Я квадриплегический. Можно ли включить мой вентилятор увлажнителя с батареей?

Я - абсолютный новичок в области электротехники, и поэтому я надеюсь, что ваш опыт поможет мне в правильном направлении. Я знаю, что это необычный пост для этого форума, поэтому я заранее благодарю вас за ваше внимание.

Во-первых, позвольте мне привести некоторый контекст к моему вопросу. Я квадриплегический, и я использую вентилятор для поддержки своего дыхания. Установка вентилятора включает увлажнитель, чтобы мои легкие были влажными. В моей конкретной ситуации я не могу быть без увлажнения в течение какого-либо значительного периода времени. Я использую нагретую проволоку с увлажнителем, который уменьшает конденсацию в трубке вентилятора. И вентилятор, и увлажнитель прикреплены к моему инвалидному креслу, и у каждого есть свои силовые шнуры. Вентилятор также имеет свой собственный аккумуляторный компонент, но увлажнитель не работает. Как вы можете себе представить, необходимость подключения к розетке сильно ограничивает мою мобильность.

Учитывая все это, я бы хотел, чтобы у меня был увлажнитель с батарейным блоком какого-то типа, хотя я не знаю, как и если это возможно. С достижениями в области аккумуляторных технологий я бы хотел подумать, что это возможно. Моя первоначальная идея заключалась в том, чтобы связать батареи, которые питают мое кресло-коляску, но люди, которые обслуживают мой стул, сказали мне, что эти батареи быстро истощаются из увлажнителя.

Ниже приведены электрические характеристики увлажнителя, а также несколько других изображений:

спецификация электричества увлажнителя

Увлажнитель 1

Увлажнитель 2

Итак, я думаю, у меня есть несколько вопросов. Где бы вы начали, если вам нужно было решить эту проблему? Какую емкость аккумулятора мне понадобится, чтобы запустить увлажнитель в течение нескольких часов? Является ли такая батарея легко доступной или она должна быть специально разработана для этой цели? Может ли соединение быть заземлено? Есть ли другие проблемы, которые я могу игнорировать?

Я был бы очень благодарен за любые знания, которые вы могли бы поделиться со мной.

Большое спасибо, Дэвид

65 голосов | спросил starbucksguy 17 MarpmTue, 17 Mar 2015 22:48:35 +03002015-03-17T22:48:35+03:0010 2015, 22:48:35

12 ответов


36

У моей жены есть HC-150, которая меньше вашей, потому что она использует ее только ночью. Однако, как сказал Олин, меньшая единица может быть вариантом, если вам нужно всего лишь несколько часов.

В других ответах говорилось о пиковых значениях тока, но для аккумулятора важны ток средний . Единица моей жены достигает 90 Вт, но работает только около 33% рабочего цикла при холодном запуске и намного меньше, чем когда-то разогревалась, что означает среднее энергопотребление до 30 Вт. Она легко запускает как свой увлажнитель, так и CPAP из одной морской батареи глубокого цикла в течение 9 часов в лагерях. Это тяжело, но не так тяжело, что вы не могли установить его на инвалидное кресло.

Лучший способ узнать фактическое среднее потребление энергии - получить kill-a-watt и измерить в течение нескольких часов при типичных условиях. Или просто возьмите экспериментальный подход, купите аккумулятор и самый эффективный инвертор, который вы можете себе позволить, и посмотрите, как долго он длится, пока вы в безопасности дома. Вероятно, вам также нужен какой-то индикатор уровня, чтобы вы не выходили слишком далеко.

Обратите внимание, что максимальная мощность по-прежнему важна при выборе вашего инвертора, поскольку она должна иметь возможность обрабатывать эту мощность, а также некоторый запас для эффективности и ошибки, даже если они предназначены для коротких всплесков.

Что-то еще, чтобы рассмотреть, хотите ли вы этого для перемещения по собственному дому, может быть какая-то станция для стыковки /зарядки, поэтому, когда вы переезжаете в новую комнату, вы можете отключить и поменять себя. Найдите зарядку для роботов для некоторых идей.

У моей дочери есть церебральный паралич, и я знаю, насколько важна ее мобильность. Желаю вам удачи в поиске хорошего решения.

ответил Karl Bielefeldt 18 MaramWed, 18 Mar 2015 03:03:36 +03002015-03-18T03:03:36+03:0003 2015, 03:03:36
26

Основная проблема заключается в том, что этот увлажнитель нуждается в большой мощности. В зависимости от спецификаций вам нужно 184 Вт в худшем случае, так скажем 210 Вт в инвертор. Предположим, он должен выдерживать это в течение 2 часов, так что это 1,5 МДж. Пока это всего лишь базовая физика, никакая умная электроника не может обойтись.

Положим 1,5 МДж в перспективу автомобильной батареи. 210 Вт при 12 В требует 17,5 А. В течение двух часов это 35 Ач, но вы не можете полностью разрядить такую ​​батарею, не повредив ее. В условиях автомобильных аккумуляторов вам потребуется минимум 50 Ач. Это не будет маленьким или легким.

Сегодня есть и другие батареи, которые меньше и легче для одного и того же хранилища энергии. Например, призматические литиевые элементы 20 Ач 3,3 В от А123 составляют около 500 г каждый. (210 Вт) /(3 В) = 70 А, поэтому четыре ячейки 20 Ач могут теоретически справиться с этим в течение одного часа. Однако это необходимо понизить по разным причинам, так что клетки 5-й ячейки, по крайней мере, на один час, так что 10 часов в течение двух часов. Это 5 кг или 11 фунтов, хотя это не означает, что инвертор, зарядное устройство и механика удерживают все это.

Итак, да, это можно было бы сделать за счет значительных затрат, потребовало бы значительного пространства и веса и дорого стоило. Лучший ответ - потратить деньги вместо этого на лучший увлажнитель, который был разработан для эффективности и резервного использования батареи. Я не смотрел, что там такое, но вот где я начну.

ответил Olin Lathrop 18 MaramWed, 18 Mar 2015 00:01:21 +03002015-03-18T00:01:21+03:0012 2015, 00:01:21
9

Если ваш увлажнитель работает на переменном токе, и вам необходимо включить его из аккумулятора, тогда вам потребуется вставить инвертор между батареей и увлажнителем, чтобы преобразовать выход постоянного тока батареи в переменный ток, требуемый увлажнителем.

Из спецификации, наихудшая мощность, подаваемая в увлажнитель, находится в режиме 230 В с подогревом, где мощность, рассеиваемая увлажнителем, составит 184 Вт.

Предполагая, что КПД 60% через инвертор означает, что для подачи 184 Вт в увлажнитель, батарея должна подавать на инвертор около 307 Вт.

Для 12-вольтовой батареи это дренаж около 26 ампер, поэтому, если вы хотите запустить увлажнитель за час до того, как аккумулятор разрядится, он должен иметь емкость 26 ампер-часов. В течение двух часов его мощность должна составлять 52 ампер-часа; в течение 3 часов, 78 ампер часов и т. д.

Кроме того, емкость аккумулятора обычно определяется с помощью временной переменной, основанной на токе, взятом на C /10 или C /20, где C - емкость батареи в ампер-часах. Принимая ток со скоростью выше, чем при условии, что на свинцово-кислотную батарею снижается штраф за время работы, около -10% при температуре C, если я правильно помню.

В любом случае, ознакомьтесь с листами данных производителей батарей для чего-то более определенного и, кстати, с глубокими разряженными аккумуляторами - если вы пойдете на свинцово-кислотную кислоту - вероятно, вы должны смотреть в нее.

Просто из любопытства и, конечно, не означает быть оскорбительным каким-либо образом, как вам удается публиковать здесь, если вы квадриплегичны?

ответил EM Fields 18 MaramWed, 18 Mar 2015 00:06:29 +03002015-03-18T00:06:29+03:0012 2015, 00:06:29
7

Если вы заинтересованы в изучении дальнейших решений DIY, вы можете рассмотреть небулайзер, а не увлажнитель, который вы используете сейчас:

  

Мы использовали распылитель при длительных поездках с физиологическим раствором или стерильной водой. Небулайзер не потребляет столько электроэнергии и меньше. У нас есть инвертор с твердой энергией, который подключается к зажигалке в автомобиле, и мы вставляем в него распылитель и запускаем его, как я упоминал, с физиологическим раствором или стерильной водой. Это может сработать для вас. ( источник )

Если важно, чтобы увлажненный воздух нагревался, это не будет отвечать вашим потребностям, но если вы можете использовать воду в помещении, распыленную в воздух вентилятора, это может работать очень хорошо и значительно сократит потребление энергии. Тем не менее, вам нужно будет поддерживать нагретую линию или добавить ловушку для воды. Если бы вы работали над этим дальше, вы могли бы управлять распылителем, чтобы он только добавлял воду в вдохе и выключился на выдохе. Это уменьшит конденсацию и расточительную воду, а также сохранит энергию. Возможно, вам удастся найти распылитель, подходящий для вашей трубки как есть, что облегчает и недорого. Существует несколько портативных ультразвуковых распылителей с батарейным питанием, которые достаточно недороги, которые можно было проверить.

Еще один ресурс для проверки - это машины CPAP. Есть некоторые с прикрепляемыми увлажнителями, которые снабжены питанием постоянного тока. Просто купите увлажнитель, затем посмотрите на блок питания и создайте батарейный блок и регулятор, который обеспечивает одинаковое питание постоянного тока. Их легче было бы использовать с аккумуляторами. Как и распылитель, вероятно, есть некоторые компромиссы, но, вероятно, стоит проверить.

Интересно, было бы лучше иметь наконечник распылителя или ультразвуковой испаритель прямо у входа в трахеотомию с мощностью и небольшую трубку подачи воды, поднимающуюся вверх по воздушной трубке. При правильном выборе времени, каждый вдох вдохнет дыхание, не создавая ничего для выдоха. Может быть, маленький нагреватель, если вода должна быть теплой.

ответил Adam Davis 18 MarpmWed, 18 Mar 2015 19:27:41 +03002015-03-18T19:27:41+03:0007 2015, 19:27:41
5

Природный газ = 13 900 Втч /кг

Литиевая батарея = 180 Вт /кг

Увлажнитель - это нагревательный блок. Батареи - это не самый эффективный способ переноса энергии на тепловую воду. Природный газ Muuuuch более эффективен. Возможно, имеются увлажнители, использующие газ.

Кроме того, в наши дни они используют вибрации для увлажнения воды, производство атмосферного водяного пара может быть адаптировано как увлажнитель легких, они потребляют около 10 Вт.

ответил com.prehensible 21 MarpmSat, 21 Mar 2015 12:54:58 +03002015-03-21T12:54:58+03:0012 2015, 12:54:58
4

У вас здесь есть отличные ответы. Несколько человек уже рассчитали почасовые требования к энергии для вашего увлажнителя. Были представлены как свинцово-кислотная, так и гораздо более легкая литиевая (электронная батарея). Инвертор является обязательным для приведения напряжения батареи до 120 и переменного тока. К сожалению, эффективный инвертор будет большим, несколько дорогим, что приведет к потере энергии не менее 15%, будет громоздким, добавит электрические шнуры и займет место.

Я бы посоветовал вам исследовать, выпускает ли какая-либо компания увлажнитель на 12 вольт. Возможно, армия использует их в поле, где нет электричества и батарей? Большинство домашних приборов теперь можно приобрести в 12-вольтовой форме постоянного тока, поэтому почему бы и нет увлажнителя. Если этого не существует, вы можете убедить компанию, которая строит увлажнители, чтобы построить вам версию DC на 12 вольт. Разумеется, многие люди сами ищут независимости.

Просто подумайте, чтобы сделать ваш проект проще.

Удачи.

ответил Filek 18 MaramWed, 18 Mar 2015 07:33:00 +03002015-03-18T07:33:00+03:0007 2015, 07:33:00
3

Ваше устройство потребляет около 180 Вт в режиме «нагретого провода» и около 120 Вт. Добавьте накладные расходы на обычный сетевой инвертор, скажем, на 80% эффективности, который станет 225 Вт для режима обогрева. Это находится в диапазоне мощности электрических велосипедных батарей, например вот 360Wh батарея для GBP200 . Таким образом, каждая батарея на 5 килограммов e-bike доставит вам около 1,5 часов, что снизится по мере того, как батареи станут старше.

Затем возникает проблема с управлением батареей (батареями) - убедитесь, что они правильно заряжаются, правильно питая инвертор, если у вас есть несколько батарей при переключении между ними, как определить, что они становятся низкими, и т. д. решения по управлению батареями для электрических велосипедов и другого оборудования могут помочь здесь.

Однако большая проблема заключается в надежности. Если батарея вашего ноутбука умирает, вы просто выключаете ее. Если ваша вентиляторная батарея умирает, это потенциально опасно для жизни. Проектирование системы, которая справится с этим (резервные копии, отказы и т. Д.), Значительно увеличит стоимость и вес. Продажа такого устройства или, возможно, даже отдача его, также потребует одобрения FDA или эквивалентного регулирующего органа - больше времени и средств. Они захотят убедиться, что система не будет убивать людей, и это правильно.

Итак, вы могли бы попросить друга помочь, и вы можете с ним справиться, согласившись взять на себя риск. Но это действительно зависит от того, как долго вы сможете справиться без власти - если ответ «очень мало», я бы не стал рисковать.

ответил user1908704 17 MarpmTue, 17 Mar 2015 23:55:07 +03002015-03-17T23:55:07+03:0011 2015, 23:55:07
3

Вы можете продлить срок службы батареи за счет снижения потерь в системе.

Одна потеря, о которой вы упомянули, - это конденсация в трубе, противодействующая нагретой проволоке. Это тепло выйдет через стенки трубки и будет потеряно. Если вы добавите изоляцию в трубку, тогда провод не понадобится столько энергии.

Другим, что я вижу, является конденсация на стенах самого увлажнителя и предупреждение о «горячих поверхностях», что позволит избежать утечки тепла, а также изоляция поможет, хотя это может создать опасность пожара , если тепло находится в неправильном месте. Изолируйте с осторожностью!

ответил ratchet freak 18 MarpmWed, 18 Mar 2015 13:15:13 +03002015-03-18T13:15:13+03:0001 2015, 13:15:13
0

Просто выбросить довольно экстремальный теоретический ... (это не имело бы большого смысла, если бы вы не хотели полного решения, включая питание инвалидной коляски - сам humidi-vent мог бы быть сделан намного легче с литиевыми батареями, если вы но это было бы относительно неэффективно [что на самом деле не является серьезной проблемой, просто «плохо»)]

Возможно, вы могли бы использовать батареи LiFePO4 из Китая в качестве переносного решения на более длительный срок. Вы можете взять 77 аккумуляторов 3.2V LiFePO4 по 100Ah каждый и найти способ регулирования для выхода avergae на 230V (от тестирования LiFePO4 LR6 батареи, похоже, производители, как правило, называют ~ 3V точкой отсечения при рекламе Ah). Вы не должны запускать их ниже 3 В (только потому, что напряжение ниже нагрузки падает с обрыва вокруг этой точки), но вы также хотели бы иметь в виду, что LiFePO4 начинаются с быстрого «всплеска» при значительно более высоком уровне напряжения (~ 3,9 В) - это, вероятно, испортило бы все, что от него тянет, поэтому его нужно регулировать.

В любом случае - так, предполагая 300Wh за батарею, это достигло 23.1KWh. Предполагая, что устройство потребляет 35 Вт в среднем, это даст вам мощность ~ 3 недели (факторинг в саморазряде). Если он также работает на стульях на колясках (выкидывая грубую оценку с неполной информацией здесь) и предполагая, что вы в движении (со скоростью движения [~ 3.7 миль в час] на довольно ровной местности) ~ 10% от 24-часового цикла, мы добавьте ~ 12.5Wh к 35Wh от humidi-vent для ожидаемого времени выполнения ~ недели и половины.

- Но для ада этого, давайте предположим, что вы находитесь в каком-то походе на походы (имея в виду, что этот тип батареи относительно хорош с нормальным наружным теплом и солнечным светом), и вы перемещаете 60% время на пересеченной местности при скорости ходьбы при среднем часовом потреблении 240 Вт-ч (275 после увлажнения). Ожидаемое время работы там будет чуть более трех полных дней, что обеспечит приличную поездку на выходные.

Я бы оценил стоимость батарей примерно на 7 700 долларов (это не консервативная оценка и предполагает, что вы получите довольно солидную сделку). Вам понадобится регулятор (~ 100 долларов США), каркас банка /проводка (~ 500 долларов США) и метод оплаты (~ 500-5000 долларов США). Вам, вероятно, также понадобится какой-нибудь метод подъема или скольжения, чтобы удалить банк для зарядки (попеременно, зарядная рама может быть установлена ​​на батареи, но вам придется покинуть кресло-коляску). С чьим-то трудом (~ 25-75 часов), я предполагаю, что этот проект пришел в ~ $ 11k. Тем не менее, вы можете сократить количество батарей в два раза и запустить @ 115V, что примерно сократило бы все расходы наполовину (так как батарея банка придет немного на пару сотен фунтов, если бы размер был уменьшен вдвое, это возможно требуется только пару человек, чтобы переместить его вручную, считая, что у него хорошие точки захвата), где вам просто нужно уменьшить первоначально заданные промежутки времени на ~ 55%. Проект был бы глупым, если бы он не приводил в действие питание инвалидного кресла, хотя, но вы значительно повышаете эффективность, не нуждаясь в повышении напряжения. Этот банк будет массивным , например, 2-4 электрических аккумуляторных аккумуляторах (но банк не обязательно должен быть одним сплошным блоком, так как у вас действительно есть 77 "модулей"), и весит ~ 500 фунтов (хотя предполагая, что груз хорошо центрирован и закреплен, вы, вероятно, можете немного похудеть с движением по угловым поверхностям - если только это не пятно, где опрокидывание может быть смертельно опасным). В зависимости почти полностью от того, как заряжается зарядное устройство, вы сможете получить 1500-4000 циклов заряда /разряда из этого банка, прежде чем опуститься ниже 80% от первоначальной емкости (я полагаю, что решение LiFePO4 продлится до 15 лет до того, замечая, что он не удерживает столько заряда, и он, вероятно, сможет продержаться всю жизнь, если вы готовы мириться с необходимостью взимать плату каждую неделю или около того).

Добавление примечаний: поскольку разряд на ячейку будет крайне низким (учитывая, что нагрузка будет распределена между относительно огромным количеством ячеек), времена выполнения, скорее всего, на 10-20% недооценены (вы должны быть способны чтобы получить значительно более 100AH ​​на батарею). Они должны работать относительно холодно и не подвержены взрывам. У вас также не было бы большого беспокойства по поводу обслуживания. Я не учитывал вес банка при оценке ничьей силового кресла, и у меня есть лишь слабое представление о том, что делает силовое кресло (и особенно слабый, когда думает, что делает ваше тайное устройство), и даже не знаете, если инвалидное кресло рассчитано на дополнительный вес. Более вероятные компромиссы могут быть сделаны для уменьшения размера банка за счет времени исполнения - это будет обсуждение с кем-то, у кого не будет нескольких бесплатных минут без соответствующих знаний, и это не просто ища отвлечение. : P

Все самое лучшее - звучит как забавный проект. Возможно, вы сможете найти местного специалиста, желающего принять проект только для своего опыта.

ETA: хорошо спроектированный регулятор сможет отключить питание всего, кроме увлажнителя, когда среднее напряжение на батарею опускается ниже 3 В.В идеале, он переключится на 115 В и на пониженное напряжение, что позволит полностью извлечь батареи из аккумуляторов (LiFePO4 не является слишком сложным в отношении глубокого разряда, например, свинцовой кислоты, но выход напряжения падает после разряда ниже 3 В, поэтому необходимо переключиться на 115 В). Я предполагаю, что это дало бы вам дни дополнительного времени на вентиляционном отверстии для увлажнения в случае чрезвычайной ситуации. Комплексное (тяжелое, большое, дорогое) зарядное устройство внутри кресла может позволить солнечным решениям или просто подключиться к стене, но я думаю, что затраты там превышают преимущества.

ответил Kluge 20 MarpmFri, 20 Mar 2015 17:51:01 +03002015-03-20T17:51:01+03:0005 2015, 17:51:01
0

Ответ на ваш вопрос да , вы можете включить свой увлажнитель из батареи. Все, что вам нужно - это инвертор , который потребляет напряжение аккумулятора и преобразует его в напряжение (и ток), требуемое увлажнителем.
Используя предоставленные спецификации, вам нужно (минимум) выход 120v, 2A (240W) ; 12v 20A <сильный> вход ; и морской «глубокой разрядки» 12В, 400CCA батареи.

Батарея и инвертор могут быть установлены на небольшом прицепе (все с колесами), чтобы его можно было легко прикрепить и буксировать стулом. Чтобы все было просто, я рекомендую дублировать это, чтобы один блок заряжался, а другой использовался. Удачи!

ответил Guill 20 MarpmFri, 20 Mar 2015 20:39:37 +03002015-03-20T20:39:37+03:0008 2015, 20:39:37
0

Возможно, вы захотите использовать меньшую батарею с постоянной перезарядкой через топливный элемент. Видеть: http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

Некоторые проблемы с топливными элементами: (1) выработка тепла ... более эффективные топливные элементы имеют тенденцию работать при более высоких температурах и (2) потребление кислорода.

Топливный элемент может работать на сменных пропановых или газовых баллончиках, в результате чего образуется водяной пар в качестве побочного продукта. Это поглотит кислород, и поэтому вы не захотите использовать его в ограниченном пространстве. В топливных элементах отсутствуют вредные побочные продукты, которых можно было бы опасаться от традиционных генераторов горения топлива.

К сожалению, я не знаю, где найти подходящий топливный элемент. Что касается батарей, я бы начал с изучения герметичных батарей, используемых для авиации. Качество и диапазон окружающей среды, используемые для батарей современных средних и крупных самолетов, очень высоки.

ответил HopeItHelps 21 MaramSat, 21 Mar 2015 00:44:37 +03002015-03-21T00:44:37+03:0012 2015, 00:44:37
0

Если вы можете терпеть наличие на открытом воздухе части оборудования, которая снабжает кабель питания внутри, то есть гораздо более дешевое решение. Двигатель газонокосилки, управляющий автомобильным генератором, - это намного дешевле, чем инвертор и батареи. Так как бензин составляет 9700 грн /литр; общая система для питания 12 вольт также отличается гораздо меньшим весом. Даже с учетом потерь эффективности; двигатель газонокосилки мощностью 5 л.с. мог запускать оборудование и заряжать батареи одновременно, поэтому он мог бы быть настроен на работу с «газовой камерой», которая периодически выводит выхлопные трубы.

ответил steverino 25 MaramWed, 25 Mar 2015 03:18:25 +03002015-03-25T03:18:25+03:0003 2015, 03:18:25

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132