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深度解读

深扒风冷手持焊机散热奥秘

激光制造网 来源:光惠激光2022-03-23 我要评论(0 )   

前言上回我们简单介绍了目前主流手持激光焊机的散热技术,很多朋友对我们的风冷散热技术很感兴趣,今天我们就来详细解读一下。过去,我们在风冷手持焊机A1500W冬天在低...

前言

上回我们简单介绍了目前主流手持激光焊机的散热技术,很多朋友对我们的风冷散热技术很感兴趣,今天我们就来详细解读一下。

过去,我们在风冷手持焊机A1500W冬天在低温环境下使用的时候压缩机经常不能正常的启动,为解决这一痛点,光惠激光创造性地将双向热泵这一黑科技运用于激光器的热管理上,使其能在-10℃低温与+50℃高温环境中都能保持稳定运行。



01、双向热泵

泵我们都知道是干嘛的,就是输送水等各种液体,那“热泵”顾名思义就是泵送热量的。

根据热力学第二定律:热量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会不断地转移。双向热泵的工作原理就是以冷媒为载体将热量来回转移:

制冷时冷媒将激光器中的热量搬运到机器外部,使激光器内部温度降低;

制热时冷媒将周围环境中的热量搬运到激光器内,使激光器温度升高。


光惠风冷激光器的热量管理系统主要包含以下四大组件:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。

它们的作用分别是:

Ø 压缩机:将气态冷媒压缩,将低压气体变成高压气体,为冷媒提供从高温环境吸热、向低温环境放热的能量,帮助冷媒循环顺利进行

Ø 冷凝器:将冷媒由气体冷凝变成液体,放出热量

Ø 蒸发器:将冷媒由液体蒸发变成气体,吸收热量。

Ø 膨胀阀将高压液体变成低压液体。冷媒的压力越低,沸点越低,膨胀阀的作用就是将冷媒的压力降低到对应的沸点:使其比制冷时的环境温度低(可以从环境吸热),制热时的环境温度高(可以向环境放热)。


02、冷媒

冷媒是在制冷过程中的一种中间物质,它容易吸热蒸发成气体,又容易放热冷凝成液体。在热量管理系统中,它通过蒸发与凝结,使热量转移,实现加热与冷却的效果。

    理想的冷媒应具有如下特性:


03、制冷原理

01.压缩机压缩冷媒,使冷媒变成高温高压的气体,并流向外部热交换器

02.外部热交换器充当冷凝器作用,高温气体冷凝成低温的液体,液化产生的热量随风扇排出机器外

03.低温高压的液体冷媒通过膨胀阀降压后变成低温低压易蒸发的状态,并流向内部热交换器

04.此时内部热交换器充当蒸发器作用,吸收周围热量,使激光器内部温度降低,达到降温的效果,然后冷媒汽化成高温低压的气体

05.经蒸发器蒸发后的气体冷媒再次被压缩机压缩,往复循环


04、制热原理


01.压缩机压缩冷媒,变成高温高压的气体状态,流向内部热交换器

02.此时内部热交换器充当冷凝器作用,将高温高压气体冷媒冷凝成低温高压的液体,释放的热量使激光器内部温度升高,达到加热的目的

03.低温高压的液体流经膨胀阀降低压力,并流向外部热交换器

04.此时外部热交换器充当蒸发器作用,液态冷媒从机器外部吸收热量后蒸发成为气体状态

05.气体冷媒被压缩机吸入压缩形成高温高压的气体,往复循环

制冷制热时,冷媒流向是不同的,制冷时先流过内部热交换器,此时外部热交换器是冷凝器,内部热交换器是蒸发器;制热时,冷媒先流过内部热交换器,此时内部热交换器是冷凝器,外部热交换器是蒸发器。制冷制热不同状态时,系统会改变冷媒的流向。


光惠激光在风冷技术上的突破

优异的结构设计:
光惠激光采用优异的结构设计与轻量化的结构材料,将一台1500W激光器和一套热管理系统装进一个机箱内,并集成激光头控制系统,最终体积<0.2m³、重量<60kg,无额外冷水设备,220V电压供电,可随带随走随用,降低成本的同时更增加了灵活性与便携性。

精确的控温系统:

温度会影响增益光纤对泵浦光的吸收,进而影响激光器的输出功率,尤其是对于采用976nm的泵浦而言,其对于温度的变化十分敏感。光惠激光独有的基于PID算法的温度自动控制系统,可以精确检测激光器内部各光器件的温度波动,包括增益腔和每个激光二极体,实现快速升降温,让温度稳定在激光器最佳效率区间,减少过冷或过热对输出功率产生的影响。目前,光惠激光的风冷激光器在-10℃~50℃的环境中可连续满功率稳定运行>48小时,每小时功率波动<5%。

高效的冷媒配方:

冷媒通过蒸发与凝结完成热量的转移,不同场景使用的冷媒物质和配方也不尽相同。光惠激光自主研发的冷媒配方,蒸发潜热大、凝结温度高,可以实现优异的制热、制冷效果,在-10~50℃环境中,能保证机器的稳定运行;同时,也安全无毒,不会对人体或机器产生损伤。

05、结语

对于光惠激光来说,智能风冷手持焊机是技术革新道路上的新突破。未来光惠激光将继续在风冷散热领域不断探索,提高性能,优化工艺,满足更大的市场需求。


作者:光惠激光应用工程师 顾佳星


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