箱采用電加熱方式會造成用電緊張的問題，避免了電加熱方式中的太陽能電池板在不能正常工作情況下，儀器因得不到加熱而凍壞的現(xiàn)象；保證了在沒有太陽光的夜晚，吊艙保溫箱內(nèi)的儀器能夠正常運作，且節(jié)省了整個系統(tǒng)的電源消耗；同時，該臨近空間太陽能蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)簡單，太陽能轉(zhuǎn)換效率高，解決了地面用太陽能光熱裝置不適用于臨近空間環(huán)境的問題。
[0031]在本實用新型的實施例中，上述臨近空間太陽能蓄熱裝置還可包括固定架4，該固定架4用于將上述集熱組件3固定在上述蓄熱箱I的外側(cè)。具體地，該固定架4包括固定邊框41和固定底板42，其中，固定邊框41優(yōu)選為一框狀結(jié)構(gòu)，固定底板42優(yōu)選為一適配于該固定邊框41的板狀結(jié)構(gòu)。此處，固定架4與集熱組件3的裝配如下所述:上述氣凝膠31覆蓋在上述集熱件32的上表面，集熱件32的下表面和上述熱管組33下端的一側(cè)緊貼，且熱管組33下端的另一側(cè)與固定底板42緊貼，同時，固定邊框41壓緊氣凝膠31，并與固定底板42通過螺絲緊固連接。如上所述，通過設(shè)置固定架4，使得上述集熱組件3牢固地固定在上述蓄熱箱I外側(cè)，保證了整個裝置連接的穩(wěn)定性，提高了裝置的整體性能。當然，根據(jù)實際情況和具體需求，在本實用新型的其他實施例中，上述集熱組件3還可采取其他方式固定安裝在上述蓄熱箱I的外側(cè)，此處不作唯一限定。
[0032]在本實用新型的實施例中，上述固定邊框41優(yōu)選為耐低溫塑料件。此處，固定邊框41優(yōu)選耐低溫塑料制作，保證了其在臨近空間的低溫環(huán)境中的穩(wěn)定性，使得上述集熱組件3在臨近空間的低溫環(huán)境中仍能夠被有效地固定，從而保證了集熱組件3裝配的穩(wěn)固性。當然，根據(jù)實際情況和具體需求，在本實用新型的其他實施例中，上述固定邊框41還可為其他耐低溫材料制作，此處不作唯一限定。
[0033]在臨近空間中，空氣稀薄，熱傳導(dǎo)效率低，為了盡可能將太陽輻射轉(zhuǎn)換成熱量，需要加大光接收面積。在本實用新型的實施例中，上述集熱件32可包括金屬板321以及吸收涂層(附圖中未畫出)，其中，金屬板321優(yōu)選為鋁板，吸收涂層涂設(shè)在該金屬板321的一側(cè)表面上，該表面指的是金屬板321上與上述氣凝膠31相貼的一側(cè)表面。此處，該吸收涂層為太陽能光譜選擇性吸收涂層，其用于選擇性吸收太陽能光譜，如此，在臨近空間中，當太陽光線照射在吸收涂層上時，該吸收涂層選擇性吸收太陽能光譜，并將光能轉(zhuǎn)換為熱能，該熱能傳導(dǎo)至金屬板321，接著由該金屬板321傳導(dǎo)至與其緊貼的熱管組33。如上所述，通過在金屬板321的一側(cè)表面上涂設(shè)吸收涂層，而該吸收涂層能高效地將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，且其紅外輻射非常低，如此，提高了集熱件32整體的熱能轉(zhuǎn)換效率，也就提高了整個裝置的性能。當然，根據(jù)實際情況和具體需求，在本實用新型的其他實施例中，集熱件32還可為其他結(jié)構(gòu)組成，此處不作唯一限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在本實施例