我是四肢瘫痪者。是否可以用电池为我的呼吸机加湿器供电?

电器工程 电池
2022-01-19 00:27:47

我是电气工程方面的绝对新手,因此我希望您的专业知识能够指导我朝着正确的方向前进。我知道这对于这个论坛来说是一个不寻常的帖子,所以我提前感谢你的考虑。

首先,让我为我的问题提供一些背景信息。我是四肢瘫痪者,我使用呼吸机来支持呼吸。呼吸机设置包括一个加湿器,以保持我的肺部湿润。在我的特殊情况下,我无法在很长一段时间内没有加湿。我确实在加湿器上使用加热线,以减少呼吸机管道中的冷凝。呼吸机和加湿器都连接在我的轮椅上,每个都有自己的电源线。呼吸机也有自己的电池组件,但加湿器没有。正如您可能想象的那样,需要连接到电源插座极大地限制了我的移动性。

鉴于所有这些,我希望能够用某种类型的电池组为我的加湿器供电——尽管我不知道如何或是否可能。随着电池技术的进步,我想这是可能的。我最初的想法是连接到为我的轮椅供电的电池,但维修我椅子的人告诉我,这些电池会很快从加湿器中耗尽。

以下是加湿器的电气规格,以及其他几张图片:

加湿器电气规格

加湿器 1

加湿器 2

所以,我想我有几个问题。如果你需要解决这个问题,你会从哪里开始?为了使加湿器运行几个小时,我需要多大容量的电池?这种电池是现成的,还是需要专门为此目的设计?连接可以接地吗?还有其他我可能忽略的问题吗?

如果您能与我分享任何知识,我将不胜感激。

非常感谢,大卫

4个回答

我妻子有一个 HC-150,它比你的小,因为她只在晚上使用它。但是,正如 Olin 所说,如果您只需要几个小时,较小的单元可能是一种选择。

其他答案谈到了峰值电流额定值,但对电池容量来说重要的是平均电流。我妻子的设备峰值在 90W 左右,但在冷启动时仅以 33% 左右的占空比运行,远低于预热后的情况,这意味着平均功耗远低于 30W。在露营时,她可以轻松地用一个海洋深循环电池运行她的加湿器和 CPAP 超过9 小时。它很重,但不是那么重,以至于无法将其安装到轮椅上。

了解实际平均功耗的最佳方法是在典型条件下获得一瓦特并测量几个小时。或者只是采取实验方法,购买一个电池和你能负担得起的最高效的逆变器,看看它在你在家安全的情况下能持续多久。您可能还需要某种液位指示器,这样您就不会放电太远。

请注意,在选择逆变器时,峰值功率仍然很重要,因为它必须能够处理该功率,加上效率和误差的一些余量,即使只是短脉冲。

如果您想在自己的家中移动,需要考虑的其他事情可能是某种坞站/充电站,因此当您搬到新房间时,您可以自己拔掉插头并重新插上电源。搜索机器人充电站以获得一些想法。

我的女儿患有脑瘫,我知道行动能力对她来说有多重要。祝你好运,找到一个好的解决方案。

基本问题是这个加湿器需要很大的功率。根据您提供的规格,它需要 184 W 的最坏情况,所以假设逆变器需要 210 W。假设它必须维持 2 小时,所以这是 1.5 MJ。到目前为止,这只是基本的物理学,没有什么聪明的电子学可以解决的。

让我们从汽车电池的角度来看 1.5 MJ 的数字。12 V 时 210 W 需要 17.5 A。两个小时,即 35 Ah,但你不能完全耗尽这样的电池而不损坏它。在汽车电池方面,您至少需要一个额定为 50 Ah 的电池。那不会很小或很轻。

如今,对于相同的能量存储,还有其他更小、更轻的电池技术。例如,A123 的 20 Ah 3.3 V 方形锂电池每个约 500 克。(210 W)/(3 V) = 70 A,因此理论上四个 20 Ah 电池可以处理一小时。但是,由于各种原因,这需要降额,因此至少需要 5 个单元格持续一小时,因此需要 10 个单元格持续两个小时。那是 5 公斤或 11 磅,尽管这还不包括逆变器、充电器和保持它的机械装置。

所以,是的,它可以花费大量成本来完成,会占用大量空间和重量,并且成本很高。一个更好的答案是将钱花在更好的加湿器上,该加湿器专为提高效率和备用电池使用而设计。我还没有看过那里的东西,但这就是我要开始的地方。

如果您的加湿器在交流电上运行并且您需要使用电池为其供电,那么您需要在电池和加湿器之间插入一个逆变器,以便将电池的直流输出转换为加湿器所需的交流电。

根据规格,输入到加湿器的最坏情况功率是 230V 加热线模式,加湿器耗散的功率为 184 瓦。

假设通过逆变器的效率为 60%,意味着为了向加湿器提供 184 瓦的功率,电池必须向逆变器提供大约 307 瓦的功率。

对于一个 12 伏的电池,这大约是 26 安培的电流,所以如果你想在电池没电之前运行加湿器一小时,它必须有 26 安培小时的容量。对于两个小时的运行,其容量需要为 52 安培小时;运行 3 小时,78 安培小时,依此类推。

此外,电池容量通常使用基于 C/10 或 C/20 时的电流的时间变量来指定,其中 C 是以安培小时为单位的电池容量。如果我没记错的话,以高于该速率的电流消耗铅酸会导致运行时间损失,大约为 C 时的 -10%。

无论如何,请仔细阅读电池制造商的数据表以获得更明确的信息,顺便说一下,深度放电电池(如果您使用铅酸电池)可能是您应该研究的。

只是出于好奇,当然也没有任何冒犯的意思,如果你四肢瘫痪,你怎么能在这里发帖?

如果您有兴趣探索进一步的 DIY 解决方案,您可以考虑使用雾化器而不是您现在使用的加湿器:

我们一直在用盐水或无菌水长途旅行时使用雾化器。雾化器不使用那么多电力,而且更小。我们有一个可插入汽车打火机的 Die Hard Power 逆变器,我们将雾化器插入其中并按照我提到的用盐水或无菌水运行它。这可能对你有用。来源

如果加热加湿空气很重要,这将无法满足您的需求,但是如果您可以使用雾化到通风机空气中的室温水,那么它可能会很好地工作,并且会显着降低您的电力使用量。不过,您需要保留加热线或添加集水器。如果您进一步研究它,您可以控制雾化器,使其仅在吸气时添加水,并在呼气时关闭。这将减少冷凝和浪费的水,并节省能源。您可能能够找到适合您的管道的雾化器,从而使尝试变得简单且便宜。有许多便携式、电池供电的超声波雾化器,价格相当便宜,可以进行测试。

另一个要检查的资源是 CPAP 机器。有一些带有直流电源的可连接加湿器。只需购买加湿器附件,然后查看电源并创建一个提供相同直流电源的电池组和调节器。这些将更容易用电池供电。像雾化器一样,可能有一些权衡,但可能值得一试。

我想知道在气管切开术的入口处安装一个雾化器尖端或超声波蒸发器是否会更好,并在空气管上方安装一个小的供水管。在适当的时机下,每次吸气都会散发出一股湿气,而不会产生任何呼气。如果水需要加热,可能需要一个小加热器。