深扒风冷手持焊机散热奥秘
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。
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双向热泵
Bidirectional heat pump
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：
? 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
? 冷凝器：将冷媒由气体冷凝变成液体，放出热量
? 蒸发器：将冷媒由液体蒸发变成气体，吸收热量。
? 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）。
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冷媒
Refrigerant
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：
物理特性
化学特性
蒸发压力高、潜热大：
蒸发压力低于大气压力时，空气易进入；蒸发潜热越大，使用越少的冷媒便可以吸收大量的热量
化学性质稳定：
保证冷媒在循环过程中不会发生分解
冷凝温度高、压力低：
冷凝温度越高，越容易冷凝，对周围环境要求越低；冷凝压力越低，表明用较低压力即可将冷媒液化，可节省能量消耗
无腐蚀性：
保证冷媒在循环过程中不腐蚀内部零部件
凝固温度低：
否则冷媒会冻结导致无法循环
无污染性：
对自然环境无害，不破坏臭氧层，不产生温室效应
气态冷媒的比容积小：
压缩机、气管体积可以减小
无毒性：
不会危害人员健康
液态冷媒的密度高：
液管可以减小体积
安全性：
不会在使用过程中发生爆炸、起火等事故
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制冷原理
Refrigeration principle
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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
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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
Heating principle
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。
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结语
END
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。
图 | 络（侵删）
来自联盟单位光惠激光，江苏激光联盟陈长军转载
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