لیزر صنعتی یک تجهیز پر قدرت بوده که جهت برش، جوشکاری، حکاکی و سایر وظایف دقیق را انجام می‌دهد. این تجهیزات پرتو های متمرکزی از نور ساطع می‌کنند که در حین این کار، مقادیر قابل توجهی از گرما تولید می‌شود. حفظ دمای پایدار در حین کارکرد لیزر صنعتی، برای دستیابی به پرتو های با کیفیت، ضروری است. در این مقاله به تعریف مختصر لیزر صنعتی، چیلر لیزر صنعتی، طریقه کار چیلر لیزر، انواع، مزایا و لزوم استفاده از چیلر لیزر می پردازیم.

چیلر لیزر صنعتی

        چیلر لیزر، نوعی چیلر صنعتی محسوب می‌شود. این نوع چیلر، به طور خاص برای کنترل و حفظ دقیق دمای لیزر به کار می‌رود. این چیلر ها در لیزر های صنعتی ای که دمای کاربری لیزر در کیفیت پرتو لیزر، دقت لیزر و طور عمر آن موثر است، استفاده می‌شوند.

        چیلر لیزر معمولا دارای ظرفیت خنک کنندگی قوی، مکانیزم های پیشرفته کنترل دما و ویژگی های خاص در ایمنی است. اطمینان از کارکرد صحیح چیلر لیزر، در طول عمر دستگاه لیزر بسیار حائز اهمیت است. بنابر این چیلر های لیزر باید بسیار دقیق و با پیشرفته ترین کنترل های ممکن ساخته شوند.

چیلر لیزر چگونه کار می‌کند؟

      چیلر لیزر با به جریان انداختن یک خنک کننده (معمولا آب) گرمای سورس لیزر را دفع می‌کند. در ادامه به توضیح مختصر این سیکل می‌پردازیم:

• جریان خنک کننده: چیلر لیزر توسط یک سیستم لوله کشی با سیکل بسته، که شامل رزوناتور لیزر و دیگر اجزای حیاتی مثل اپتیک ها و سورس لیزر، گرمای دستگاه لیزر را جذب می‌کند.
• جذب گرما: همانطور که گفته شد با جریان مایع خنک کننده در اجزای لیزر، گرمای به وجود آمده توسط لیزر، جذب می‌شود.
• خروج گرما: با جریان مایع خنک کننده( آب) این گرما توسط پمپ از سیستم خارج شده و آب گرم شده به سمت چیلر لیزر جریان پیدا می‌کند.
• فرایند سرمایش: درون چیلر، آب از درون یک مبدل حرارتی جریان پیدا کرده و توسط مکانیزم کاری چیلر، آب گرم خارج شده از لیزر، در اینجا خنک می‌شود.
• تکرار چرخه: در نهایت بعد از خنک شدن آب، این آب به سمت لیزر جریان مجدد پیدا کرده و مجددا گرمای لیزر و اجزای آن را حذف می‌کند. به این صورت چرخه خنک کنندگی لیزر توسط چیلر لیزر تکرار می‌شود.

چیلر های لیزر معمولا نوعی چیلر تراکمی محسوب می‌شوند. جهت مطالعه بیشتر در خصوص طرز کار چیلر تراکمی، به مجله ایران فریون مراجعه کنید.

چرا باید از چیلر لیزر استفاده کرد؟

• افزایش کیفیت پرتو لیزر و سازگاری بیشتر

        ثبات دمایی که توسط چیلر به ارمغان می‌آید به کیفیت پرتو کمک شایانی می‌کند. چیلر های لیزر موجب یک پرتو شارپ و دقیق با حداقل واگرایی پرتو می‌شوند. این کیفیت پرتو در کاربرد هایی که نیاز به دقت بالا و تکرار پذیری زیاد دارند، حیاتی است.

• افزایش طول عمر لیزر

        چیلر لیزر با جلوگیری از دمای بالا و داغ شدن بیش از حد و شوک حرارتی در لیزر، عمر دستگاه لیزر را افزایش می‌دهد. چیلر لیزر همچنین موجب کاهش پوشش در آینه ها، دیود های لیزر و دیگر اجزای حساس دستگاه لیزر می‌شوند. با استفاده از چیلر لیزر، زمان خرابی دستگاه ها کاهش پیدا کرده و هزینه های نگه داری کاهش پیدا می‌کند.

• افزایش راندمان و بهره وری

        کنترل دمای دستگاه لیزر توسط چیلر لیزر، راندمان بهره روی لیزر را افزایش می‌دهد. همچنین استفاده از چیلر لیزر در دستگاه لیزر موجب کاهش خرابی های دستگاه و کاهش نیاز به کالیبراسیون مجدد دستگاه می‌شود. این موارد موجب افزایش تولید در نتیجه قیمت نهایی پایین تر برای محصولات خروجی از دستگاه لیزر خواهد شد.

چه نوع لیزر هایی نیاز به چیلر دارند؟

        عمده انواع لیزر مورد استفاده در صنعت، پزشکی و کاربرد های علمی به چیلر لیزر نیاز دارند.

• چیلر لیزر CO2: عمدتا در برش، حکاکی و جوشکاری استفاده می‌شوند. لیزر های دی اکسید کربن در ظرفیت های بالا موجود بوده و گرمای قابل ملاحظه ای تولید می‌کنند. این چیلر ها به چیلر لیزر جهت کارکرد مداوم و بدون مشکل لیزر و همچنین تولید یک پرتو با کیفیت نیاز دارند.

• لیزر های جامد: این لیزر ها مانند لیزر های ان دی ( نئودمیوم) و لیزر های فایبر، در فرایند های تولید مواد استفاده می‌شوند. همچنین از این لیزر ها در کاربرد های پزشکی و علامت گذاری های مختلف استفاده می‌شود. این لیزر ها هم گرمای به خصوصی در حین کاربری تولید کرده و به یک خنک کن برای راندمان بیشتر و صحت از عملکرد دقیق و صحیح نیاز دارند. چیلر لیزر فایبر نیز یکی دیگر از انواع چیلر لیزر است.

• لیزر دیود: لیزر های دیود در کاربرد های متنوع به کار می‌روند. ارتباطات، پزشکی و فرایند های تولید مواد از جمله کاربرد های این نوع لیزر هستند. در حالی که این چیلر ها نسبت به دیگر انواع چیلر کوچک تر هستند، این نوع چیلر نیز نیاز به خنک کننده و چیلر لیزر دارد.

• لیزر اکسایمر: این نوع لیزر ها در تولید نیمه هادی ها، فتولیتوگرافی، و کاربرد های پزشکی به کار می‌روند. این نوع لیزر یک پرتو کوتاه موج نور فرابنفش تولید می‌کنند. این لیزر ها در انرژی های بالا کار می‌کنند و یک چیلر لیزر با کیفیت برای جلوگیری از افزایش دما و آسیب به لیزر نیاز دارند.

• لیزر دای: از این لیزر ها در طیف سنجی یا اسپکتروسکپی، تحقیقات علمی، و تشخصی های پزشکی استفاده می‌شود. این نوع لیزر نیز به چیلر لیزر نیاز دارد.

نحوه انتخاب چیلر لیزر

       در خصوص نحوه انتخابظرفیت چیلر لیزر باید به ظرفیت دستگاه لیزر به کیلووات و راندمان تبدیل فتوالکتریک لیزر توجه کرد. باید توجه داشت قدرت لیزر، با قدرت چیلر لیزر متفاوت خواهد بود. انتخاب جیلر لیزر با توان دقیقا مشابه توان لیزر اشتباه است. البته ممکن است برخی از استفاده کنندگان لیزر، با انتخاب چیلر لیزر به این روش، بدون مشکل از لیزر خود استفاده کنند. در پاسخ به این پارادوکس، باید گفت که توان لیزر ها و گرمای تولیدی‌ آنها در شرایط آزمایشگاهی و استاندارد و در حداکثر فشار کاری‌ آنها اندازه گیری می‌شود. برخی ممکن است با استفاده منقطع از لیزر، یا کاربردهای سبک تر حداکثر توان آن را استفاده نکرده و از چیلر های ضعیف تر نیز جواب بگیرند. در ادامه به نحوه نحواسبه چیلر لیزر مناسب دستگاه لیزر اشاره خواهیم کرد.

آسیب های انتخاب اشتباه چیلر لیزر

       در صورتی که چیلر لیزر اشتباه انتخاب شود، و ظرفیت سرمایی کافی برای خنک کردن سورس لیزر را نداشته باشد، کارکرد لیزر با اشکال مواجه خواهد شد. ارور های متوالی لیزر در فصل گرم سال در نتیجه اشتباه انتخاب و ظرفیت پایین چیلر لیزر است. انتخاب چیلر لیزر با ظرفیت پایین تر از حد مورد نیاز هم چنین موجب کاهش طول عمر کاری لیزر و همچنین چیلر لیزر شده و در کارکرد متوالی دستگاه اختلال ایجاد می‌کند. اگر چیلر لیزر بسیار بسیرا ضعیف تر از حد مورد نیاز انتخاب شود، در تمام فصول، ارور های متوالی لیزر مشاهده شده و همچنین در نهایت به لیزر آسیب فراوانی وارد می‌کند.

نحوه محاسبه چیلر لیزر

به طور مثال در نظر بگیرید یک دستگاه لیزر فیبر 12000 وات داریم. می‌خواهیم برای این دستگاه چیلر لیزر انتخاب کنیم. چیلر لیزر مناسب این دستگاه تقریبا 16.5 کیلووات ظرفیت سرمایی دارد. نحوه محاسبه چیلر لیزر بهه این صورت است که قدرت لیزر را ضرب در اختلاف 100 و راندمان لیزر تقسیم بر راندمان لیزر می‌کنیم. در این مثال ذکر شده، 100 منهای 42(راندمان لیزر) برابر با 58 است. حال 58 را تقسیم بر راندمان لیزر (42) می‌کنیم. حاصل این تقسیم 1.38 خواهد شد. اکنون توان لیزر را در 1.38 ضرب کرده و حاصل ضرب، مقدار گرمای تولیدی لیزر را نشان می‌دهد.

Laser output power * [（100%-42%）/42%] = Laser heat generation

        برای غلبه به این گرمای تولیدی، باید توان واقعی چیلر، بتواند به این میزان گرما غلبه کند. علاوه بر ظرفیت سرمایی چیلر لیزر، عوامل دیگری نیز در خرید چیلر لیزر مناسب دخیل هستند.

باید توجه داشت انتخاب چیلر لیزر با ظرفیت بسیار بالا نیز آسیب زننده است. این انتخاب علاوه بر هزینه اولیه بیشتر، منجر به هزینه های انرژی بالا و همچنین روشن و خاموش شدن های متوالی چیلر شده و هزینه های نگهداری و تعمیرات چیلر لیزر را افزایش می‌دهد.

اهمیت انتخاب پمپ در چیلر لیزر

در انتخاب چیلر مناسب لیزر، عمده توجه به ظرفیت سرمایی دستگاه می‌رود. پمپ مناسب ظرفیت دستگاه، از دیگر اجزای مهم در انتخاب چیلر لیزر است. تصور کنید ظرفیت سرمایی چیلر مناسب دستگاه لیزر بوده اما ضعف پمپ، مانع از برداشت گرما از لیزر و تبادل حرارت مناسب می‌شود. علاوه بر پمپ نامناسب، ذرات موجود در آب، کیفیت نامناسب آب، افت فشار زیاد در لوله کشی و استفاده از ضدیخ چیلر در زمستان نیز باعث کاهش دبی مناسب برای خنک کاری لیزر می‌شوند.

تصور کنید یک پمپ، با آب خاص سختی گیری شده فشار 5 بار را تامین می‌کند. این فشار آب می‌تواند دبی مناسبی را برای چیلر لیزری که پمپ بر روی آن نصب است تامین کند. حال اگر کیفیت آب نا مناسب باشد، باید فشار خروجی پمپ برای تامین دبی مناسب، 5.5 بار باشد، اگر با آب نامناسب سخت و ضدیخ چیلر، همین پمپ را راه اندازی کنیم، برای خنک کردن لیزر به فشار 6 بار نیاز داریم. بنابر این توجه به کیفیت آب و افزودنی های آن در چیلر لیزر بسیار مهم است. هد مناسب پمپ چیلر لیزر و دبی کم آن دقیقا مشابه انتخاب یک چیلر ضعیف برای دستگاه لیزر عمل می‌کند و منجر به خسارات مالی فراوانی خواهد شد.

نکات خرید چیلر لیزر

        در این خصوص در مقاله ای به نام نکات خرید چیلر صنعتی، در مجله ایران فریون توضیحات کاملی داده شده است. پیشنهاد می‌شود این مقاله را مطالعه کنید.

توجه به هوای ورودی به چیلر لیزر

       هوای ورودی به دستگاه، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مکانی که دستگاه در آن نصب شده باید ترجیحا از آلودگی های محیطی دستگاه لیزر به دور باشد. هوای ورودی ممناسب ظرفیت دستگاه باید تامین شده و قرارگیری دستگاه در فضای بسته محصور منجر به کاهش راندمان چیلر لیزر می‌شود.

قیمت و فروش چیلر لیزر

        با توجه به نکات گفته شده و لزوم استفاده از چیلر لیزر، به بحث خرید چیلر لیزر می‌رسیم. همانطور که در بخش نحوه انتخاب چیلر لیزر گفته شد، نکات بسیار زیادی جهت خرید چیلر لیزر وجود دارد. در این بین ممکن است به خرید چیلر لیزر دست دوم، خرید چیلر لیزر ایرانی و ... نیز فکر کنید. جهت مشاوه و دریافت قیمت چیلر لیزر با کارشناسان ما در تماس باشید.