前回は、現在人気のハンディレーザー溶接機の放熱技術を簡単に紹介しました。多くの友人が私たちの空冷放熱技術に非常に興味を持っています。今日はそれを詳しく説明します。
以前、空冷ハンディレーザー溶接機 A1500W を冬場の低温環境下で使用したところ、コンプレッサーが起動しないことが多かった。この問題を解決するために、GW Laser は双方向ヒート ポンプのブラック テクノロジーをレーザーのサーマル パイプに独創的に適用し、-10 ℃ の温度と +50 ℃ の温度環境で安定した動作を維持できるようにしました。
01、双方向ヒートポンプ
ポンプが何のためにあるのか、つまり、水などのさまざまな液体を輸送することは誰もが知っているので、その名前が示すように「ヒートポンプ」は熱をポンプすることです。
熱力学の第 2 法則によると、熱は生成も損失もせず、常に伝達されているだけです。双方向ヒートポンプの動作原理は、冷媒をキャリアとして熱を前後に伝達することです。
冷却中、冷媒はレーザー内の熱を機械の外部に運び、レーザーの内部温度を下げます。
加熱中、冷媒は周囲の環境からレーザーに熱を伝達し、レーザーの温度を上昇させます。
GW空冷ハンドヘルドレーザーの熱管理システムには、コンプレッサー、コンデンサー、膨張弁、蒸発器の4つのコンポーネントが含まれています。
機能は以下のとおりです。
Ø コンプレッサー: 気体冷媒を圧縮し、低圧ガスを高圧ガスに変え、高温環境から熱を吸収し、低温環境に熱を放出するエネルギーを冷媒に提供し、冷媒サイクルがスムーズに進むのを助けます
Ø コンデンサー: 冷媒を気体から液体に凝縮し、熱を放出します。
Ø 蒸発器: 冷媒を液体から気体に蒸発させ、熱を吸収します。
Ø 膨張弁: 高圧液体を低圧液体に変えます。冷媒の圧力が低いほど、沸点は低くなります。膨張弁の機能は、冷媒の圧力を対応する沸点まで下げることです。冷却中は周囲温度よりも低く（環境から熱を吸収できます）、加熱中は周囲温度が高くなります（熱を放出します）環境に）。
02. 冷媒
冷媒は、冷凍プロセスの中間物質です。熱を吸収して気体に蒸発しやすく、熱を放出して液体に凝縮しやすい。熱管理システムでは、蒸発と凝縮によって熱を伝達し、加熱と冷却の効果を実現します。
理想的な冷媒は、次の特性を備えている必要があります。
| 物理的特性 | 化学的特性 |
| 高い蒸発圧と潜熱: 蒸発圧力が大気圧より低いと空気が入りやすく、蒸発潜熱が大きいほど冷媒の使用量が少なくなり、多くの熱を吸収できます。 | 化学的に安定: サイクル中に冷媒が分解しないようにする |
| 高凝縮温度と低圧: 凝縮温度が高いほど、凝縮が容易になり、周囲の環境に対する要件が低くなります。凝縮圧力が低いほど、冷媒をより低い圧力で液化できるため、エネルギー消費を節約できます。 | 腐食なし: 循環プロセス中に冷媒が内部部品を侵食しないことを確認してください |
| 低凍結温度: そうしないと、冷たい石炭が凍って循環できなくなります | 無公害: 自然環境に無害で、オゾン層を破壊せず、温室効果もありません |
| 気体冷媒の比溶解量は小さい： プレス機、気管の容積を減らすことができます | 非毒性: 人間の健康を危険にさらさない |
| 液体冷媒の密度が高い： 液体パイプは容積を減らすことができます | 安全性： 使用中に爆発、火災、その他の事故が発生しません |
03. 冷凍原理
01. 圧縮機は冷媒を圧縮し、冷媒を高温高圧の気体に変え、室外熱交換器に流す
02. 外部熱交換器は凝縮器として機能し、高温のガスは低温の液体に凝縮され、液化によって発生した熱はファンで機械の外に排出されます
03. 低温高圧の液冷媒は膨張弁で減圧され、低温低圧の蒸発しやすい状態になり、内部熱交換器に流れる
04. このとき、内部熱交換器は蒸発器として機能し、周囲の熱を吸収し、レーザーの内部温度を下げて冷却効果を達成し、次に冷媒が気化して高温低圧ガスになります。
05. 蒸発器で蒸発したガス冷媒は、再びコンプレッサーで圧縮され、レシプロサイクル
04.加熱原理
01. 圧縮機は冷媒を圧縮し、高温高圧のガスにして内部熱交換器に流す
02.このとき、内部熱交換器は凝縮器として機能し、高温高圧のガス冷媒を低温高圧の液体に凝縮し、放出された熱はレーザーの内部温度を上昇させ、加熱の目的を達成します
03. 低温高圧の液体は膨張弁を通って減圧され、外部熱交換器に流れます。
04. このとき、外部熱交換器は蒸発器として機能し、液体冷媒は機外から熱を吸収して蒸発し、ガス状態になります。
05. ガス冷媒をコンプレッサーで吸入・圧縮し、高温・高圧のガスとし、レシプロサイクル
冷房時と暖房時では、冷媒の流れる方向が異なります。冷却するときは、まず内部熱交換器を流れます。このとき、室外熱交換器が凝縮器、室内熱交換器が蒸発器となります。暖房時、冷媒は最初に内部熱交換器を通過します。この場合、内部熱交換器は凝縮器で、外部熱交換器は蒸発器です。冷却と加熱が異なる状態にある場合、システムは冷媒の流れ方向を変更します。
空冷技術におけるGWレーザーのブレークスルー
優れた構造設計:
GWレーザーは、優れた構造設計と軽量構造材料を採用し、1500Wレーザーと熱管理システムをシャーシに詰め込み、レーザーヘッド制御システムを統合します。最終体積は<0.2m³、重量は<60kg、追加の冷水設備はありません。 220V の電圧で駆動し、どこにいても使用でき、コストを削減し、柔軟性と携帯性を向上させます。
正確な温度制御システム:
温度は、ゲイン ファイバーによるポンプ光の吸収に影響を与えるため、特に温度変化に非常に敏感な 976nm ポンプの場合、レーザーの出力パワーに影響を与えます。PIDアルゴリズムに基づくGuanghui Laserの独自の温度自動制御システムは、ゲインキャビティと各レーザーダイオードを含むレーザー内部の各光学デバイスの温度変動を正確に検出して、温度が一定の温度で安定するように、急速な温度上昇と下降を実現できます。最適なレーザーレベル。出力電力に対する過冷却または過熱の影響を低減する効率範囲。現在、Guanghui Laser の空冷レーザーは、-10℃～50℃の環境で 48 時間以上フルパワーで連続安定動作でき、1 時間あたりの出力変動は 5% 未満です。
効率的な冷媒式:
冷媒は蒸発と凝縮によって熱を伝達し、さまざまなシナリオで使用される冷媒の物質と配合も異なります。Guanghui Laserが独自に開発した冷媒処方は、蒸発潜熱が大きく、凝縮温度が高く、優れた加熱および冷却効果を実現できます。-10~50°Cの環境で機械の安定した動作を確保できます。同時に、安全で無毒でもあります。人体や機械への損傷はありません。
05. まとめ
GW レーザーにとって、このインテリジェントな空冷ハンドヘルド溶接機は、技術革新の道における新たなブレークスルーです。将来、GWレーザーは、空冷と熱放散の分野で探求を続け、性能を改善し、プロセスを最適化し、より大きな市場の要求に応えます。
著者: GW Laser Tech アプリケーション エンジニア Jiaxing.Gu
投稿時間: 2022 年 3 月 24 日