한국항공우주학회지 (Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences)

  • 제38권11호
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  • Pages.1087-1093
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  • 2010
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  • 1225-1348(pISSN)
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  • 2287-6871(eISSN)
한국항공우주학회 (The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
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열관과 상변화물질을 일체형으로 병렬 배열한 위성용 열제어 부품 연구

Study on the Satellite Thermal Control Hardware Composed of Two Parallel Channels Working for Heat Pipe and Phase Change Material

  • 투고 : 2010.09.01
  • 심사 : 2010.10.27
  • 발행 : 2010.11.01
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초록

열관(HP)과 상변화물질(PCM)을 병렬로 배열한 일체형 위성 열제어 H/W를 제안하였다. HP-PCM 모듈은 제한적인 의미에서 일종의 off-the-shelf 부품으로써, PCM을 위한 별도의 열설계와 형상설계 등을 수행하지 않더라도 기존에 사용하고 있는 HP처럼 크기나 개수 등만을 설계함으로써 온도제어를 달성할 수 있도록 하였다. 주기적인 발열이 있는 부품의 온도제어를 위하여, 제안한 HP-PCM 모듈이 적용된 위성 방열판을 설계하고 상세모델을 수립하여 수치해석을 수행하였다. 각각 PCM이 없는 경우와 PCM을 장입한 경우에 대하여 수치해석을 수행하였으며, 등가평균값의 주기적인 변화에 대한 비교분석을 통하여 PCM의 축열과 방열에 의한 열분산이 매우 효과적임을 확인하였다. HP가 작동하지 않는 경우에 대한 수치해석을 통하여 열전도도가 작은 PCM의 사용한계를 제안한 HP-PCM 모듈을 이용하여 극복할 수 있음을 확인하였다.

The satellite thermal control H/W composed of two parallel channels working for heat pipe (HP) and phase change material (PCM) is suggested for the high heat dissipating component which works intermittently with short duty. In a limited point of view, the HP-PCM device is a kind of off-the-shelf component that requires no dedicated configuration and thermal designs to PCM. Therefore, it can be used with less impact on the program cost and schedule different from most of the PCM applications. In present study the typical honeycomb structure radiator applying the HP-PCM device is designed and the detail thermal math model is developed for numerical analyses. The result comparison between without and with PCM shows that the HP-PCM device redistributes the peak heat around the whole mission period through the alternate melting and freezing of PCM, and, as a result, the maximum and minimum temperatures are effectively alleviated. The drawback of PCM application due to low thermal conductivity can be successfully resolved by means of parallel arrangement of HP channel.

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