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

Question

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

En primer lugar, permítanme que les dé un poco de contexto a mi pregunta. Soy tetrapléjico y utilizo un respirador para ayudarme a respirar. La configuración del ventilador incluye un humidificador para mantener mis pulmones húmedos. En mi situación particular, no puedo estar sin humidificación durante un periodo de tiempo significativo. Utilizo un cable térmico con el humidificador que reduce la condensación en el tubo del respirador. 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 propia batería, pero el humidificador no. Como puede imaginar, la necesidad de estar conectado a una toma de corriente limita mucho mi movilidad.

Teniendo en cuenta todo esto, me encantaría poder alimentar mi humidificador con algún tipo de batería, aunque no sé cómo ni si es posible. Con los avances en la tecnología de las baterías, me gustaría pensar que es posible. Mi idea inicial era conectarlo a las baterías que alimentan mi silla de ruedas, pero la gente que hace el mantenimiento de mi silla me dijo que esas baterías se agotarían rápidamente con el humidificador.

Aquí están las especificaciones eléctricas del humidificador, junto con un par de imágenes más:

Así que, creo que tengo varias preguntas. ¿Por dónde empezaría si tuviera que resolver este problema? ¿Qué capacidad de batería necesitaría para hacer funcionar el humidificador durante varias horas? ¿Se puede conseguir fácilmente una batería de este tipo o habría que diseñarla específicamente para este fin? ¿Podría conectarse a tierra? ¿Hay algún otro problema que pueda estar pasando por alto?

Les agradecería mucho cualquier conocimiento que pudieran compartir conmigo.

Muchas gracias, David

Answer 1

Mi mujer tiene un HC-150, que es más pequeño que el tuyo porque sólo lo utiliza por la noche. Sin embargo, como dijo Olin, una unidad más pequeña podría ser una opción si solo la necesitas durante unas horas.

En las otras respuestas se hablaba de los picos de corriente, pero lo importante para la capacidad de la batería es el media corriente. La unidad de mi mujer alcanza un pico de unos 90 W, pero sólo funciona con un ciclo de trabajo del 33% en el arranque en frío, y mucho menos que eso una vez calentada, lo que significa un consumo medio de energía muy por debajo de los 30 W. Ella hace funcionar fácilmente su humidificador y su CPAP con una sola unidad. batería marina de ciclo profundo durante más de 9 horas en las acampadas. Es pesado, pero no tanto como para no poder montarlo en una silla de ruedas.

La mejor manera de conocer su consumo medio real de energía es obtener un matador de vatios y medir durante varias horas en condiciones típicas. O simplemente adopta el enfoque experimental, compra una batería y el inversor más eficiente que puedas permitirte, y comprueba cuánto dura mientras estás seguro en casa. Probablemente también quieras algún tipo de indicador de nivel para no descargar demasiado.

Tenga en cuenta que la potencia máxima sigue siendo importante a la hora de seleccionar su inversor, porque tiene que ser capaz de manejar esa potencia, más un cierto margen de eficiencia y error, aunque sólo sea para ráfagas cortas.

Otra cosa que hay que tener en cuenta si lo quieres para moverte por tu propia casa podría ser algún tipo de estación de acoplamiento/carga para que cuando te muevas a una nueva habitación puedas desenchufar y volver a enchufar. Busca una estación de carga para robots para obtener algunas ideas.

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

Answer 2

El problema básico es que este humidificador necesita mucha potencia. Necesita 184 W en el peor de los casos según las especificaciones que has proporcionado, así que digamos que 210 W en un inversor. Digamos que tiene que mantener esto durante 2 horas, por lo que es 1,5 MJ. Hasta ahora todo esto es física básica, nada que la electrónica inteligente pueda evitar.

Pongamos la cifra de 1,5 MJ en perspectiva de una batería de coche. 210 W a 12 V requieren 17,5 A. Durante dos horas, eso es 35 Ah, pero no se puede agotar una batería así sin dañarla. En términos de batería de coche, necesitarías una de 50 Ah como mínimo. Eso no va a ser ni pequeño ni ligero.

Hoy en día existen otras tecnologías de baterías que son más pequeñas y ligeras para el mismo almacenamiento de energía. Por ejemplo, las celdas prismáticas de litio de 20 Ah y 3,3 V de A123 pesan unos 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, hay que reducir la potencia por varias razones, así que calcula 5 celdas al menos para una hora de duración, y 10 para dos horas. Eso son 5 kg o 11 libras, aunque eso no cuenta el inversor, el cargador y la mecánica para sostenerlo todo.

Así que, sí, podría hacerse con un gasto importante, ocuparía mucho espacio y peso, y costaría mucho. Una mejor respuesta es gastar el dinero en un mejor humidificador, uno que fue diseñado para la eficiencia y el uso de la batería de respaldo. No he mirado lo que hay por ahí, pero por ahí es por donde yo empezaría.

Answer 3

Si su humidificador funciona con CA y necesita alimentarlo con una batería, tendrá que 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, el peor caso de entrada de energía al humidificador es en el modo de cable calentado de 230 V, donde la energía disipada por el humidificador será de 184 vatios.

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

Para una batería de 12 voltios, eso supone un consumo de unos 26 amperios, así que si quieres hacer funcionar el humidificador durante una hora antes de que la batería se agote, tendrá que tener una capacidad de 26 amperios-hora. Para un funcionamiento de dos horas, su capacidad debe ser de 52 amperios-hora; para un funcionamiento de 3 horas, 78 amperios-hora, y así sucesivamente.

Además, las capacidades de las baterías suelen especificarse con la variable de tiempo basada en la corriente tomada a C/10 o C/20, donde C es la capacidad de la batería en amperios-hora. Tomar la corriente a una velocidad superior a la indicada conlleva una penalización del tiempo de funcionamiento, aproximadamente un -10% a C, para las de plomo-ácido, si no recuerdo mal.

En cualquier caso, consulta las hojas de datos de los fabricantes de baterías para obtener algo más definitivo y, por cierto, las baterías de descarga profunda -si te decantas por las de plomo-ácido- son probablemente las que deberías investigar.

Sólo por curiosidad, y sin ánimo de ofender, ¿cómo se las arregla para publicar aquí si es tetrapléjico?

Answer 4

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

Hemos estado utilizando el nebulizador en viajes largos con suero fisiológico o agua estéril. El nebulizador no utiliza tanta electricidad y es más pequeño. Tenemos un inversor Die Hard Power que se conecta al encendedor del coche, y conectamos el nebulizador a él y lo hacemos funcionar como he mencionado 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 utilizar agua a temperatura ambiente atomizada en el aire del ventilador, entonces podría funcionar bastante bien, y reduciría significativamente su uso de energía. Sin embargo, tendrías que mantener la línea calentada o añadir un colector de agua. Si se trabaja más en ello, se podría controlar el nebulizador para que sólo añadiera agua al inhalar y se apagara 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 y como está, lo que hace que sea fácil y barato de probar. Hay una serie de nebulizadores ultrasónicos portátiles que funcionan con pilas y que son bastante baratos y que podrían probarse.

Otro recurso que hay que consultar son las máquinas CPAP. Hay algunas con humidificadores acoplables que tienen una fuente de alimentación de CC. Sólo tienes que comprar el humidificador acoplable, luego mirar la fuente de alimentación y crear un paquete de baterías y un regulador que proporcione la misma energía de CC. Estos serían más fáciles de alimentar con baterías. Al igual que el nebulizador, es probable que haya algunos inconvenientes, pero probablemente valga la pena comprobarlo.

Me pregunto si sería mejor tener una punta atomizadora o un vaporizador ultrasónico justo en la entrada de la traqueotomía con energía y un pequeño tubo de suministro de agua que suba por el tubo de aire. Con el tiempo adecuado, una ráfaga de humedad iría con cada inhalación, generando nada para la exhalación. Tal vez un pequeño calentador si el agua necesita estar caliente.

Answer 5

Gas natural = 13.900 Wh/kg

Batería de litio = 180 Whr/kg

Un humidificador es una unidad de calefacción. Las baterías no son la forma más eficiente de transportar energía para calentar el agua. El gas natural es mucho más eficiente. Tal vez haya unidades de humidificación con gas disponibles.

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