Single-loop coolant: Wärmeträgerflüssigkeit für Raumfahrzeuge

Kandidaten für Kühlmittelkartierung und Screening der wärmephysikalischen Eigenschaften

© Fraunhofer UMSICHT

Dispersion als Wärmeträgerflüssigkeit

Eines der ersten Muster des Phase-Change-Slurry für ein Kreislauf-Thermalsystem in Raumfahrzeugen.

Projektziele: Phase Change Slurry als Wärmeträgerflüssigkeit für ein Kühlsystem verwenden

Raumfahrzeuge benötigen Systeme zur Temperierung, um die Kühlung der technischen Ausrüstung und der Crew-Kabine zu gewährleisten. Zur Wärmeabfuhr werden Radiatoren außerhalb des Raumfahrzeuges eingesetzt. Kühlkreisläufe verbinden die inneren Wärmequellen mit den Radiatoren außerhalb des Raumfahrzeuges. Aufgrund spezifischer sicherheitstechnischer und physikalischer Anforderungen wird üblicherweise ein Kühlsystem mit zwei Kreisläufen und zwei unterschiedlichen Wärmeträgerflüssigkeiten verwendet. Hingegen hätte ein Kühlsystem mit nur einem Kreislauf das Potenzial, die Komplexität, das Gewicht und den Bedarf an Hilfsenergie zu reduzieren, aber es gibt bisher keine geeignete Wärmeträgerflüssigkeit.


Das Fraunhofer UMSICHT und AIRBUS Defence and Space wurden von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ausgewählt, um die Möglichkeit zu untersuchen, einen Phase Change Slurry (PCS) als Wärmeträgerflüssigkeit für ein Kühlsystem mit (nur) einem Kreislauf zu verwenden. Ziele des Projektes sind die Entwicklung einer geeigneten Dispersion, die Bestimmung der wichtigsten Fluideigenschaften und die operationelle Erprobung der Dispersion in Prüfständen. Die Dispersion basiert auf üblicherweise in Raumfahrzeugen verwendeten Wärmeträgerflüssigkeiten und einem zusätzlich in der Flüssigkeit dispergierten Phasenwechselmaterial.

Herausforderungen: Gute thermische Eigenschaften und niedrige Viskosität bei niedrigen Temperaturen

Die Herausforderung für ein Kühlsystem mit (nur) einem Kreislauf besteht darin, mit der höchsten Wärmelast in der heißesten Umgebung und der niedrigsten Wärmelast in der kältesten Umgebung zurechtzukommen, was eine hohe Ablehnungsquote des Systems erfordert. Eine Flüssigkeit für das Wärmeregulierungssystem muss zwei Leistungsmerkmale erfüllen: gute thermische Eigenschaften und niedrige Viskosität bei niedrigen Temperaturen. Darüber hinaus darf die Flüssigkeit im Falle einer Leckage die Gesundheit der Besatzung nicht gefährden.

Projektpartner von Single-loop coolant

  • AIRBUS DS

Förderung
Laufzeit: Seit Sommer 2018
Webseite: www.esa.int