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Design and Performance Test of a Closed Loop Thermal Control System for Thermal Vacuum Chamber

열진공 챔버용 폐회로 열제어시스템 설계 및 성능평가

  • Received : 2015.10.29
  • Accepted : 2015.12.11
  • Published : 2016.01.01

Abstract

A closed loop thermal control system simulates space thermal environment to verify the satellites' functionality in extremely cold/hot temperature. It is composed of a cryogenic blower, thermal shroud, heater, cryogenic valves. This paper presents an overview of closed loop thermal control system's design parameter and test results for control parameter. A capacity of blower is calculated through energy balance equation and an advantage/disadvantage for a shroud material and a type was analysed. The thermal control system is controlled by a constant density of fluid in the system. A requested performance of closed loop thermal control system was verified by measuring a homogeneity and stability of shroud through control parameter such as density and RPM of blower.

폐회로 열제어 시스템은 열진공 챔버의 온도를 $-150^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$와 같은 온도 조건으로 모사하기 위한 시스템으로, 극저온 블로워, 슈라우드, 히터, 극저온 밸브 등으로 구성된다. 본 연구는 우주 열환경 모사를 위한 폐회로 열제어 시스템의 설계 요소 정의 및 제어 변수별 실험 결과 등을 포함하고 있다. 폐회로 열제어 시스템 설계를 위해 설계 요소인 블로워 용량, 슈라우드 재질, 형태에 따른 특성 등의 분석을 수행 하였다. 폐회로 열제어 시스템의 극저온 블로워 필요 유량은 에너지 평형 방정식에 의해 결정되며, 제어는 작동 유체의 밀도 제어를 통해 제어된다. 밀도, 회전수와 같은 제어 변수별 실험을 통해 슈라우드 온도 분포 균질도 및 균일도를 측정하여 요구된 폐회로 열제어 시스템의 성능을 확인 하였다.

Keywords

References

  1. David G. Gilmore, Satellite Thermal Control Handbook, thermal testing, 9-17, 1994.
  2. H.J Seo, H.J Cho, S.H Lee, G.W Moon, "Analysis of Close loop thermal control system and review of test result", KSSS Conference, 2011.
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  4. S.H Lee, H.J Cho, H.J Seo, G.W Moon, "Shroud System Development For a Large Thermal Vacuum Chamber", ESTECH 2004 Proceedings IEST, 2004
  5. H.J Seo, S.H Lee, H.J Cho, G.W Moon, "A Space Environment Simulator Design for Verification of the Large Satellite", SAREK Conference, 2003