فناوری چیلرهای جدید به خنک سازی لیزرهای صنعتی کمک می کند
“گردآوری شده توسط جاش رابی، مدیر مهندسی، محلول های حرارتی گلن دیمپلکس”
به منظور حذف گرمای مازاد تولید شده در تشدیدگرها و سیستم های اپتیک لیزرهای صنعتی، استفاده از خنک کننده ها پیشنهاد می گردد. نوع سرمایش مورد نیاز بر اساس میزان وات لیزر، راندمان تشدید کننده، دمای مورد نیاز تشدیدگر و اپتیک و همچنین دمای محیط تعیین می گردد.
در برخی کاربری ها، دمای فعالیت تشدید کننده و اپتیک همواره بالاتر از دمای محیط بوده و بار حرارتی کم است که در این حالت می توان قطعات را به کمک فن ها در هوا آزاد خنک نمود. با این حال، به طور کلی این روش به شارهای حرارتی نسبتا پایین محدود می شود و پایداری حرارتی اندکی را ارائه می دهد. هنگامی که شار گرما از قدرت خنک کننده مستقیم هوا فراتر رود، سیستم های لیزری ممکن است از چیلرهای خنک کننده مایع به مایع برای کولینگ خود استفاده کنند.
به منظور از بین بردن گرما، در این سیستم ها از یک پمپ آب استفاده می شود. به این ترتیب گرما از طریق یک مبدل حرارتی به سیستم آب تاسیسات سرد منتقل می شود.
برای سیستم های لیزری که نیاز به تنظیم دمای عملیاتی تشدیدگر و اپتیک دارند، معمولاً از چیلرهای آبی (فشرده سازی) تقطیر بخار (VC) استفاده می شود. این چیلرها از سیستم تبرید تبعیت نموده و شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط دهنده و اواپراتور است. آنها از طریق کندانسور هوا، گرما را از آب گرفته یا آن را به سیستم آب سرد تاسیسات کندانسور کولینگ آبی منتقل می سازند. چیلرهای آبی VC می توانند بارهای حرارتی بالا را تحمل نموده و در صورت مجهز شدن به سیستم های کنترل مناسب، دمای آب خنک کننده فرآیند را در 0.5±> درجه فارنهایت حفظ نمایند.
عملکرد سیستم لیزر متاثر از افزایش دما می باشد. با افزایش دمای عملیاتی، طول موج لیزر افزایش و بازده کلی تبدیل نوری کاهش می یابد. بسیار مهم است که طول موج انرژی نور از هر اِمیتر در یک باند بسیار باریک باشد. خنک کننده مناسب به حفظ تراز پرتو در مقابل اِمیتر کمک می کند.
لیزرهای صنعتی پرقدرت نیاز به تمرکز بالای پرتوها دارند. متأسفانه، این برنامه ها اغلب نوسانات گسترده ای در بار گرمایی دارند که می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد اجزای کلیدی لیزر گردد. خنک سازی در دمای ثابت و دقیق کیفیت پرتو را بهبود بخشیده و از سیستم لیزر محافظت می کند.
با تکنولوژی حالت جامد، سیستم های لیزری قادر به تولید توان تولیدی با خروجی بالا، افزایش سرعت و کیفیت پرتو دقیق تر هستند. سازندگان چیلر موظف به ایجاد راندمان کاری بالاتر، کنترل دقیق دما، راندمان انرژی بالاتر و فضای اشغال کمتر هستند. سازندگان لیزر نیز سیستم های تبرید را مستقیماً به سیستم لیزر اضافه می کنند. از آنجایی که بسیاری از اجزای سیستم های لیزری به خنک کننده نیاز دارند، بنابراین اغلب به مدارهای خنک کننده زیادی نیاز است. به طور معمول، این کار مستلزم داشتن چیلرهای اختصاصی برای هر مدار می باشد. با این حال، ادغام دو یا سه مدار خنک کننده در یک مدار منجر به مصرف برق کمتر، کاهش فضای اشغال شده و به حداقل رساندن هزینه های نصب می گردد.
منبع:
