激光冷水机

用于冷却的设备

激光冷水机是用于冷却的设备。

产品介绍

激光冷水机是工业制冷机对激光行业的一种个别化应用，激光冷水机主要是对激光设备的激光发生器进行水循环冷却，并控制激光发生器的使用温度，使激光发生器可以长时间保持正常工作。激光设备在长时间运行过程中，激光发生器会不断产生高温，温度过高就会影响激光发生器的正常工作，所以需要激光冷水机进行水循环冷却控温。

针对激光发生器的类型，冷水机分类方式，把激光冷水机分为二氧化碳玻璃激光管激光冷水机、二氧化碳金属射频管激光冷水机、半导体侧泵激光冷水机、半导体端泵激光冷水机、YAG激光冷水机、光纤激光冷水机、紫外激光冷水机。

激光标刻是二十世纪后期兴起的最热门工业加工手段。国内从事激光打标机，激光雕刻机，激光焊接机，激光喷码机，激光切割机等等激光加工设备的研发，生产，加工企业不断涌现。而冷却系统的好坏则是整个激光标刻作业中的一关键一环。

参数

冷水机选型

激光冷水机在激光加工过程中不仅保护CO2激光管、YAG固体激光器晶体和灯管防暴；充分、恒定的激光器内腔温度是激光输出功率稳定、激光腔无热变型、激光光束质量一致等的保证。选择合适的激光器冷却系统可大大提高激光器的使用寿命和加工精度，把激光设备的性能发挥到极致。然而，大多数用户和厂家在选用和推荐激光冷却系统式都往往概念很模糊，市面上很多激光冷水机也是指标不清，用户配备也是随大流，不能准确地对所用激光设备做到合理的保护。下面提到的几个指标对激光冷水机的选择很关键：

1.制冷量

a.顾名思义为冷却系统的实际制冷能力，是激光器冷却设备选择的第一个指标。

b.一般我们可以根据激光器的光电转换效率来计算出激光器的发热量，再来选择。

P热 = P 激光 / μ

假设玻璃管CO2激光器的热效率μ一般为15%，80W的激光器则最少需要:80/0.15 = 533W

也就是说在产生80W激光的同时，激光器注入533W的能量，无效能量需要水冷机带走。

c.有些时候我们，我们直接根据激光电源的输入额定功率减去激光器的输出功率来确定激光冷水机的制冷量。比如我们常用的射频激光器和固体激光器都会标明额定满功率的电源电压和电流，以相干70W射频激光器为例，其要求电源输入48V25A，瞬时36A，可以计算输入功率最大1200W。

2.水流量和增压泵扬程

大家都会关注制冷量，往往会忽视水流量这个指标。制冷量代表压缩机可是提供的制冷能力，而水流量代表冷水机带走热量的能力，这就造成大家常常看到的现象：名义制冷量1000W的冷水机连接一台80W的玻璃管，冷水机显示25℃，激光管却热得发烫；在事实上没有起到应用的作用。

3.热效率和水容积

以上连个概念就引出了水冷机热效率和水容积的概念，也就是压缩机的工作控制方式和水箱大小两个指标。一般水箱越大越好，但在设计上不同的压缩机控制方式会有很大不同。这就是同样的压缩机制冷量和水容积，带有PID反馈功能的运转控制方式会大大提高整体系统的制冷能力。

4.温控精度

这个指标完全来自激光器的要求，对于半导体激光器来讲必须温控精度±0.1℃，这就要求压缩机预知温度变化规律，自适应负载的变化，一般用集成温控模块的水冷机都不可能做到这一点。当然对CO2激光器来讲温度要求±2℃到±5℃，市面上大多数专用水冷机都可以做到。

5.水质要求和水过滤以及水循环系统材质

a.这一综合指标往往被忽略，但其非常重用，直接影响激光器的寿命。

i.对CO2玻璃管激光器来讲，两端镜片出属于水流死角，很容易滞留水中的杂质，造成散热不良，镜片的微变形直接影响激光器的输出光束质量和光斑模式。

ii.对射频激光器来讲，散热板聚集水垢和铜锈等杂质会造成腔内温度过高电极板变形，进而温度传感器报警，激光器不出光等故障产生。

iii.对YAG激光器来讲，泵浦灯、晶体和镀金腔的表面洁净度直接影响出光功率和光斑模式；半导体模块内微小水孔堵塞直接会烧毁巴条。

b.市面上大多是冷水机冷媒管采用铜管，而蒸发盘直接置于冷却水中，会产生大量的铜锈，直接影响激光器。

c.很多无过滤器的是冷水机直接加自来水或者使用长时间不更换的纯净水，都会使滋生的细菌和杂质沉积到激光器，影响激光器的寿命和使用效果。

常见问题

1. 什么叫非启停式冷水机，如何选购？

非启停式的冷水机其实是控制冷水机内冷媒流向来控制制冷循环水的温度。按照冷水机的制造原理，一共分为2种控制方式，在5度以内采用冷媒流向的控制方式，使冷水机可以精确控制温度在正负0.1度，在5度以外采用压缩机启停方式，使冷水机在不需要强烈制冷的情况下节能工作。基于冷水机的工作方式，对于冷水机的制冷精度要求基本上可以满足（精度要求高的可以采用冷媒流向的控制方式）。

剩下来就是制冷功率和水泵的选型要求了，只要考虑了具体的发热量，就可以选用不同制冷量的冷水机，然后再看水泵的扬程和流量需求，选择不同的水泵。这样就可以找到合适的冷水机了。

2.冷水机CW-3000AG的散热量为50W/℃，这个数值和单位怎么理解及其基本散热原理是什么？

散热量就是把温度高于常温空气的发热元器件通过与常温空气进行热交换，平衡温度以后得出来的功率与温度变化的参数。50W/摄氏度代表的是比常温高每一度都可以散走50W的热量。CW-3000系列通过自身里面的水和热交换器，把目标对象的发热元器件和常温空气进行热交换，从而达到散热的目的，是一种经济降温的紧凑型设备。

3.冷水机冷水量如何计算，常看到冷水机的型号用 “HP”（匹）来表示，但是冷水量具体是多少吨，

能计算出来吗？

冷水量，一般用RT表示,但冷吨分三种:美国冷吨、日本冷吨和英国冷吨.我们平时说的和最常用的都是美国冷吨,用US.RT表示,US就是美国的缩写了1US.RT=3516.7W，而HP指的是冷水机压缩机的输入功率单位，一般1HP的压缩机可以有2500W的制冷量，当然有些冷水机使用1HP的压缩机，可能系统只会有2300W，有些冷水机的1HP可能是2800W。

简单故障处理

安装说明

激光冷水机安装使用非常简单，新机首次使用可按以下步骤进行：

1、打开包装，检查机器是否完好，附件是否齐备。

2、拧开机器注水口，加入冷却水。

加水时应同时观察水位计的水位慢慢加水，注意不要让水溢出！用于碳钢材质设备的冷却时应该添加适量的防腐蚀药剂。北方寒冷地区使用的应该加注无腐蚀性的防冻液。

3、根据设备情况接好出水管、入水管。

4、插上电源线，打开电源开关。（严禁无水开机！）

（1）打开电源开关后，冷水机循环泵就开始工作了。新机第一次开机时管路中会有较多的气泡导致机器偶尔流量报警，运行数分钟后就会恢复正常。

（2）第一次开机后，必须马上检查水管管路有无漏水。

（3）打开电源后，如果水温低于设定温度，机器的风扇等器件不工作是正常现象。温控器会根据设定的控制参数自动控制压缩机、电磁阀、风扇等器件的工作状态。

（4）由于压缩机等器件有一个较长的启动过程，根据不同的工况从几十秒到数分钟不等，所以不要频繁开关机。

5、检查水箱水位。

新机开机后排空了水管中的空气，水箱水位会略有下降，为了保持水位在绿色区域，可以再次适量加水。观察并记下当前的水位情况，等冷水机运行一段时间后再次观察水位计，如果水位下降明显，就要再次检查水管管路的渗漏情况。

6、调整温控器参数。

5300冷水机使用的智能温控器一般情况下不需要调整控制参数，如确实必要的，可参考第18页《运行状况与参数调整》。

部件介绍

激光冷水机部件包括：水压表，温度控制器，流量报警指示灯（红色），流量正常指示灯（绿色），入风口（滤网），电源开关，注水口，排水口等

结构图展示

参数调整

激光冷水机的T503新型智能控制器一般情况下不需要调整控制参数，它会根据室温的变化自动调整控制参数，保证满足设备的冷却要求。

T504新型智能控制器出厂设定为恒温温控模式，水温设定为25度，用户可以根据需要调整。

T503、T504温控器除出厂设定参数不同外，其功能、结构是一样的。

1、温度控制器面板介绍

（1）温控器工作状态指示灯D1、D2（如图）

D1常亮，控制器工作在智能控制模式；

D1不亮，控制器工作在恒温控制模式；

D1闪亮，控制器工作在参数设定模式或显示数值为室温；

D2常亮，冷水机工作在制冷状态；

D2不亮，冷水机工作在保温状态；

D2闪亮，冷水机工作在节能状态；

（2）按▼键会显示室温温度，6秒后恢复默认显示。（此时D1闪动，表明显示为室温。）

（3）▲▼键用于调整控制器显示状态，参数选择、调整。

（4）RST 键确定按键

（5）SET 键设定功能按键

2、恢复出厂设定

开机前，同时按下▲▼键不放然后开机，直至控制器显示rE。松开按键6秒后控制器进入正常的工作状态。这时控制器所有参数设定值均已恢复为出厂设定值。

3、报警功能

（1）报警显示：

报警时，出错的代码与水温会交替显示。

（2）暂停报警声：

在报警状态下按任何键均可暂停报警声响，但报警显示需等到报警条件消除后才停止。

4、温控器控制参数表

5、一般设定调整

按设定键（SET）进入用户设定状态，此时D1闪亮，表明控制器为参数设定状态

（1）智能模式下显示水温与气温的温差参数值（F1），

（2）恒温模式下显示设定水温的数值（F0）。

此时按▲▼键可修改设定值，修改数值后按下确认键（RST）后存盘退出，新参数生效。如按设定键（SET）则不保存参数退出设定状态，如20秒内无按键按下，不保存参数自动退出修改状态。

6、高级设定调整

（1）按住▲键不放，同时按设定键（SET）五秒至显示0，此时按▲键选择已设定密码（出厂设定为8），再按一下设定键（SET），如密码正确，显示转为F0，进入设定状态，D1闪亮，表明控制器为参数设定状态。如密码错误，则返回温度显示。

（2）进入设定状态后按▲键循环依次进入选择设定项目，按键▼则按反方向循环。选择所设项目后再按设定键（SET），进入下一层参数修改，显示原设定值，此时按▲▼键可修改参数值，再按设定键（SET），则返回上一层菜单设定项目。任何时候按确定键（RST），则保存修改的参数退出参数设定状态，返回温度显示，并按新参数运行。如20秒内无按键按下，控制器也会自动退出参数设定状态，并且不保存修改的参数。

注：1、在参数设定状态时，系统按原参数运行；

2、恒温控制模式时，水温由（F0）参数控制；

3、智能控制模式时，水温会根据气温变化自动调整。其温差由（F1）参数控制。

流量报警

激光冷水机流量报警与输出端口介绍

为了保证激光冷水机在冷却水循环出现异常情况时不影响设备的安全，激光冷水机特有低流量报警保护功能。

1、流量报警输出端口及接线示意图

2、循环冷却水流量报警原因与工作状态表

注：流量报警端口连接机内继电器一组常开、常闭触点。要求工作电流小于5A，工作电压小于300V。

高级控制参数调整案例：

（1）、案例一：智能温控模式控制冷却水温度。要求水温最高不超过31度，最低不低于25度，目标水温比气温低3度，在气温不变的情况下，水温波动不大于正负0.5度。当水温低于目标水温10度或者高于目标水温10度时报警。（即当气温在30.0度时，冷却水温在27.5度至26.5度之间，如气温变为30.5度，冷却水温在28.0度至27.0度之间。）

（2）、案例二：恒温模式控制冷却水温度。要求冷却水温度恒定在28度、水温波动不大于正负2度。水温超过正常水温5度即超高温报警，低于正常水温10度时即超低温报警。并且可以方便的通过用户设定在5至30度之间调整水温设定。

（3）、案例三：恒温模式控制冷却水温度。要求冷却水温度恒定在25度、水温波动不大于正负1度。水温超过30度即超高温报警，低于10度时，超低温报警。（即不管气温多少度，冷却水温恒定在24.0度至26.0度之间。）

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