Сделай сам: фреоновый чиллер из кондиционера. Тосол в лазерной трубке


фреоновый чиллер из кондиционера / Песочница / Хабрахабр

Идея переделки системы охлаждения лазерного станка витала в голове уже давно, но, как водится, руки за головой не поспевают. Первоначально работу по охлаждению «трубы» (лазерного излучателя) выполнял простенький китайский чиллер, точь-в-точь как на картинке.

Устроен он банально и просто: жидкость проходит через радиатор из алюминиевой трубки, который, в свою очередь, продувается вентилятором. Само собой, ни о какой стабильности температуры или о запасе мощности не может быть и речи. Летом в пару к нему был куплен обычный оконный кондиционер, который просто охлаждал воздух, подаваемый в чиллер. Решение было временное, но, как известно, нет ничего более постоянного, чем что-то временное.

Последней каплей послужил апгрейд станка на более мощную «трубу», которой требовалось уже более серьезное охлаждение. Первоначально выбор пал на китайский фреоновый чиллер, но сроки доставки и стоимость оказались выше ожидаемых, поэтому было решено модифицировать то, что есть. Требования к системе предъявлялись следующие:

• Стабильное поддержание температуры в диапазоне +8 … +14 С • Автономность • Возможность работы в режиме 24\7 • Меньший по сравнению с текущей системой расход электроэнергии

Самое простое, что можно было придумать – это погрузить холодную часть кондиционера в жидкость, непосредственно охлаждающую «трубу», что, в конечном счете, и было сделано.

Разобрали оба устройства, да так лихо, что забыли это сфотографировать. Из кондиционера был удален внешний корпус, крыльчатка вентилятора, продувающего холодную часть, утеплитель и пара жестяных стенок. Из чиллера достали всю электрику и расширительный бачок.

Резервуар под холодную часть решено было сделать из ПВХ 6мм толщиной, так как пластик был в избытке, он прекрасно режется как фрезером, так и простым ножом. И его легко клеить. Кроме того, не хотелось разбирать фреоновую часть кондиционера — пришлось бы заново опрессовывать трубки, заправлять и т.д. Резервуар клеили почти по месту, получилась прямоугольная коробка 360х300х90мм, которую соединили с расширительным бачком при помощи двух штуцеров, посаженных на герметик, и шланга.

(извиняюсь за качество фото — под руками был только старенький iPhone)

Приклеили верхнюю крышку резервуара с болтом в качестве заглушки газоотводного отверстия (на фото отсутствует)

Подключили помпу, индикаторы работы и аварийную сигнализацию от старого чиллера, заправили систему (в качестве хладагента использовали тосол), включили кондиционер в режим «холодим до победного». Довольно скоро градусник показал +5 градусов.

Еще через некоторое время температура опустилась до -2 и продолжала падать. На этом тесты решено было прекратить и поработать уже над визуальной составляющей устройства. Из куска тонкого пластика изготовили лицевую панель и верхнюю крышку, воздухозаборное отверстие закрыли сеточкой, сделали тепловую изоляцию трубок.

Russian interface

Затем настал черед передней стенки (с воздухозаборником, закрытым сеточкой и окошком) и тепловой изоляции обоих сосудов.

Терморезистор кондиционера был не изящно приклеен на один из шлангов при помощи синей изоленты.

Что получили в итоге:

Плюсы+ температура не поднимается выше +14 градусов, не опускается ниже точки росы+ кондиционер работает в режиме автоподдержания температуры и холодит примерно 5 мин, следующее включение наступает только через час-полтора (заявленная мощность кондиционера 2500 Вт)+ дешево (примерные цены чуть ниже)

Минусы- общая топорность решения- колхозный внешний вид- термосенсор от кондиционера правильнее было бы разместить внутри расширительного бачка, немного модифицировать схему, откалибровав ее, скажем, на +12 градусов. К сожалению, я откровенно слаб в электронике и слабо представляю себе как это сделать.

Чиллер успешно работает уже второй месяц, не течет, холодит, держит температуру. Словом, делает то, что должен делать.

Материалы и цены:

• оконный кондиционер — достался нам за 2000р • пульт для кондиционера универсальный — примерно 300р • тосол (30л) — 1500р • помпа — 600р • градусник, провода, реле, датчики — 500р • пластик, клей, штуцеры, стяжки, синяя изолента — 1000р

Итого примерно 6000р. Согласитесь, приятная сумма, особенно для холодильника такой мощности.

habrahabr.ru

Чем «заправлять» чиллер? | | Мир Станков

Особое место в компаниях, которые занимаются обработкой различных материалов, занимает лазерное оборудование. Благодаря относительно небольшой стоимости, высокой производительности, простоте в эксплуатации и качеству выполняемой работы (резка, гравировка) лазерные станки с ЧПУ произвели фурор в самых разных сферах промышленности. Современные электронные и механические комплектующие и постоянное их усовершенствование позволяют лазерному оборудованию выполнять сложнейшие операции в обработке и изготовлении различных деталей, из многих материалов (пластики, дерево, стекло, ткань, кожа, бумага, камень и др.). Простота в управлении позволяет быструю перенастройку оборудования, а также небольшое время на формирование необходимых навыков у персонала для работы с оборудованием.

Лазерная обработка материалов известна высоким качеством реза, который может иметь минимально возможную толщину. Кроме того, лазерная резка бесконтактна, то есть — контакта между режущим инструментом и заготовкой нет, а лазерный луч воздействует на материал только в зоне реза. Этот факт обеспечивает сохранение первичного вида и формы заготовки и делает возможным обработку самых хрупких материалов. Процесс работы лазера почти бесшумен, что позволяет использовать это оборудование в офисных помещениях.

Все вышеперечисленные качества возможны благодаря характерным особенностям строения оптической системы. В простых и самых распространённых моделях лазерных станков, генерация лазерного излучения осуществляется в активной газовой среде (смесь углекислого газа с гелием и азотом) — такие лазеры называются газовыми или СО2. Несмотря на простоту, газовые лазеры обладают устойчивыми характеристиками излучения и высокой продуктивностью, что обеспечивает небольшую стоимость выполняемых работ.

Но, как и у всего, лазерное оборудование имеет определенные нюансы работы. Прежде всего, это повышенная теплоотдача, которая сопровождает процесс работы лазерного оборудования. Одним из главных сильно нагревающихся элементов, является лазерная трубка. Кроме того, повышение температурного режима работы лазерной трубки всего на 5-10°С приведет к существенному понижению ее гарантийного срока эксплуатации. По этой причине, большое внимание уделяется проблеме охлаждения и обеспечению оптимального температурного режима работы лазерного оборудования.

Охлаждающая система лазерной трубки основана на жидкостном охлаждении. Теплоносителем, как правило, является вода, которая проходя через специальные емкости в строении лазерной трубки ее охлаждает. Накачку жидкости выполняет электрический насос, размещенный на дне резервуара заполненного водой. Резервуар с водой также является и теплообменником – нагретая жидкость из лазерной трубки стекает назад в резервуар и, перемешиваясь с холодной водой охлаждается. Конструкция охладителей довольно проста, но для поддержания оптимальной для работы температуры (18-20°С) объём воды в резервуаре должен быть около 100 литров, учитывая расчет прогона воды сквозь трубку, как минимум — 5-7 литров в минуту. Соответственно, такого объёма резервуар должен занимать немало места, что вызывает определенные трудности при размещении.

Решить такую проблему помогают специальные устройства – чиллеры. Чиллер одновременно является и резервуаром для жидкости и насосом. Конструкция чиллеров предусматривает наличие радиатора с системой активного охлаждения, которая позволяет снизить количество нужной для охлаждения жидкости до семи литров. Кроме того, встроенные температурные датчики с блоком управления делают возможным изменение и автоматическое поддержание необходимой температуры охлаждающей жидкости.

Для удешевления и облегчения работы системы охлаждения допускается в качестве теплоносителя использование обыкновенной водопроводной воды. Вода имеет отличные теплоемкостные и теплопроводные характеристики, которые полностью оправдывают воду как теплоноситель. Однако вода является и хорошей средой для развития различных микроорганизмов. Быстрое развитие микрофлоры в воде приводит к образованию слизи, которая оседает на внутренних частях трубки и способствует ухудшению ее терморегуляции или даже полной поломки чиллера.

Для недопущения таких ситуаций, рекомендуется частая замена воды в системе, что требует некоторого времени или замена воды внутри системы на антифриз. Антифриз это общее название охладительных жидкостей, чаще всего используемых в двигателях внутреннего сгорания. Основой антифриза могут быть растворы припиленгликоля, этиленгликоля или глицерина в воде. Для использования в чиллере лучше всего подходит антифриз на основе этиленгликоля, так как он очень токсичен и не способствует размножению микроорганизмов. Кроме того, антифриз на этиленгликоле имеет значительно меньшую стоимость, чем, например, нетоксичный пропиленгликолевый раствор. Использование антифриза дает возможность чиллеру работать без замены и добавления жидкости в течение целого года или даже больше. Главным условием перехода работы чилера с воды на антифриз будет обработка системы охлаждения после слива воды специализированными растворами для промывки, которые удалят из системы образовавшуюся накипь, бионалет и другие осадки.

Стоить заметить, что для использования в чиллерах подходит только чистый антифриз — не тосол! Тосол в своем составе имеет разнообразные присадки, которые адаптируют раствор для жестких условий работы двигателей, а вот для чиллера эти присадки будут небезопасны. Использование тосола в чиллере может привести к неприятным и часто недешевым поломкам оборудования или его частей.

www.mirstankov.com

Влияние температуры охлаждающей жидкости на параметры работы лазерной трубки станка с ЧПУ

Лазерные станки с ЧПУ обеспечивают отличное качество резки и гравировки заготовок из самых разных материалов. Однако при очень низкой удельной стоимости обработки для газовых лазеров (именно такие лазерные трубки используются в недорогих моделях станков) их существенным недостатком является повышенное тепловыделение.Температура лазерной трубки напрямую влияет на стабильность генерируемого ею излучения и общую продолжительность работы (ресурс). Чем выше рабочая температура трубки, тем меньше её ресурс. Поскольку лазерные трубки относятся к категории «расходных материалов», их замена требует финансовых затрат. Следовательно, значительное падение ресурса приведёт к необходимости более частой замены лазерной трубки, что обязательно скажется на уменьшении общей прибыли предприятия.Практикой доказано, что мероприятия по снижению температуры лазерной трубки благоприятно сказываются на продлении её рабочего ресурса. Нормальной рабочей температурой считается 20-23 °С. Хотя в любом случае температура трубки не должна превышать 30 °С, иначе её ресурс сократиться почти вдвое!Принудительное охлаждение лазерной трубкиЛюбая модель лазерного станка с ЧПУ оснащена системой охлаждения. Стеклянная колба лазерной трубки имеет двойные стенки («колба в колбе»), полость между которыми используется для прокачки охлаждающей жидкости. Подачу жидкости осуществляет водяной насос. Система имеет бак для хранения жидкости (и одновременно её охлаждения – путём смешения с основной массой холодной воды в баке) и соединительные магистрали (подающую – от насоса к лазерной трубке, и сливную – от лазерной трубки обратно в бак).В целом, такая несложная система обеспечивает приемлемое рассеивание тепла и позволяет поддерживать стабильную температуру лазерной трубки в рамках рабочего диапазона. Однако проблемы могут возникнуть тогда, когда повышается загрузка лазерного станка. К примеру, гравировка небольшой заготовки может протекать без перегрева трубки. А вот сквозная резка толстых плит, да ещё в течение всей смены без остановки станка, уже потребует значительной интенсивности рассеивания избыточного тепла охлаждающей системой!Следует отметить, что способность рассеивать тепло для различных систем охлаждения сильно разниться. Так называемая «пассивная система охлаждения» удаляет избытки тепла простым смешением жидкости из лазерной трубки с основной массой запаса воды в ёмкости (и/или её естественным остыванием на воздухе). При перегреве жидкости от оператора станка требуется либо остановка процесса обработки и выжидание пока вся жидкость охладиться, либо долив в бак холодной воды (с визуальным контролем температуры).Этот процесс достаточно трудоёмкий и неудобный. Более продуктивным является использование чиллера – специального радиатора с активным охлаждением (и автоматическим контролем и поддержанием рабочей температуры жидкости). В принципе чиллер позволяет устанавливать и с высокой точностью поддерживать любую температуру (из диапазона его рабочих значений) – независимо от нагрузки на лазерный станок и, следовательно, нагрева жидкости на выходе из лазерной трубки.А если «уйти в минус»?Возможность поддержания (безразлично каким способом) заданной температуры жидкости в системе охлаждения лазерного станка открывает заманчивые перспективы. Что если работать со «сверхнизкими» температурами (ближе к нулю), или даже отрицательными? (к примеру, использование раствора этиленгликоля вместе воды поможет избежать его замерзания и/или появления кристаллов при низких температурах)Идея понижения рабочей температуры лазерной трубки хорошо известна. Доказано значительное повышение мощности и стабильности излучения газового лазера при его значительном охлаждении. Опыты с лазерными трубками советского производства позволяли увеличить мощность излучения с 20 Вт (для отслуживший срок трубки) до более чем 100 Вт (!) при понижении рабочей температуры с +20 °С до -15 °С.Однако в конструкции таких трубок присутствовала механическая отвязка оптического резонатора. Этого нет у стеклянных СО2-трубок китайского производства (основного источника лазерного излучения для большинства моделей станков с ЧПУ). Но принципиально суть остаётся прежней – физическая закономерность увеличения мощности при понижении рабочей температуры лазерной трубки является доказанной. К тому же отрицательные температуры замедляют дегенерацию активной газовой среды, запаянной в трубке, что значительно повышает общий ресурс агрегата в целом.Эксперименты с лазерным станкомПовышение ресурса лазерной трубки для обычного станка, используемого в коммерческих целях (к примеру, для производства рекламных материалов), безусловно, является желательным эффектом. Но достижимо ли оно за счёт понижения температуры охлаждающей жидкости ниже нуля?На практике существенное снижение температуры жидкости достигалось при использовании самодельных систем, в которых активным охладителем служит холодильник, в который помещён теплообменник. Сквозь этот теплообменник пропускается жидкость из системы охлаждения лазерного станка (для этого в стенке холодильника предусмотрены специальные отверстия под отводящий и подающий шланги). За счёт интенсивного охлаждения температуру жидкости можно опустить до +5-10 °С.Работа лазерного станка с такой системой охлаждения наблюдалась в течение длительного периода (от полугода). Было отмечено повышение качества гравировки изделий, увеличение мощности уже не новой лазерной трубки (по косвенным признакам – приходилось снижать мощность обработки для многократно опробованных условий и материалов). Скорость процесса обработки заготовок также увеличивалась. И не менялась на протяжении длительного времени – что свидетельствует о повышении общей стабильности излучения, генерируемого лазерной трубкой.Проблемы дальнейшего охлажденияОднако работа с отрицательными температурами для большинства моделей лазерных станков с ЧПУ всё же оказывается невозможной.Во-первых, не каждый источник охлаждения сможет обеспечить понижение рабочей температуры охлаждающей жидкости ниже нуля. Если даже такое охлаждение будет возможно, затраты энергии наверняка перекроют возможный положительный эффект.Во-вторых, сама конструкция стеклянных лазерных трубок китайского производства не допускает значительного охлаждения без отрицательного влияния температуры на оптический резонатор.В-третьих, повышение мощности трубки при её охлаждении требует больших расходов энергии от питающего трубку «блока розжига». А повышение нагрузки на него вполне может вызвать пробой электрических компонентов – с риском ощутимого взрыва блока!И в-четвертых, понижение температуры трубки при определённом давлении и влажности в рабочем помещении может вызвать образование конденсата (при достижении точки росы для данных условий), что негативно скажется на отражающей способности зеркал лазерного станка и нарушит его юстировку. Конечно, для удаления конденсата можно сконструировать автономную систему подогрева зеркал оптической системы. Но будет ли оправдана столь серьёзная модификация компактного и в целом недорогого лазерного станка с ЧПУ?..Таким образом, эксперименты с охлаждением лазерной трубки нельзя доводить до крайностей. Если речь идёт о коммерческом использовании, гораздо важнее позаботиться о стабильном температурном режиме системы охлаждения (нагрев воды не выше 17-23 °С при любых режимах и продолжительности эксплуатации лазерного станка с ЧПУ в течение смены).

infolaser.ru

Как продлить ресурс службы лазерных трубок

У одних пользователей одна и та же лазерная трубка служит 3 года, а у других 3 месяца. Почему так бывает, и как продлить ресурс лазерной трубки?

Заявленный ресурс трубок лазерных граверов

Ресурс лазерных трубок для лазерных граверов, заявляемый производителями, справедлив для практически идеальных условий – ток не выше 23мА, или не более 40-50% от максимальной мощности, водяное охлаждение 10 литров/мин, температура воды 10 °С. Такие условия можно реализовать занимаясь гравировкой, поэтому у клиентов, кто занимается гравировкой, трубки действительно служат по несколько лет, но если нужно заниматься резкой, то многие пользователи выкручивают мощность под 90-100%, чтобы увеличить скорость резки, или прорезать материал в 1 проход, а это серьёзно укорачивает срок жизни лазерной трубки лазерного гравера.

Охлаждение лазерных трубок

Обеспечьте качественное охлаждение, соответствующее мощности лазерной трубки – желательно фреоновый чиллер от CW5200, чтобы не зависеть от температуры окружающей среды и обеспечить точный контроль температуры и потока воды. Рабочую температуру на чиллере устанавливают 18°С. Следует понимать, что эта температура замеряется внутри водяной емкости чиллера, и справедлива в случае исправной попмы. Если помпа неисправна, то чиллер подаст звуковой сигнал и сообщит о необходимости ее замены. Эксплуатировать трубку, при неисправной помпе чиллера – нельзя. Но если вы используете не чиллер, а простую водяную помпу и по причине износа она не обеспечит заявленную производительность литров в минуту, то вы не сможете об этом узнать, а температура в лазерной трубке будет значительно выше температуры в емкости с водой. Эксплуатация в таком режиме быстро выведет трубку из строя.

Никогда не заливайте в чистом виде антифриз или тосол. Во-первых, из-за большей вязкости чем вода - быстро изнашивается помпа, а датчик потока воды становится во всегда рабочее положение. Даже если помпа вышла из строя или охлаждающая жидкость не циркулирует, то неправильно работающий датчик потока воды разрешит включит станок, и трубка сгорит на первом же рабочем задании. Во-вторых, тосол агрессивная жидкость которая со временем разъедает даже перегородки крышки клапанов в авто, и тем более тосол быстро выведет из строя чиллер. Заливайте в чиллер только дистиллированную воду, и чтобы вода не зацвела допускается добавить красный или зеленый антифриз 100-150 гр. на 10 л воды.

Рекомендованный режим работы

Старайтесь подбирать лазерную трубку лазерного гравера под свои задачи с запасом мощности, чтобы осуществлять гравировку или резку на 70-80%, такой режим работы конечно чуть сократит ресурс лазерной трубки относительно заявленной, но зато можно существенно сэкономить на менее мощной лазерной трубке. А если подобрать лазерную трубку, чтобы работать на ней на 50-60% мощности, то это условие продлит ресурс лазерной трубки до заявленной. Когда лазерная трубка начинает садиться и резать хуже – желательно уменьшать скорость резки, а не повышать мощность. Эксплуатация на 90-100% мощности резко и в разы сокращает ресурс лазерных трубок, не эксплуатируйте лазерные трубки на максимальной мощности.

Выбор лазерных трубок

Купить лазерную трубку на замену севшей лучше всего в компании САЙН СЕРВИС, потому что мы поставляем лазерные трубки для лазерных граверов от ведущих производителей, во первых это бесспорный лидер отрасли - лазерные трубки RECI, ресурс службы которых составляет до 10000 часов, подтвержденные многочисленными пользователями на практике:
  • Трубка для лазера CO2 Reci W2 90W (Пиковая 100W) 1200мм/80мм

  • Трубка для лазера CO2 Reci W4 100W (Пиковая 130W) 1400мм/80мм

  • Трубка для лазера CO2 Reci W6 130W (Пиковая 160W) 1650мм/80мм

  • Трубка для лазера CO2 Reci W8 150W (Пиковая 180W) 1850мм/90мм

Также в ассортименте представлены лазерные трубки производителя SPT, эти лазерные трубки выпускаются меньших мощностей до 80Вт, обладают меньшим сроком службы до 3000 часов, но качественно выполнены, например провода припаяны к электродам лазерной трубки уже на заводе, металлический наконечник защищает полупрозрачное зеркало от перегрева, осуществляется контроль качества и уровня мощности - каждой лазерной трубки:
  • Трубка для лазера CO2 SPT 40W 730мм/50мм

  • Трубка для лазера CO2 SPT 50W 1050мм/50мм

  • Трубка для лазера CO2 SPT 60W 1250 мм/55мм

  • Трубка для лазера CO2 SPT 80W 1200мм/80мм

  • Трубка для лазера CO2 SPT 80W 1600мм/60мм

А также металлические лазерные трубки мощностью более 200Вт, например:
  • Трубка для лазера CO2 EFR F-220-III 260W 1875мм/130мм/163мм 

© 2017 САЙН СЕРВИС. Все права защищены.

Любое копирование информации с сайта sign-service.ru должно производится со ссылкой на источник и с согласия администрации ресурса.

Возврат к списку

sign-service.ru


Смотрите также