Чиллер для лазерной трубки CO2

Зачем лазерной трубке чиллер

Чиллер для лазерной трубки CO2 охлаждает трубку водой. КПД стеклянной трубки CO2 составляет 10-20 %: из подведённой электрической мощности в луч уходит малая часть, остальное становится теплом в разрядном канале. Это тепло забирает вода, которая проходит через рубашку охлаждения трубки. Чиллер прокачивает воду по замкнутому контуру между своим баком и трубкой и охлаждает её. При перегреве воды мощность луча падает, мода излучения становится нестабильной, а трубка теряет ресурс, при сильном перегреве стекло трескается.

Радиаторный и компрессорный чиллер

• Радиаторный, без компрессора. Вода отдаёт тепло воздуху через радиатор с вентилятором, поэтому её температура всегда выше температуры в помещении. Теплоотвод такого охладителя указывают в ваттах на градус: CW-3000 с параметром 50 Вт/°C при воде на 5 °C теплее воздуха отводит 250 Вт. Подходит для трубок небольшой мощности в прохладном помещении.
• Компрессорный. Холодильный контур с компрессором и хладагентом охлаждает воду до заданной температуры независимо от температуры в помещении. Мощность охлаждения указывают в ваттах, например 690 Вт у CW-5000. Такой чиллер нужен для мощных трубок и для работы летом.

Как рассчитать мощность охлаждения

Тепловую нагрузку считают по мощности излучения трубки P и её КПД η: Q = P × (1 − η) / η. Для трубки 80 Вт при КПД 15 % получается 80 × 0,85 / 0,15 = 453 Вт тепла. Мощность охлаждения чиллера берут с запасом 20-30 % к этой величине, потому что в жару холодильный контур отдаёт меньше заявленного.

Поток, напор и бак

• Поток. Насос должен прокачивать через трубку столько воды, сколько указано в её паспорте. Длинные и тонкие шланги снижают поток, поэтому сравнивайте с паспортом напор насоса, а не только расход в литрах в минуту.
• Подъём воды. Параметр в метрах показывает, на какую высоту насос поднимает воду. Чиллер ставят рядом со станком и ниже трубки или на одном уровне с ней.
• Бак. Больший объём воды медленнее нагревается при включении и сглаживает колебания температуры. У CW-5000 бак 6 л, у CW-3000 9 л.

Защита и сигнал аварии

Чиллер контролирует поток и температуру воды и зажигает лампу Alarm при аварии. У CW-3000 и CW-5000 есть сигнальный выход аварии: его подключают последовательно с датчиком протока ко входу защиты по воде блока питания лазера или контроллера. Тогда лазер не включится при остановленном насосе, низком уровне воды или перегреве.

Температура воды и точка росы

Температуру воды задают в пределах, указанных в паспорте трубки. Холодная вода даёт конденсат: если трубка холоднее точки росы воздуха, на стекле и электродах выпадает влага, и высокое напряжение пробивает по мокрой поверхности. Поэтому температуру воды держат выше точки росы в помещении.

Установка и эксплуатация

• Заливайте дистиллированную воду: водопроводная вода оставляет накипь в рубашке трубки и проводит ток.
• Соединяйте шланги по маркировке входа и выхода. Вода входит в нижний патрубок рубашки и выходит из верхнего, чтобы в рубашке не оставался воздух.
• Не допускайте перегибов шлангов и проверьте, что в рубашке трубки нет пузырей.
• Включайте чиллер до включения лазера и выключайте после него.
• Оставляйте по бокам чиллера свободное место для воздуха и чистите воздушный фильтр и конденсатор от пыли.
• Меняйте воду раз в 1-3 месяца, а при помутнении сразу.
• При минусовой температуре в помещении сливайте воду из чиллера, шлангов и трубки или применяйте антифриз, допустимый производителем трубки.

Типичные ошибки

• Радиаторный чиллер стоит на трубке 80 Вт летом: вода нагревается выше паспортной температуры, и мощность падает.
• Выход аварии чиллера не подключён, и лазер работает при остановленном насосе.
• Задана слишком низкая температура воды, и на трубке появляется конденсат.
• Вода в контуре не менялась годами, и в рубашке трубки образовалась накипь.