Soy un tetrapléjico. ¿Sería posible alimentar el humidificador de mi ventilador con una batería?

Soy un novato absoluto en lo que respecta a la ingeniería eléctrica, por lo que espero que su experiencia pueda guiarme en la dirección correcta. Sé que esta es una publicación inusual para este foro, por lo que les agradezco de antemano su consideración.

Primero, permítanme proporcionar un contexto a mi pregunta. Soy cuadripléjico y uso un ventilador para apoyar mi respiración. La configuración del ventilador incluye un humidificador para mantener mis pulmones húmedos. En mi situación particular, no puedo estar sin humidificación por ningún período de tiempo significativo. Utilizo un cable calentado con el humidificador que disminuye la condensación en el tubo del ventilador. Tanto el ventilador como el humidificador están conectados a mi silla de ruedas, y cada uno tiene sus propios cables de alimentación. El ventilador también tiene su propio componente de batería, pero el humidificador no. Como puede imaginar, la necesidad de estar conectado a una toma de corriente limita enormemente mi movilidad.

Dado todo eso, me encantaría poder alimentar mi humidificador con algún tipo de batería, aunque no sé cómo o si es posible. Con los avances en la tecnología de baterías, me gustaría pensar que es posible. Mi idea inicial fue conectar las baterías que alimentan mi silla de ruedas, pero las personas que dan servicio a mi silla me dijeron que esas baterías se agotarían rápidamente del humidificador.

Estas son las especificaciones eléctricas del humidificador, junto con algunas otras imágenes:

Entonces, supongo que tengo varias preguntas. ¿Dónde comenzaría si necesitara resolver este problema? ¿Qué capacidad de batería necesitaría para hacer funcionar el humidificador durante varias horas? ¿Está disponible una batería de este tipo o debería diseñarse específicamente para este propósito? ¿Podría la conexión a tierra? ¿Hay algún otro problema que pueda estar pasando por alto?

Estaría muy agradecido por cualquier conocimiento que pudieras compartir conmigo.

Muchas gracias david

Mi esposa tiene un HC-150, que es más pequeño que el tuyo porque solo lo usa de noche. Sin embargo, como dijo Olin, una unidad más pequeña podría ser una opción si solo la necesita por unas pocas horas.

Las otras respuestas hablaron sobre las clasificaciones de corriente pico, pero lo que es importante para la capacidad de la batería es la corriente promedio . La unidad de mi esposa alcanza un máximo de alrededor de 90 W, pero solo funciona con un ciclo de trabajo del 33% en un arranque en frío, y mucho menos que eso una vez que se calienta, lo que significa un consumo de energía promedio de menos de 30 W. Ella ejecuta fácilmente su humidificador y CPAP desde una batería de ciclo profundo marino durante más de 9 horas en campamentos. Es pesado, pero no tanto como para no poder montarlo en una silla de ruedas.

La mejor manera de conocer su consumo de energía promedio real es obtener un valor de vatios y medir durante varias horas en condiciones típicas. O simplemente adopte el enfoque experimental, compre una batería y el inversor más eficiente que pueda pagar, y vea cuánto dura mientras está seguro en casa. Probablemente también desee algún tipo de indicador de nivel para que no descargue demasiado.

Tenga en cuenta que la potencia máxima sigue siendo importante al seleccionar su inversor, ya que tiene que ser capaz de manejar esa potencia, además de un margen de eficiencia y error, incluso si se trata de ráfagas cortas.

Otra cosa a tener en cuenta si desea esto para moverse por su propia casa podría ser algún tipo de estación de carga / carga, por lo que cuando se mude a una nueva habitación puede desconectarse y volverse a conectar. Busque la estación de carga del robot para algunas ideas.

Mi hija tiene parálisis cerebral y sé lo importante que es la movilidad para ella. Le deseo la mejor de las suertes en encontrar una buena solución.

El problema básico es que este humidificador necesita mucha energía. Necesita 184 W en el peor de los casos de las especificaciones que proporcionó, así que digamos 210 W en un inversor. Digamos que tiene que mantener esto por 2 horas, entonces eso es 1.5 MJ. Hasta ahora, todo esto es solo física básica, nada de electrónica inteligente puede sortear.

Pongamos la figura de 1.5 MJ en perspectiva de la batería de un automóvil. 210 W a 12 V requiere 17.5 A. Durante dos horas, eso es 35 Ah, pero no se puede agotar la batería sin dañarla. En términos de batería de automóvil, necesitaría uno con una capacidad nominal de 50 Ah como mínimo. Eso no va a ser pequeño o ligero.

Hoy existen otras tecnologías de batería que son más pequeñas y livianas para el mismo almacenamiento de energía. Por ejemplo, las celdas de litio prismáticas de 20 Ah 3,3 V de A123 son de aproximadamente 500 g cada una. (210 W) / (3 V) = 70 A en total, por lo que cuatro celdas de 20 Ah pueden en teoría manejar esto durante una hora. Sin embargo, esto debe reducirse por varias razones, por lo tanto, calcule 5 celdas al menos durante una hora, por lo que 10 durante dos horas. Eso es 5 kg u 11 libras, aunque eso no cuenta el inversor, el cargador y la mecánica para mantenerlo todo.

Entonces, sí, se podría hacer a un costo considerable, ocuparía mucho espacio y peso, y costaría mucho. Una mejor respuesta es gastar el dinero en un mejor humidificador, uno diseñado para eficiencia y uso de batería de respaldo. No he mirado lo que hay ahí fuera, pero ahí es donde comenzaría.

Si su humidificador funciona con CA y necesita alimentarlo con una batería, deberá interponer un inversor entre la batería y el humidificador para convertir la salida de CC de la batería en la CA que necesita el humidificador.

Según las especificaciones, la entrada de energía en el peor de los casos al humidificador es en modo de cable calentado de 230V, donde la potencia disipada por el humidificador será de 184 vatios.

Asumir una eficiencia del 60% a través del inversor significa que para suministrar 184 vatios al humidificador, la batería debe suministrar aproximadamente 307 vatios al inversor.

Para una batería de 12 voltios, es una descarga de aproximadamente 26 amperios, por lo que si desea hacer funcionar el humidificador durante una hora antes de que la batería se agote, tendrá que tener una capacidad de 26 amperios-hora. Para una ejecución de dos horas, su capacidad debe ser de 52 amperios-hora; para una carrera de 3 horas, 78 amperios horas, y así sucesivamente.

Además, las capacidades de la batería generalmente se especifican con la variable de tiempo basada en la corriente tomada en C / 10 o C / 20, donde C es la capacidad de la batería en amperios-hora. Tomar corriente a una tasa mayor que la de incurre en una penalización de tiempo de ejecución, aproximadamente -10% a C, para plomo-ácido, si recuerdo correctamente.

En cualquier caso, lea detenidamente las hojas de datos de los fabricantes de baterías para obtener algo más definitivo y, por cierto, las baterías de descarga profunda, si usa ácido de plomo, probablemente sean lo que debería estar buscando.

Solo por curiosidad y ciertamente no significa ser ofensivo de ninguna manera, ¿cómo logras publicar aquí si eres cuadripléjico?

Si está interesado en explorar más soluciones de bricolaje, puede considerar un nebulizador en lugar del humidificador que está usando ahora:

Hemos estado usando el nebulizador en viajes largos con solución salina o agua estéril. El nebulizador no usa tanta electricidad y es más pequeño. Tenemos un inversor Die Hard Power que se conecta al encendedor del automóvil, y enchufamos el nebulizador y lo ejecutamos como mencioné con solución salina o agua estéril. Eso podría funcionar para usted. ( fuente )

Si es importante que el aire humidificado se caliente, esto no satisfará sus necesidades, pero si puede usar agua atomizada a temperatura ambiente en el aire del ventilador, entonces podría funcionar bastante bien y reduciría significativamente su consumo de energía. Sin embargo, necesitaría mantener la línea calentada o agregar una trampa de agua. Si trabajó más en él, podría controlar el nebulizador para que solo agregue agua al inhalar y apagar al exhalar. Esto reduciría la condensación y el desperdicio de agua, además de preservar la energía. Es posible que pueda encontrar un nebulizador que se adapte a su tubo tal cual, lo que lo hace fácil y económico de probar. Hay una serie de nebulizadores ultrasónicos portátiles que funcionan con baterías que son bastante económicos y que pueden ser probados.

Otro recurso para verificar son las máquinas CPAP. Hay algunos con humidificadores conectables que tienen una fuente de alimentación de CC. Simplemente compre el accesorio del humidificador, luego mire la fuente de alimentación y cree una batería y un regulador que proporcionen la misma potencia de CC. Estos serían más fáciles de alimentar con baterías. Al igual que el nebulizador, probablemente haya algunas compensaciones, pero probablemente valga la pena echarle un vistazo.

Me pregunto si sería mejor tener una punta de atomizador o un vaporizador ultrasónico justo en la entrada de la traqueotomía con energía y un pequeño tubo de suministro de agua que sube por el tubo de aire. Con el momento adecuado, una ráfaga de humedad iría con cada inhalación, sin generar nada para la exhalación. Tal vez un pequeño calentador si el agua necesitara estar tibia.

Gas natural = 13,900 Wh / kg

Batería de litio = 180 Whr / kg

Un humidificador es una unidad de calentamiento. Las baterías no son la forma más eficiente de transportar energía para calentar agua. El gas natural es Muuuuch más eficiente. Quizás haya unidades humidificadoras con gas disponibles.

Además, hoy en día, usan vibraciones para humidificar el agua, la producción de vapor de agua atmosférico puede adaptarse como un humidificador pulmonar, consumen alrededor de 10 vatios.

Ya tienes un montón de excelentes respuestas aquí. Varias personas ya han calculado los requisitos de energía por hora para su humidificador. Se han presentado las opciones de ácido de plomo y litio (batería de bicicleta eléctrica) mucho más livianas. El inversor es imprescindible para llevar el voltaje de la batería hasta 120 y AC. Desafortunadamente, un inversor eficiente será grande, algo costoso, causará una pérdida de al menos 15% de energía, será voluminoso, agregará cables eléctricos y ocupará espacio.

Le animo a investigar si alguna compañía fabrica un humidificador de 12 voltios. ¿Quizás el ejército los usa en el campo donde no hay electricidad y solo baterías? La mayoría de los electrodomésticos ahora se pueden comprar en forma de CC de 12 voltios, entonces, ¿por qué no un humidificador? Si no existe, es posible que pueda convencer a una empresa que fabrica humidificadores para que le cree una versión de 12 voltios CC. Seguramente hay muchas otras personas que buscan la independencia.

Solo un pensamiento para facilitar su proyecto.

Buena suerte.

Su unidad toma aproximadamente 180 W en 'modo de cable calentado' y aproximadamente 120 W sin. Agregue la sobrecarga de un inversor de red normal, digamos 80% de eficiencia, que se convierte en 225W para el modo calentado. Esto está en el rango de capacidad de las baterías de bicicletas eléctricas, por ejemplo, aquí hay una batería de 360 ​​Wh por GBP200 . Por lo tanto, cada batería de bicicleta eléctrica de 5 kg le proporcionará aproximadamente 1,5 horas, lo que disminuirá a medida que las baterías envejezcan.

El problema se convierte entonces en administrar las baterías: asegurarse de que se carguen correctamente, alimentar el inversor correctamente, si tiene varias baterías cuando cambiar entre ellas, cómo detectar que se están agotando, etc. Las soluciones de administración de baterías para bicicletas eléctricas y otros equipos pueden ayudar aquí.

Sin embargo, un problema mayor es el de la confiabilidad. Si la batería de su computadora portátil se agota, simplemente apáguela. Si la batería de su ventilador se agota, es potencialmente mortal. Diseñar un sistema para hacer frente a eso (copias de seguridad, a prueba de fallas, etc.) aumentará considerablemente el costo y el peso. Vender dicho dispositivo, o tal vez incluso regalarlo, también necesitaría la aprobación de la FDA o una autoridad reguladora equivalente: más tiempo y gastos. Querrán asegurarse de que el sistema no mate a las personas, y con razón.

Por lo tanto, puede pedirle ayuda a un amigo y puede salirse con la suya al aceptar correr el riesgo usted mismo. Pero realmente depende de cuánto tiempo puede hacer frente sin poder: si la respuesta es "muy pequeña", no me gustaría arriesgarla.

Puede extender la vida útil de la batería reduciendo las pérdidas en el sistema.

Una pérdida que mencionó es la condensación en el tubo contrarrestada por un cable calentado. Este calor escapará a través de las paredes del tubo y se perderá. Si agrega aislamiento al tubo, entonces el cable no necesitará tanta energía.

El otro que veo es la condensación en las paredes del humidificador y la "advertencia de superficies calientes". Esto permitirá que el calor escape; nuevamente el aislamiento ayudará. Aunque puede crear un peligro de incendio si el calor queda atrapado en el lugar equivocado. ¡precaución!

Solo para descartar una teoría teórica bastante extrema ... (esto no tendría mucho sentido a menos que quisieras una solución total, incluida la alimentación de una silla de ruedas: el propio humidi-vent podría hacerse mucho más fácilmente con baterías de litio si subes de voltaje) , pero sería relativamente ineficiente [lo cual no es realmente un problema importante, simplemente "se siente mal" hacer]

Es posible que pueda adquirir baterías LiFePO4 de China como una solución portátil a largo plazo. Podría tomar 77 baterías LiFePO4 de 3.2V a 100Ah cada una y encontrar un método de regulación para estimar la salida a 230V (al probar las baterías LiFePO4 LR6, parece que los fabricantes tienden a llamar a ~ 3V el punto de corte cuando anuncian Ah). No debe ejecutarlos por debajo de 3V (solo porque el voltaje bajo carga cae de un acantilado alrededor de ese punto), pero también debe tener en cuenta que los LiFePO4 comienzan con una "sobretensión" rápida a un voltaje significativamente por encima de las especificaciones (~ 3.9V): esto probablemente arruinaría cualquier poder de extracción, por lo que realmente necesita ser regulado.

De todos modos, suponiendo 300Wh por batería, eso llegaría a 23.1KWh. Suponiendo que la unidad consume 35W en promedio, esto le daría ~ 3 semanas de potencia (factorizando la autodescarga). Si también accionara las huellas de las sillas de ruedas (haciendo una estimación aproximada con información incompleta, aquí), y suponiendo que esté en movimiento (a una velocidad de caminata [~ 3.7 mph] en un terreno bastante plano) ~ 10% de un ciclo de 24 horas, tendríamos agregue ~ 12.5Wh a los 35Wh del humidi-vent para un tiempo estimado de ejecución de ~ una semana y media.

-Pero, por supuesto, supongamos que estás en algún tipo de viaje similar al senderismo (teniendo en cuenta que este tipo de batería es relativamente bueno con el calor y la luz solar normales) y te mueves el 60% del tiempo en condiciones difíciles terreno a velocidad de caminata para un consumo promedio por hora de 240 Wh (275 después del humidi-vent). Tiempo de ejecución estimado supondría un poco más de tres días completos, lo que permite un viaje de fin de semana decente.

Estimaría el costo de las baterías en alrededor de $ 7,700 (esta no es una estimación conservadora y supone que obtienes un trato bastante sólido). Necesitaría un regulador (~ $ 100), marco / cableado bancario (~ $ 500) y método de carga (~ $ 500-5000). Probablemente también necesite algún tipo de polipasto o método de deslizamiento para retirar el banco para cargar (alternativamente, un marco de carga podría encajar sobre las baterías, pero tendría que dejar la silla de ruedas). Con el trabajo de alguien (~ 25-75h), supongo que este proyecto vendría a ~ $ 11k. Sin embargo, podría reducir la cantidad de baterías a la mitad y ejecutar a 115V, lo que reduciría aproximadamente todos los costos a la mitad (ya que el banco de baterías podría costar un poco más de un par de cientos de libras si el tamaño se redujera a la mitad, puede ser posible solo necesita un par de personas para moverlo manualmente, suponiendo que tenga buenos puntos de agarre), donde solo necesitaría disminuir los tiempos de ejecución dados originalmente en ~ 55%. Sin embargo, el proyecto sería una tontería si no alimentara una silla de ruedas eléctrica, pero usted gana significativamente en eficiencia al no tener que subir el voltaje. Este banco serámasivo , como 2-4 baterías de carretilla elevadora eléctrica (pero el banco no necesariamente tiene que ser un bloque sólido ya que efectivamente tiene 77 "módulos"), y pesa ~ 500 libras (aunque suponiendo que la carga esté bien centrada y asegurada, podría probablemente se vuelva un poco más loco al conducir en superficies anguladas, a menos que sea resbaladizo, donde un vuelco definitivamente podría ser letal). Dependiendo casi por completo de cómo se armó el cargador, debería poder obtener entre 1500 y 4000 ciclos de carga / descarga de este banco antes de caer por debajo del 80% de la capacidad original (creo que una solución LiFePO4 le duraría> 15 años incluso antes de darse cuenta no tiene tanta carga, y probablemente podría durar toda la vida si está dispuesto a soportar la necesidad de cargarla cada semana más o menos).

Notas adicionales: dado que la descarga por celda será extremadamente baja (dado que la carga se dividirá entre una cantidad relativamente grande de celdas), los tiempos de ejecución son probablemente de ~ 10-20% subestimados (debería poder obtener una cantidad significativa más de 100 Ah por batería). Deben correr relativamente bien y no son propensos a explotar. Tampoco tendría mucho de qué preocuparse con respecto al mantenimiento. No tuve en cuenta el peso del banco al estimar el sorteo de la silla eléctrica, y solo tengo una leve idea de lo que dibuja una silla eléctrica (y especialmente débil cuando pienso en lo que dibuja su dispositivo misterioso), y ni siquiera saber si la silla de ruedas está clasificada para el peso adicional. Es probable que se puedan hacer mejores compromisos para reducir el tamaño del banco a costa del tiempo de ejecución; eso sería una discusión para tener con alguien que no Resulta que tiene unos minutos libres sin el conocimiento apropiado y no solo busca una distracción. :PAGS

Todo lo mejor: suena como un proyecto divertido. Es posible que pueda encontrar un profesional local dispuesto a asumir el proyecto solo por la experiencia.

ETA: Un regulador bien diseñado sería capaz de cortar la energía a todo, excepto al humidi-vent, una vez que el voltaje promedio por batería caiga por debajo de 3V. Idealmente, cambiaría a 115 V y baja tensión, lo que le permitirá extraer completamente de las baterías (LiFePO4 no es DEMASIADO exigente con descargas profundas como, por ejemplo, un plomo-ácido, pero la salida de voltaje cae una vez que se descarga por debajo de 3 V, entonces es necesario cambiar a 115V). Supongo que esto le daría días de tiempo de ejecución adicional en el humidi-vent en caso de emergencia. Un cargador complejo (pesado, grande, costoso) dentro de la silla podría permitir soluciones solares o simplemente enchufarlo a la pared, pero creo que los costos superan los beneficios.

La respuesta a su pregunta es sí , puede alimentar su humidificador con una batería. Todo lo que necesita es un inversor que tome el voltaje de la batería y lo convierta al voltaje (y corriente) requerido por el humidificador.
Usando las especificaciones proporcionadas, necesita (mínimo) una salida de 120v, 2A (240W) ; Inversor de entrada 12v 20A ; y una batería marina de "descarga profunda" de 12v, 400CCA.

La batería y el inversor se pueden montar en un pequeño remolque (cualquier cosa con ruedas) para que la silla pueda conectarlo y remolcarlo fácilmente. Para simplificar las cosas, recomiendo duplicar esto para que una unidad se cargue mientras se usa la otra. ¡Buena suerte!

Puede considerar usar una batería más pequeña con recarga continua a través de una celda de combustible. Ver: http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

Algunos problemas de las celdas de combustible son: (1) generación de calor ... las celdas de combustible más eficientes tienden a funcionar a temperaturas más altas y (2) el consumo de oxígeno.

Una celda de combustible podría funcionar con cartuchos de gas natural o propano reemplazables, lo que da como resultado vapor de agua como subproducto. Esto consumiría oxígeno, por lo que no querrá usar esto en un espacio confinado. Las celdas de combustible carecen de los subproductos nocivos que uno desconfiaría de los generadores de combustible tradicionales.

Desafortunadamente, no sé dónde encontrar una celda de combustible adecuada. En términos de baterías, comenzaría investigando las baterías selladas utilizadas para la aviación. La calidad y el alcance del entorno utilizado para las baterías de aviones modernos medianos y grandes es muy alta.

Si puede tolerar tener un equipo al aire libre que suministre un cable de alimentación en el interior, entonces hay una solución mucho más barata. Un motor de cortacésped que conduce un alternador de automóvil es muchísimo más barato que el inversor y las baterías. Dado que la gasolina es 9700wh / litro; El sistema total para el suministro de 12 voltios también es mucho menos peso. Incluso teniendo en cuenta las pérdidas de eficiencia; un motor de cortacésped de 5 hp podría hacer funcionar el equipo y cargar las baterías al mismo tiempo, por lo que podría disponerse para operar un "quemador de gas" que genera gases de escape de manera intermitente.