Рубрика:

Отличия систем охлаждения лазерных аппаратов, преимущества и недостатки

При выборе косметологического аппарата важно знать отличия систем охлаждения лазерных аппаратов. Во многих лазерных аппаратах необходимо менять фильтры каждые 6 месяцев, а также заменять дистиллированную воду ежемесячно. Иногда этот фактор вызывает сомнения, и некоторые косметологи рассматривают оборудование с системой охлаждения на фреоне. При этом, они руководствуются тем, что такой аппарат не надо обслуживать. В этой статье мы разберем эту тему более подробно, чтобы выделить отличия систем охлаждения лазерных аппаратов, преимущества и недостатки.

Классическая структура компоновки

Рассмотрим диодный стек, в конструкцию которой входят четыре важных компонента: микроканальный охладитель (МКО), лазерный бар, катодная пластина и изолятор (см.рис.15). Тепло в основном рассеивается через охладитель МКО. Чтобы улучшить производительность лазерной решетки с МКО, крайне важно оптимизировать конструкцию сложной структуры МКО.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вертикальные стеки с жидкостным охлаждением

Преимущество этой структуры заключается в возможности масштабировать мощность вертикальных стеков путем объединения многочисленных баров по вертикали. Качество луча вертикальных стеков лазеров вдоль медленной оси остается таким же, как у классической лазерной линейки. Технология компоновки постоянно совершенствуется и количество лазерных стержней в вертикальном стеке лазера может составлять до 70–80 бар, а максимальная выходная мощность вертикального стека лазера составляет от нескольких сотен ватт до десятков тысяч ватт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Микроканальные и макроканальные системы охлаждения

Все мощные сборки диодных лазеров, применяемых в аппаратах для лазерной эпиляции, с любой системой охлаждения, микроканальной или макроканальной, охлаждаются только жидкостью. Отличия систем охлаждения лазерных аппаратов в заливаемой жидкости — вода или фреон и пр.

Микроканальная система

Микроканальная система охлаждения диодного лазера весьма эффективно отводит тепло из его рабочей зоны. Охлаждающая жидкость циркулирует в непосредственной близости от рабочей зоны лазерного излучателя. Конструктивная особенность этой системы охлаждения накладывает повышенные требования к качеству и чистоте охлаждающей жидкости.

В качестве охлаждающей жидкости производитель рекомендует только дистиллированную или деионизированную воду. Использование других жидкостей в системе охлаждения не рекомендуется. Для поддержания надлежащего качества охлаждающей жидкости, производитель рекомендует использовать специальные фильтры состоящие из двух картриджей.

Периодичность замены охлаждающей жидкости — 1 раз в месяц.

Срок службы фильтра — 6 месяцев.

Макроканальная система

Макроканальная система охлаждения не столь эффективна. Жидкость циркулирует в «теле» лазерного излучателя. Как правило, она применяется для VCSEL излучателей. Недостатком излучателей изготовленных по технологии VCSEL применяемых в аппаратах для лазерной эпиляции является их большая площадь, относительно DFB-лазеров при той же излучаемой мощности. Для создания необходимой плотности энергии на выходе, используется призма, которая собирает лазерные лучи каждой из многочисленных «матриц» в единый пучок. Она имеет сравнительно большой вес и габариты, что отрицательно сказывается на эргономичности манипулы (размер манипулы, вес, следовательно увеличивается нагрузка на кисть оператора).

Для излучателей с макроканальной системой охлаждения возможно применение антифризов. Это смесь дистиллированной воды и этилен или пропиленгликоля в соотношении 1/3. Температура замерзания такого раствора будет где то -18 ºС. Нам такая температура ни к чему. Убедитесь в этом, прочитав статью «Охлаждение диодного лазера для эпиляции: почему лёд или иней на манипуле — это плохо?»

Температурный режим эксплуатации аппарата не допускает отрицательных температур. Системам, в которых залит антифриз, требуется ежегодное обслуживание или хотя бы проверка состояния антифриза.

При длительной эксплуатации водных растворов этиленгликоля, он постепенно окисляется кислородом воздуха, что приводит к накапливанию в нем различных химических соединений, среди которых имеются и органические кислоты — гликолевая, глиоксалевая, щавелевая и пр., которые понижают рН раствора — подкисляют его.

Отличия систем охлаждения лазерных аппаратов

Мы разобрались, что для охлаждения диодных лазерных излучателей возможно использовать разные жидкости (в зависимости от исполнения лазерного излучателя). Системы охлаждения заполненные дистиллированной водой требуют более частого обслуживания. При этом стоимость дистиллированной воды значительно ниже растворов на основе этилен/пропиленгликоля, требующих не менее пристального внимания.

Все работы по обслуживанию системы охлаждения заполненной дистиллированной водой, оператор может выполнять самостоятельно. Для обслуживание системы охлаждения заполненной антифризом (проверка состояния антифриза или его замена с промывкой системы охлаждения), необходимо привлекать специалистов, что влечёт за собой повышенные финансовые затраты.

Итак, дистиллированная вода или антифриз поглощают тепло, генерируемое лазерным излучателем. Но чем то надо охлаждать и жидкость. Существует несколько технических решений для охлаждения жидкости в аппаратах для лазерной эпиляции.

В основном используются три типа: радиатор специальной конструкции, термоэлектрический охладитель, компрессорная система охлаждения.

Радиатор специальной конструкции, обдуваемый вентилятором

Радиатор — это трубчатый теплообменник (трубки изготовлены из нержавеющей стали) с медным оребрением.

К преимуществам этой системы можно отнести:

  • простота конструкции;
  • надёжность и огромный ресурс, который зачастую ограничен только ресурсом вентилятора;
  • обслуживание системы не требует специальных знаний: обслуживание можно выполнить самостоятельно, что позволит снизить финансовые затраты на обслуживание аппарата.

Недостатки:

  • шум, создаваемый воздухом проходящим через рёбра радиатора;
  • зависимость системы охлаждения от температуры окружающей среды: при высокой температуре воздуха в помещении снижается ее эффективность (соответствии с санитарно-эпидемиологическими нормами, температура в кабинете должна быть 24⁰С).

Термоэлектрический охладитель

В качестве устройства генерирующего холод используются термоэлектрические элементы Пельтье. Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье, т.е. возникновении разности температур при протекании электрического тока. Электрический ток протекает последовательно через все полупроводниковые элементы. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Надо понимать, что термоэлектрический модуль Пельтье снижает температуру одной стороны, относительно другой. То есть, чтобы холодная сторона имела низкую температуру, необходимо эффективно отводить тепло от его горячей поверхности. Система охлаждения жидкости выглядит следующим образом: тепло от «горячей стороны элемента Пельтье отводится при помощи пластинчатого радиатора, обдуваемого двумя вентиляторами, а холодная сторона элемента Пельтье контактирует с теплообменником в котором циркулирует охлаждающая жидкость.

К достоинствам термоэлектрического охладителя можно отнести:

  • способность поддерживать температуру охлаждающей жидкости ниже температуры окружающей среды;
  • компактные размеры;
  • относительно невысокий уровень шума.

Недостатки:

  • низкий КПД;
  • необходимость в мощном источнике питания;
  • ограниченное число циклов «старт — стоп»;
  • высокая стоимость.

Компрессорная система охлаждения

В качестве устройства генерирующего холод используются компрессорная установка. Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин. В них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется. Испаритель совмещается с теплообменным устройством, в котором и охлаждается жидкость, которая в свою очередь поглощает тепло генерируемое лазерным излучателем.

К достоинствам компрессорного охладителя можно отнести:

  • способность поддерживать температуру охлаждающей жидкости ниже температуры окружающей среды;
  • невысокий уровень шума.

Недостатки:

  • более высокая стоимость установки, чем у описанных выше;
  • необходимость периодического обслуживания с привлечением специалистов для дозаправки или полной замены хладагента;
  • высокая стоимость ремонта или замены компрессорной установки, в случае выхода ее из строя.

Заключение

Все вышеперечисленные установки для охлаждения жидкости эффективны. Каждая имеет свои отличия систем охлаждения лазерных аппаратов, достоинства и недостатки. Их объединяет одно — они предназначены для охлаждения жидкости, которая поглощает тепло выделяемое лазерным излучателем во время работы.

Рекомендуемая жидкость для охлаждения лазерных излучателей — дистиллированная или деионизированная вода, которая требует замены не реже 1 раза в месяц.

Производители лазерных излучателей (за исключением макроканальных) рекомендуют использовать фильтры, для поддержания качества дистиллированной воды.

Все без исключения системы охлаждения нуждаются в обслуживании, вне зависимости от их конструкции.

Автор статьи:

Яценко Максим
Руководитель сервисной службы

Редактор блога:

Гюзель Баталова
Авторские права принадлежат ООО "ТД Бьюти Системс".
Копирование материалов запрещено!

Оформить подписку

Нажимая кнопку "Отправить" Вы даёте согласие на обработку своих персональных даных в соответствии с Федеральным законом №152-Ф3 “О персональных данных” и принимаете условия Пользовательского соглашения

Понравилась статья:

Поделиться статьей: