나는 사지 마비입니다. 인공 호흡기 가습기에 배터리로 전원을 공급할 수 있습니까?

저는 전기 공학과 관련하여 절대적인 초보자이므로 귀하의 전문 지식이 올바른 방향으로 안내 될 수 있기를 바랍니다. 이 포럼에 대한 이례적인 게시물임을 알고 있으므로 미리 검토해 주셔서 감사합니다.

먼저, 내 질문에 대한 문맥을 제공하겠습니다. 나는 사지 마비이고, 호흡기를 지원하기 위해 인공 호흡기를 사용합니다. 인공 호흡기 설정에는 가습기를 포함하여 폐를 촉촉하게 유지합니다. 나의 특별한 상황에서, 나는 가습없이 많은 시간 동안있을 수 없습니다. 가습기와 함께 열선을 사용하여 인공 호흡기 튜브의 응결을 줄입니다. 인공 호흡기와 가습기는 모두 휠체어에 부착되어 있으며 각각 자체 전원 코드가 있습니다. 인공 호흡기에는 자체 배터리 구성 요소가 있지만 가습기는 없습니다. 아시다시피, 전원 콘센트에 연결해야한다면 이동성이 크게 제한됩니다.

그 모든 것을 감안할 때, 나는 가능한지 또는 가능한지 알지 못하지만 일부 유형의 배터리 팩으로 가습기에 전원을 공급할 수 있기를 바랍니다. 배터리 기술의 발전으로 가능하다고 생각하고 싶습니다. 저의 첫 아이디어는 휠체어를 움직이는 배터리에 묶는 것이었지만 의자를 서비스하는 사람들은 배터리가 가습기에서 빨리 고갈 될 것이라고 말했습니다.

다음은 가습기의 전기 사양과 몇 가지 다른 그림입니다.

그래서 몇 가지 질문이 있습니다. 이 문제를 해결해야 할 경우 어디에서 시작 하시겠습니까? 몇 시간 동안 가습기를 가동하려면 어떤 용량의 배터리가 필요합니까? 그러한 배터리를 쉽게 구할 수 있습니까? 아니면 이러한 목적으로 특별히 설계해야합니까? 연결을 접지 할 수 있습니까? 내가 간과 할만한 다른 문제가 있습니까?

나와 공유 할 수있는 지식에 대해 대단히 감사하겠습니다.

많은 감사합니다, 데이비드

아내에게는 HC-150이 있는데 밤에만 사용하기 때문에 당신보다 작습니다. 그러나 Olin이 말했듯이 몇 시간 동안 필요한 경우 더 작은 장치가 옵션이 될 수 있습니다.

다른 답변은 피크 전류 정격에 대해 이야기했지만 배터리 용량에 중요한 것은 평균 전류입니다. 아내의 장치는 약 90W로 정점에 달하지만 냉간 시동시 약 33 % 듀티 사이클로 만 작동하며 예열 된 것보다 훨씬 적습니다. 이는 평균 전력 소비가 30W 미만임을 의미합니다. 그녀는 가습기와 CPAP를 하나의 해양 딥 사이클 배터리 에서 9 시간 이상 캠프 아웃 에서 쉽게 작동합니다 . 무겁지만 너무 무겁지 않아 휠체어에 장착 할 수 없습니다.

실제 평균 전력 소비량을 배우는 가장 좋은 방법은 와트 당 전력을 사용하여 일반적인 조건에서 몇 시간 동안 측정하는 것입니다. 또는 실험적인 접근 방식을 취하고 배터리와 가장 효율적인 인버터를 구입하고 집에서 안전 할 때 지속되는 시간을 확인하십시오. 너무 멀리 방전하지 않도록 일종의 레벨 표시기를 원할 수도 있습니다.

인버터를 선택할 때 최대 전력은 여전히 ​​중요합니다. 짧은 버스트 일지라도 효율과 오류에 대한 마진과 그 전력을 처리 할 수 ​​있어야하기 때문입니다.

당신이 당신의 자신의 집 주위를 이동하기 위해 이것을 원한다면 다른 고려 사항은 일종의 도킹 / 충전 스테이션 일 수 있으므로 새로운 방으로 옮길 때 자신을 분리하고 다시 꽂을 수 있습니다. 로봇 충전소에서 몇 가지 아이디어를 찾으십시오.

제 딸은 뇌성 마비를 앓고 있으며, 그녀에게 이동성이 얼마나 중요한지 알고 있습니다. 좋은 해결책을 찾는 데 최선을 다하길 바랍니다.

기본적인 문제는이 가습기에 많은 전력이 필요하다는 것입니다. 제공 한 사양에서 최악의 경우 184W가 필요하므로 인버터에 210W를 가정 해 봅시다. 이것을 2 시간 동안 유지해야하므로 1.5MJ입니다. 지금까지 이것은 기본 물리학 일 뿐이며, 영리한 전자 장치는 사용할 수 없습니다.

자동차 배터리의 관점에서 1.5MJ 그림을 보자. 12V에서 210W는 17.5A가 필요합니다. 2 시간 동안 35Ah이지만 배터리를 손상시키지 않고 완전히 방전시킬 수는 없습니다. 자동차 배터리의 경우 최소한 50 Ah 등급의 배터리가 필요합니다. 작거나 가벼울 수는 없습니다.

오늘날 동일한 에너지 저장을 위해 더 작고 가벼운 다른 배터리 기술이 있습니다. 예를 들어, A123의 20Ah 3.3V 프리즘 리튬 셀은 각각 약 500g입니다. (210 W) / (3 V) = 70 A이므로 총 4 개의 20 Ah 셀이 이론적으로 1 시간 동안이를 처리 할 수 ​​있습니다. 그러나 이것은 여러 가지 이유로 디 레이팅되어야하므로 적어도 1 시간 동안 5 개의 셀을, 2 시간 동안 10 개를 계산하십시오. 5kg 또는 11 파운드이지만 인버터, 충전기 및 모든 것을 유지하는 메커니즘은 포함하지 않습니다.

따라서, 상당한 비용으로 수행 될 수 있고, 공간과 무게가 많이 들고, 비용이 많이 듭니다. 더 좋은 대답은 효율성과 배터리 백업 용도로 설계된 더 나은 가습기에 돈을 쓰는 것입니다. 나는 거기에 어떤 것이 있는지 보지 않았지만, 그것이 내가 시작할 곳입니다.

가습기가 AC에서 작동하고 배터리에서 전원을 공급해야하는 경우 배터리의 DC 출력을 가습기에 필요한 AC로 변환하려면 배터리와 가습기 사이에 인버터 를 삽입 해야합니다.

사양에서 가습기에 공급되는 최악의 경우 전원은 230V 가열 와이어 모드이며 가습기에서 소비되는 전력은 184 와트입니다.

인버터를 통해 60 %의 효율을 가정하면 가습기에 184 와트를 공급하려면 배터리가 인버터에 약 307 와트를 공급해야합니다.

12 볼트 배터리의 경우 약 26 암페어의 배수이므로 배터리가 고갈되기 전에 가습기를 1 시간 동안 가동하려면 26 암페어 시간의 용량을 가져야합니다. 2 시간 동안 작동하려면 용량이 52 암페어 시간이어야합니다. 3 시간 실행, 78 암페어 시간 등.

또한 배터리 용량은 일반적으로 C / 10 또는 C / 20에서 취한 전류를 기반으로 한 시간 변수로 지정됩니다. 여기서 C는 암페어 시간 단위의 배터리 용량입니다. 내가 올바르게 회상하면 납보다 높은 속도로 전류를 취하면 C에서 약 -10 %의 작동 시간 위약금이 부과됩니다.

어쨌든, 배터리 제조업체의 데이터 시트를보다 명확하게 살펴보고, 심하게 방전 된 배터리 (납산을한다면)는 아마도 당신이 살펴 봐야 할 것입니다.

호기심이 많고 어떤 식 으로든 공격적이라는 의미는 아닙니다. 사소한 일이라면 어떻게 여기에 게시합니까?

추가 DIY 솔루션을 탐색하고 싶다면 지금 사용중인 가습기 대신 분무기를 고려하십시오.

우리는 식염수 또는 멸균 수로 장시간 여행 할 때 분무기를 사용하고 있습니다. 분무기는 전기를 많이 사용하지 않으며 더 작습니다. 우리는 자동차의 라이터에 꽂는 다이 하드 파워 인버터를 가지고 있으며, 분무기를 꽂아 식염수 또는 멸균 수로 언급 한대로 작동시킵니다. 그것은 당신을 위해 일할 수 있습니다. ( 소스 )

가습 공기를 가열하는 것이 중요하다면, 이것은 귀하의 요구를 충족시키지 못하지만, 인공 호흡기 공기로 분무 된 실온의 물을 사용할 수 있다면, 그것은 잘 작동 할 수 있고 전력 사용량을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 가열 된 라인을 유지하거나 워터 트랩을 추가해야합니다. 더 많은 작업을 한 경우, 분무기에 물을 추가하고 숨을 so을 수 있도록 분무기를 제어 할 수 있습니다. 이것은 응축과 물 낭비를 줄이며 에너지를 보존합니다. 튜브를 원래 상태에 맞는 분무기를 찾을 수있어 시험하기가 쉽고 저렴합니다. 테스트 할 수있는 상당히 저렴한 휴대용 배터리 작동 초음파 분무기가 많이 있습니다.

체크 아웃해야 할 또 다른 리소스는 CPAP 시스템입니다. DC 전원 공급 장치가있는 부착 가능한 가습기가있는 것도 있습니다. 가습기 부속 장치를 구입 한 다음 전원 공급 장치를보고 동일한 DC 전원을 제공하는 배터리 팩과 레귤레이터를 만드십시오. 배터리로 전원을 공급하기가 더 쉽습니다. 분무기처럼 아마도 몇 가지 상충 관계가 있지만 체크 아웃 할 가치가 있습니다.

나는 공기관 위로 올라가는 작은 물 공급관과 힘으로 기관 절개술 입구에 분무기 팁 또는 초음파 기화기를 갖는 것이 더 나은지 궁금합니다. 적절한 타이밍으로, 숨을들이 쉴 때마다 수분이 폭발하여 숨을 내쉴 수 ​​없습니다. 물을 따뜻하게해야한다면 히터가 조금있을 수도 있습니다.

천연 가스 = 13,900 Wh / kg

리튬 배터리 = 180 Whr / kg

가습기는 가열 장치입니다. 배터리는 물을 가열하기 위해 에너지를 운반하는 가장 효율적인 방법은 아닙니다. 천연 가스는 Muuuuch가 더 효율적입니다. 가스 사용 가능한 가습기 장치가있을 수 있습니다.

또한 오늘날에는 물을 가습하기 위해 진동을 사용하고 대기 수증기 생산은 폐 가습기로 채택 될 수 있으며 약 10 와트를 소비합니다.

이미 훌륭한 답변이 많이 있습니다. 여러 사람들이 이미 가습기의 시간별 에너지 요구 사항을 계산했습니다. 납 산과 훨씬 가벼운 리튬 (전자 자전거 배터리) 옵션이 모두 제시되었습니다. 인버터는 배터리의 전압을 최대 120 및 AC로 가져와야합니다. 불행히도 효율적인 인버터는 크고 다소 비싸며 적어도 15 %의 에너지 손실을 유발하고 부피가 커지며 전기 코드를 추가하고 공간을 차지합니다.

12 볼트 가습기를 만드는 회사가 있는지 조사해 보시기 바랍니다. 아마도 군대는 전기가없고 배터리 만있는 현장에서 그것들을 사용합니까? 대부분의 가정용 가전 제품은 이제 12 볼트 DC 형태로 구입할 수 있으므로 가습기를 사용하지 마십시오. 존재하지 않는 경우 가습기를 구축하는 회사에 12 볼트 DC 버전을 구축하도록 설득 할 수 있습니다. 분명히 다른 사람들이 스스로 독립을 찾고 있습니다.

프로젝트를 더 쉽게하기위한 생각입니다.

행운을 빕니다.

장치는 '가열 와이어 모드'에서 약 180W를 사용하지 않고 약 120W를 사용합니다. 일반 메인 인버터의 오버 헤드를 80 % 효율이라고 가정하면 가열 모드의 경우 225W가됩니다. 이것은 전기 자전거 배터리의 용량 범위에 있으며, 예를 들어 GBP200 용 360Wh 배터리가 있습니다 . 따라서 각 5Kg 전자 자전거 배터리는 약 1.5 시간이 걸리며 배터리 수명이 길어질수록 감소합니다.

문제는 배터리를 관리하는 것 중 하나가됩니다. 배터리를 교체 할 때 여러 개의 배터리를 사용하는 경우 배터리가 제대로 충전되는지, 인버터를 올바르게 공급하는지, 배터리가 부족해 지는지 등을 확인하십시오. 배터리 관리 솔루션 전기 자전거 및 기타 장비의 경우 여기에 도움이 될 수 있습니다.

그러나 더 큰 문제는 신뢰성 중 하나입니다. 랩탑 배터리가 방전되면 전원을 끄면됩니다. 인공 호흡기 배터리가 방전되면 생명을 위협 할 수 있습니다. 이에 대처할 수있는 시스템 (백업, 비상 안전 장치 등)을 설계하면 비용과 무게가 크게 증가합니다. 이러한 장치를 판매하거나 심지어는 다른 장치를 판매하는 경우 FDA 또는 이에 상응하는 규제 당국의 승인을 받아야합니다. 그들은 시스템이 사람들을 죽이지 않도록 확실히하고 싶을 것입니다.

따라서 친구에게 도움을 요청할 수 있으며 위험을 감수하기로 동의함으로써 친구와 함께 도망 갈 수 있습니다. 그러나 그것은 실제로 당신이 힘없이 대처할 수있는 시간에 달려 있습니다.

시스템의 손실을 줄임으로써 배터리 수명을 연장 할 수 있습니다.

언급 한 손실 중 하나는 가열 된 와이어로 인한 튜브의 응축입니다. 이 열은 튜브 벽을 통해 빠져 나와 손실됩니다. 튜브에 단열재를 추가하면 전선에 많은 전력이 필요하지 않습니다.

다른 하나는 가습기 벽면의 응결과 "뜨거운 표면 경고"입니다. 열이 빠져 나가고 단열재가 도움이됩니다. 열이 잘못된 곳에 갇 히면 화재의 위험 이 있습니다 . 주의!

상당히 극단적 인 이론을 버리는 것 ... (휠체어 전원 공급을 포함한 전체 솔루션을 원하지 않는 한 이것은 의미가 없습니다. 증기 발생시 습도가 높은 리튬 배터리를 사용하여 훨씬 쉽게 할 수 있습니다. , 그러나 그것은 상대적으로 비효율적 일 것입니다. [실제로 큰 문제는 아니며 단지 "나쁜 느낌"이라고 할 수 있습니다))

중국의 LiFePO4 배터리를 장기 휴대용 솔루션으로 공급할 수 있습니다. 각각 100Ah에서 77 3.2V LiFePO4 배터리를 사용하고 230V에서 평균 출력에 대한 조절 방법을 찾을 수 있습니다 (LiFePO4 LR6 배터리 테스트에서 제조업체는 Ah를 광고 할 때 차단 지점을 ~ 3V라고 부르는 것처럼 보입니다). 3V 이하로 작동하지 않아야합니다 (부하 전압이 해당 지점 주변의 절벽에서 떨어지기 때문에 만 해당). LiFePO4는 사양보다 훨씬 높은 전압에서 빠른 "서지"로 시작한다는 점을 명심해야합니다. (~ 3.9V)-이것은 전원을 끄는 것을 망칠 수 있으므로 실제로 조정해야합니다.

어쨌든-배터리 당 300Wh를 가정하면 23.1KWh에 이릅니다. 이 장치가 평균 35W를 소비한다고 가정하면 ~ 3 주 동안 전력이 공급됩니다 (자체 방전을 고려하여). 휠체어 트레드에 힘을 주었을 때 (여기서 불완전한 정보로 대략적인 추측을 던지고) 움직임이 있다고 가정 할 때 (평평한 지형에서 도보 속도 [~ 3.7mph]) ~ 24 시간주기의 10 % ~ 12.5Wh를 Humi-vent의 35Wh에 추가하여 대략 1 주일 반 정도의 런타임을 예상합니다.

그러나 지옥의 경우, 하이킹과 비슷한 여행을하고 있다고 가정합시다 (이 배터리 유형은 정상적인 실외 열과 햇빛에서 비교적 우수하다는 것을 명심하십시오). 평균 시간당 240Wh (습기 배출 후 275)의 보행 속도에서의 지형. 예상되는 실행 시간은 3 일이 조금 넘으며 주말 여행은 괜찮습니다.

나는 약 7,700 달러에 배터리 비용을 추정 할 것입니다 (이것은 보수적 인 추정치가 아니며 상당히 견실 한 거래를 가정합니다). 조정기 (~ $ 100), 뱅크 프레임 / 배선 (~ $ 500) 및 충전 방법 (~ $ 500-5000)이 필요합니다. 충전을 위해 뱅크를 제거하려면 어떤 종류의 호이스트 또는 슬라이딩 방법이 필요할 것입니다 (충전 프레임이 배터리에 맞을 수는 있지만 휠체어를 떠나야합니다). 누군가의 노동 (~ 25-75h) 으로이 프로젝트가 ~ $ 11k에 올 것이라고 생각합니다. 그러나 배터리 수를 절반으로 줄이고 115V에서 실행할 수 있습니다. 이는 모든 비용을 절반으로 줄입니다. 그립 포인트가 양호하다고 가정 할 경우 수동으로 이동하려면 몇 사람 만 필요합니다.) 원래 제공된 런타임을 ~ 55 % 줄여야합니다. 전동 휠체어 자체에 동력을 공급하지 않으면이 프로젝트는 어리석은 일이지만, 전력을 공급할 필요가 없어 효율성이 크게 향상됩니다. 이 은행은2-4 개의 전기 지게차 배터리와 같이 방대한 용량 (그러나 은행은 77 개의 "모듈"을 효과적으로 가지고 있기 때문에 반드시 하나의 단단한 블록 일 필요는 없음), 무게는 ~ 500lbs입니다 (부하의 중심이 잘 잡혀 있고 안전하다고 가정하더라도) 롤오버가 치명적일 수있는 매끄러운 표면이 아니라면 각진 표면에서 운전할 때 약간 더 미쳤을 것입니다. 충전기의 리깅 방식에 거의 완전히 의존하여 원래 용량의 80 % 아래로 떨어지기 전에이 뱅크에서 1500-4000 충전 / 방전주기를 얻을 수 있어야합니다 (LiFePO4 솔루션은> 15 년 이상 지속될 것으로 예상됩니다) 충전량이 많지 않으며 매주 정도 충전해야하는 경우에는 평생 지속될 수 있습니다.)

추가 사항 : 셀당 방전이 매우 낮기 때문에 (부하가 상대적으로 많은 수의 셀로 분할 될 수 있으므로) 런타임은 ~ 10-20 % 과소 평가 될 수 있습니다. 배터리 당 100AH ​​이상). 그들은 비교적 시원하게 달리고 폭발하기 쉽지 않아야합니다. 또한 유지 관리와 관련하여 걱정할 것이 많지 않습니다. 나는 파워 체어 추첨을 추정 할 때 은행의 무게를 고려하지 않았고, 파워 체어가 무엇을 그리는 지에 대한 희미한 생각만을 가지고 있습니다 (특히 미스터리 장치가 무엇을 생각할 때 희미한 지). 휠체어가 추가 중량에 맞는지 확인하십시오. 런타임 비용으로 은행 규모를 줄이기 위해 더 나은 타협이 이루어질 수 있습니다. 적절한 지식없이 몇 분의 여유 시간이 생기지 않고 산만 해 지기만하는 것이 아닙니다. :피

가장 좋은 것은 재미있는 프로젝트처럼 들립니다. 경험을 위해 프로젝트를 기꺼이 맡을 현지 전문가를 찾을 수 있습니다.

ETA : 잘 설계된 레귤레이터는 배터리 당 평균 전압이 3V 아래로 떨어지면 가습 구를 제외한 모든 것에 대한 전원을 차단할 수 있습니다. 이상적으로는 115V 및 저전압으로 전환되어 배터리에서 완전히 끌어낼 수 있습니다 (LiFePO4는 납 산과 같은 심방 전에 대해 너무 까다 롭지 않지만 전압 출력이 3V 아래로 방전되면 급락합니다. 따라서 115V로 전환해야합니다. 긴급 상황이 발생하면 습한 통풍구에서 며칠 동안 추가 런타임을 제공 할 것입니다. 의자 내부의 복잡한 (무겁고 크고 비싼) 충전기는 태양 광 솔루션을 허용하거나 단순히 벽에 꽂을 수 있지만 비용이 이점보다 중요하다고 생각합니다.

귀하의 질문에 대한 답변은 그렇습니다 . 배터리로 가습기를 가동 할 수 있습니다. 배터리 전압을 가져와 가습기에 필요한 전압 (및 전류)으로 변환 하는 인버터 만 있으면됩니다.
제공된 사양을 사용하려면 (최소) 120v, 2A (240W) 출력이 필요합니다 . 12v 20A 입력 인버터; 및 해양 "심방 전"12v, 400CCA 배터리.

배터리와 인버터는 작은 트레일러 (바퀴 포함)에 장착 할 수있어 의자로 쉽게 장착하고 견인 할 수 있습니다. 일을 단순화하기 위해 한 기기가 충전되는 동안 다른 기기를 사용하도록이를 복제하는 것이 좋습니다. 행운을 빕니다!

연료 전지를 통해 지속적으로 재충전하는 소형 배터리 사용을 고려할 수 있습니다. 참조 : http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

연료 전지의 일부 이슈는 : (1) 열 발생 ...보다 효율적인 연료 전지는 더 높은 온도에서 작동하는 경향이 있고 (2) 산소 소비입니다.

연료 전지는 교체 가능한 프로판 또는 천연 가스 카트리지에서 작동하여 부산물로 수증기를 생성 할 수 있습니다. 이것은 산소를 소비하므로 제한된 공간에서 이것을 사용하고 싶지 않을 것입니다. 연료 전지에는 기존의 연료 연소 발전기에서주의해야 할 유해한 부산물이 없습니다.

불행히도, 적절한 연료 전지를 어디에서 찾을 수 있는지 모르겠습니다. 배터리 측면에서, 나는 항공에 사용되는 밀봉 된 배터리를 조사하는 것으로 시작할 것이다. 현대 중형 및 대형 항공기의 배터리에 사용되는 환경의 품질과 범위는 매우 높습니다.

내부에 전원 케이블을 공급하는 장비를 실외에 두는 것이 허용된다면 훨씬 저렴한 솔루션이 있습니다. 자동차 교류 발전기를 운전하는 잔디 깍는 기계 엔진은 인버터 및 배터리보다 훨씬 저렴합니다. 휘발유는 9700wh / 리터이므로; 12 볼트를 공급하기위한 전체 시스템 또한 무게가 훨씬 적습니다. 효율성 손실을 고려하더라도; 5hp 잔디 깎는 기계 엔진은 장비를 작동하고 동시에 배터리를 충전 할 수 있으므로 간헐적으로 배기 가스를 발생시키는 "가스 버너"를 작동시킬 수 있습니다.