Je suis tétraplégique. Serait-il possible d'alimenter mon humidificateur à ventilation avec une batterie?

Je suis un novice absolu en matière d'électrotechnique et j'espère donc que votre expertise pourra me guider dans la bonne direction. Je sais que ceci est un article inhabituel pour ce forum, et je vous remercie donc d’avance de votre considération.

Tout d’abord, permettez-moi de situer ma question dans son contexte. Je suis tétraplégique et j'utilise un ventilateur pour faciliter ma respiration. La configuration du ventilateur comprend un humidificateur pour garder mes poumons humides. Dans ma situation particulière, je ne peux pas rester sans humidification pendant une période de temps importante. J'utilise un fil chauffant avec l'humidificateur qui diminue la condensation dans la tubulure du ventilateur. Le ventilateur et l'humidificateur sont attachés à mon fauteuil roulant et chacun a ses propres cordons d'alimentation. Le ventilateur possède également son propre composant de batterie, mais pas l'humidificateur. Comme vous pouvez l’imaginer, le fait de devoir être connecté à une prise de courant limite considérablement ma mobilité.

Compte tenu de tout cela, j'aimerais pouvoir alimenter mon humidificateur avec un type de batterie - bien que je ne sache pas comment faire ou si cela est possible. Avec les progrès de la technologie de la batterie, j'aimerais penser que c'est possible. Mon idée de départ était de relier les batteries qui alimentent mon fauteuil roulant, mais les personnes chargées de l'entretien de mon fauteuil m'ont dit que ces batteries seraient rapidement épuisées par l'humidificateur.

Voici les spécifications électriques de l'humidificateur, ainsi que quelques autres images:

Donc, je suppose que j'ai plusieurs questions. Par où commenceriez-vous si vous aviez besoin de résoudre ce problème? De quelle batterie aurais-je besoin pour faire fonctionner l'humidificateur pendant plusieurs heures? Une telle batterie est-elle facilement disponible ou faudrait-il la concevoir spécifiquement à cette fin? La connexion pourrait-elle être mise à la terre? Y a-t-il d'autres problèmes que je pourrais négliger?

Je serais très reconnaissant pour toute connaissance que vous pourriez partager avec moi.

Merci beaucoup, David

Ma femme a un HC-150, qui est plus petit que le vôtre, car elle ne l'utilise que la nuit. Cependant, comme l'a dit Olin, une unité plus petite pourrait être une option si vous n'en avez besoin que pendant quelques heures.

Les autres réponses portaient sur les courants nominaux de pointe, mais ce qui est important pour la capacité de la batterie, c’est le courant moyen . L’unité de ma femme culmine à environ 90W, mais ne fonctionne qu’à environ 33% de son cycle de travail lors d’un démarrage à froid, et beaucoup moins que celle qui s’est réchauffée une fois, ce qui signifie une consommation moyenne bien inférieure à 30W. Elle utilise facilement son humidificateur et son appareil CPAP à partir d’une batterie marine à cycle profond pendant plus de 9 heures sur des camps. C'est lourd, mais pas si lourd qu'on ne pouvait pas le monter sur un fauteuil roulant.

Le meilleur moyen de connaître votre consommation électrique moyenne actuelle consiste à obtenir une valeur de destruction du watt et à mesurer pendant plusieurs heures dans des conditions normales. Ou bien prenez simplement une approche expérimentale, achetez une batterie et l'onduleur le plus efficace que vous puissiez vous permettre, et voyez combien de temps cela durera tant que vous serez en sécurité chez vous. Vous voulez probablement aussi une sorte d'indicateur de niveau afin de ne pas vous décharger trop loin.

Notez que la puissance de pointe est toujours importante lors de la sélection de votre onduleur, car il doit être capable de gérer cette puissance, plus une marge d'efficacité et d'erreur, même si ce n'est que pour de courtes rafales.

Un autre élément à considérer si vous souhaitez utiliser votre domicile pour vous déplacer peut être une sorte de station d'accueil / de charge. Ainsi, lorsque vous vous déplacez dans une nouvelle pièce, vous pouvez vous débrancher et vous rebrancher. Rechercher une station de charge de robot pour quelques idées.

Ma fille est atteinte de paralysie cérébrale et je sais à quel point la mobilité est importante pour elle. Je vous souhaite bonne chance pour trouver une bonne solution.

Le problème fondamental est que cet humidificateur a besoin de beaucoup de puissance. Selon les spécifications que vous avez fournies, il a besoin de 184 W dans le cas le plus défavorable, donc disons 210 W dans un onduleur. Disons que cela doit durer 2 heures, donc 1,5 MJ. Jusqu'à présent, il s'agit uniquement de bases de la physique, aucune électronique intelligente ne peut se déplacer.

Mettons le chiffre de 1,5 MJ en perspective d'une batterie de voiture. 210 W à 12 V nécessitent 17,5 A. Cela fait 35 Ah pendant deux heures, mais vous ne pouvez pas vider complètement une telle batterie sans l'endommager. En termes de batterie de voiture, il vous en faudrait une au moins 50 Ah. Cela ne va pas être petit ou léger.

Aujourd'hui, il existe d'autres technologies de batterie plus petites et plus légères pour le même stockage d'énergie. Par exemple, les piles au lithium prismatiques 20 Ah 3,3 V de A123 pèsent environ 500 g chacune. (210 W) / (3 V) = 70 Un total, donc quatre cellules de 20 Ah peuvent en théorie le gérer pendant une heure. Toutefois, cela doit être déclassé pour diverses raisons. Figure 5 cellules au moins pendant une heure, donc 10 heures pour deux heures. C'est 5 kg ou 11 livres, bien que cela ne compte pas l'onduleur, le chargeur et la mécanique pour tout tenir.

Donc, oui, cela pourrait être fait avec des dépenses considérables, prendrait beaucoup de place et de poids, et coûterait beaucoup. Une meilleure solution consiste à dépenser de l'argent à la place dans un meilleur humidificateur, conçu pour l'efficacité et la sauvegarde de la batterie. Je n'ai pas regardé ce qui se passe comme ça, mais c'est par là que je commencerais.

Si votre humidificateur fonctionne sur le secteur et que vous devez l’alimenter à partir d’une batterie, vous devrez alors intercaler un onduleur entre la batterie et l’humidificateur afin de convertir la sortie CC de la batterie en un secteur conforme aux besoins de l’humidificateur.

D'après les spécifications, la pire puissance fournie à l'humidificateur est en mode fil chauffé 230 V, la puissance dissipée par l'humidificateur étant de 184 watts.

En supposant une efficacité de 60% à travers l’onduleur, pour alimenter l’humidificateur à 184 watts, la batterie doit fournir environ 307 watts à l’onduleur.

Pour une batterie de 12 volts, cela représente une consommation d’environ 26 ampères. Par conséquent, si vous souhaitez faire fonctionner l’humidificateur pendant une heure avant que la batterie ne se vide, sa capacité sera de 26 ampères-heures. Pour une durée de deux heures, sa capacité doit être de 52 ampères-heures; pendant 3 heures, 78 ampères-heures, etc.

De plus, les capacités de la batterie sont généralement spécifiées avec la variable de temps en fonction du courant pris à C / 10 ou C / 20, C étant la capacité de la batterie en ampères-heures. Prendre du courant à un taux supérieur à celui-ci entraîne une pénalité de temps d'exécution, d'environ -10% à C, pour le plomb-acide, si je me souviens bien.

Quoi qu'il en soit, parcourez les fiches techniques des fabricants de batteries pour trouver quelque chose de plus précis et, en passant, les batteries à décharge profonde - si vous utilisez du plomb-acide - sont probablement ce que vous devriez étudier.

Juste par curiosité et ne voulant certainement pas être offensant, comment arrivez-vous à poster ici si vous êtes tétraplégique?

Si vous souhaitez explorer d'autres solutions de bricolage, vous pouvez envisager un nébuliseur plutôt que l'humidificateur que vous utilisez actuellement:

Nous utilisons le nébuliseur lors de longs voyages avec de l'eau salée ou stérile. Le nébuliseur utilise moins d’électricité et est plus petit. Nous avons un onduleur Die Hard Power qui se branche dans l'allume-cigare de la voiture. Nous y brancheons le nébuliseur et le faisons fonctionner comme je l'ai mentionné avec de l'eau salée ou stérile. Cela pourrait fonctionner pour vous. ( source )

S'il est important que l'air humidifié soit chauffé, cela ne répondra pas à vos besoins, mais si vous pouvez utiliser de l'eau pulvérisée à la température de la pièce dans l'air du ventilateur, elle fonctionnera peut-être plutôt bien et réduira considérablement votre consommation d'énergie. Vous devez cependant garder la conduite chauffée ou ajouter un piège à eau. Si vous y travailliez plus avant, vous pourriez contrôler le nébuliseur pour qu'il ajoute de l'eau uniquement lors de l'inspiration et désactivé lors de l'expiration. Cela réduirait la condensation et le gaspillage d'eau, tout en préservant l'énergie. Vous pourrez peut-être trouver un nébuliseur qui s'adapte à votre tube tel quel, le rendant ainsi facile et peu coûteux à essayer. Un certain nombre de nébuliseurs à ultrasons portables fonctionnant sur piles sont relativement peu coûteux et pourraient être testés.

Les machines CPAP sont une autre ressource à vérifier. Certains sont équipés d'humidificateurs amovibles dotés d'une alimentation en courant continu. Il suffit d’acheter l’accessoire d’humidificateur, puis de regarder le bloc d’alimentation et de créer un bloc-piles et un régulateur qui fournissent le même courant continu. Celles-ci seraient plus faciles à alimenter avec des piles. Comme le nébuliseur, il y a probablement des compromis, mais cela vaut probablement la peine de vérifier.

Je me demande s'il serait préférable d'avoir un embout d'atomiseur ou un vaporisateur à ultrasons juste à l'entrée de la trachéotomie avec alimentation et un petit tuyau d'alimentation en eau montant dans le tube à air. Avec un bon timing, un souffle d'humidité accompagnerait chaque inspiration, ne générant rien pour l'expiration. Peut-être un peu de chauffage si l'eau doit être chaude.

Gaz naturel = 13 900 Wh / kg

Batterie au lithium = 180 Whr / kg

Un humidificateur est une unité de chauffage. Les piles ne sont pas le moyen le plus efficace de transporter de l’énergie pour chauffer de l’eau. Le gaz naturel est Muuuuch plus efficace. Peut-être existe-t-il des humidificateurs utilisant du gaz disponible.

De plus, de nos jours, ils utilisent des vibrations pour humidifier l'eau. La production de vapeur d'eau dans l'atmosphère peut peut-être être adaptée à l'humidificateur de poumon. Ils consomment environ 10 watts.

Vous avez déjà un tas d'excellentes réponses. Plusieurs personnes ont déjà calculé les besoins énergétiques horaires de votre humidificateur. Les options plomb acide et lithium beaucoup plus légère (batterie de vélo électrique) ont été présentées. L'onduleur est indispensable pour amener la tension de la batterie à 120 et à AC. Malheureusement, un onduleur efficace sera volumineux, un peu coûteux, causera une perte d’énergie d’au moins 15%, sera encombrant, ajoutera des cordons électriques et prendra de la place.

Je vous encourage à rechercher si une entreprise fabrique un humidificateur 12 volts. Peut-être que l'armée les utilise sur le terrain où il n'y a pas d'électricité et uniquement des batteries? La plupart des appareils ménagers peuvent maintenant être achetés en courant continu 12 volts, alors pourquoi pas un humidificateur. S'il n'en existe pas, vous pourrez peut-être convaincre une entreprise qui fabrique des humidificateurs de vous fabriquer une version 12 volts CC. Il y a sûrement beaucoup d'autres personnes qui recherchent elles-mêmes leur indépendance.

Juste une pensée pour rendre votre projet plus facile.

Bonne chance.

Votre appareil prend environ 180W en «mode fil chauffé» et environ 120W sans. Ajoutez à cela les frais généraux d’un onduleur classique, par exemple une efficacité de 80%, qui devient 225W pour le mode chauffé. C’est dans la gamme de capacité des batteries de vélo électrique, par exemple une batterie de 360Wh pour 200 GBP . Ainsi, chaque batterie de vélo électrique de 5 kg vous prend environ 1,5 heure, ce qui diminue avec le vieillissement de la batterie.

Le problème consiste alors à gérer les batteries: s'assurer qu'elles se chargent correctement, alimenter l'onduleur correctement, si vous avez plusieurs batteries pour changer de batterie, comment les détecter, etc., les solutions de gestion de la batterie pour les vélos électriques et autres équipements peuvent aider ici.

Cependant, un problème plus important est celui de la fiabilité. Si la batterie de votre ordinateur portable meurt, il vous suffit de l'éteindre. Si la batterie de votre ventilateur meurt, cela peut mettre votre vie en danger. Concevoir un système pour y faire face (sauvegardes, défaillances, etc.) alourdira considérablement le coût et le poids. La vente d'un tel dispositif, ou peut-être même en donner un, nécessiterait également l'approbation de la FDA ou d'un organisme de réglementation équivalent - plus de temps et d'argent. Ils voudront s'assurer que le système ne tuera pas les gens, et à juste titre.

Vous pouvez donc demander à un ami de vous aider et vous en sortir en acceptant de prendre le risque vous-même. Mais cela dépend vraiment de combien de temps vous pouvez vous débrouiller sans électricité - si la réponse est «très peu», je ne voudrais pas risquer cela.

Vous pouvez prolonger la durée de vie de la batterie en réduisant les pertes dans le système.

Une des pertes que vous avez mentionnées est la condensation dans la tubulure contrée par un fil chauffé. Cette chaleur va s'échapper à travers les parois du tube et être perdue. Si vous ajoutez de l'isolant au tube, le fil ne nécessitera pas autant de puissance.

L’autre aspect que je vois est la condensation sur les parois de l’humidificateur lui-même et l’avertissement concernant les surfaces chaudes. Cela permettra à la chaleur de s'échapper; encore une fois, l’isolation aidera. Cependant, cela peut créer un risque d’incendie si la chaleur est emprisonnée au mauvais endroit. mise en garde!

Juste pour lancer une théorie assez extrême ... (Cela n'aurait aucun sens si vous ne souhaitiez pas une solution complète, y compris l'alimentation d'un fauteuil roulant - l'humidi-évent lui-même pourrait être fait beaucoup plus facilement avec des batteries au lithium , mais ce serait relativement inefficace

Il est possible que vous achetiez des piles LiFePO4 en Chine en tant que solution portable à long terme. Vous pourriez prendre 77 piles 3.2V LiFePO4 à 100Ah et trouver une méthode de régulation pour une sortie moyenne à 230V (après avoir testé les batteries LiFePO4 LR6, il semble que les fabricants ont tendance à appeler ~ 3V le point de coupure lorsqu'ils annoncent Ah). Vous ne devriez pas les utiliser en dessous de 3V (uniquement parce que la tension sous charge tombe d'une falaise autour de ce point), mais vous voudrez également garder à l'esprit que les LiFePO4 commencent par une "surtension" rapide à une tension nettement supérieure à la spécification (~ 3.9V) - cela ruinerait probablement tout ce qui en tire le pouvoir, il faut donc le réguler.

Quoi qu'il en soit, si nous supposons 300Wh par batterie, cela équivaut à 23,1KWh. En supposant que l'unité consomme 35W en moyenne, cela vous donnerait environ 3 semaines de puissance (en tenant compte de l'autodécharge). Si cela alimente également les marches du fauteuil roulant (en jetant une estimation approximative avec des informations incomplètes, ici), et en supposant que vous soyez en mouvement (à une vitesse de marche de ~ 3,7 mph) ~ 10% d'un cycle de 24h ajoutez environ 12,5Wh aux 35Wh de l'humidi-évent pour une durée de fonctionnement estimée à environ une semaine et demie.

-Mais pour l'enfer, supposons que vous faites une randonnée similaire (en gardant à l'esprit que ce type de batterie est relativement bon avec la chaleur extérieure normale et la lumière du soleil) et que vous vous déplacez 60% du temps sur des terrains difficiles terrain à la vitesse de marche pour une consommation horaire moyenne de 240Wh (275 après l’humidi-vent). La durée de fonctionnement estimée serait un peu plus de trois jours complets, permettant un week-end décent.

J’estimerais le coût des batteries à environ 7 700 dollars (ce n’est pas une estimation prudente et suppose que vous obtenez un contrat assez solide). Vous auriez besoin d’un régulateur (~ 100 USD), d’un système bancaire (~ 500 USD) et d’une méthode de facturation (~ 500-5000 USD). Vous auriez probablement aussi besoin d'une sorte de treuil ou d'une méthode coulissante pour retirer la banque lors du chargement (ou bien, un cadre de chargement pourrait s'adapter aux batteries, mais vous devrez quitter le fauteuil roulant). Avec le travail de quelqu'un (~ 25-75h), je suppose que ce projet aurait coûté environ 11k $. Cependant, vous pourriez réduire le nombre de batteries de moitié et utiliser une charge de 115 V, ce qui réduirait sensiblement tous les coûts de moitié (étant donné que le parc de batteries atteindrait un peu plus de deux cents livres sterling si la taille était divisée par deux, cela pourrait être possible. avoir besoin que de quelques personnes pour le déplacer manuellement en supposant qu'il ait de bons points de préhension), où il vous suffirait de réduire d'environ 55% les temps d'exécution donnés à l'origine. Le projet serait ridicule s'il n'alimente pas un fauteuil roulant électrique, mais vous gagnez en efficacité de manière significative si vous n'avez pas besoin de monter en tension. Cette banque seramassives , comme 2 à 4 batteries de chariot élévateur électrique (mais la banque ne doit pas nécessairement être un bloc solide puisque vous avez effectivement 77 modules), et pesez environ 500 lb (en supposant que la charge est bien centrée et sécurisée, vous pourriez devenir probablement un peu plus fou avec la conduite sur des surfaces inclinées - à moins que ce soit glissant, où un renversement pourrait certainement être mortel). Dépendant presque entièrement de la configuration du chargeur, vous devriez pouvoir extraire 1500 à 4000 cycles de charge / décharge de cette banque avant de tomber en dessous de 80% de la capacité initiale (je pense qu'une solution LiFePO4 durerait plus de 15 ans avant même de vous rendre compte il ne tient pas autant de charge, et il serait probablement capable de durer toute une vie si vous êtes prêt à supporter de devoir le charger toutes les semaines).

Notes additionnelles: Étant donné que le débit par cellule sera extrêmement faible (la charge sera répartie entre un nombre relativement important de cellules), les durées de fonctionnement sont probablement sous-estimées à environ 10 à 20% (vous devriez pouvoir obtenir des résultats significatifs. plus de 100AH ​​par batterie). Ils devraient courir relativement cool et ne sont pas enclins à exploser. De plus, vous n’auriez pas à vous soucier de l’entretien. Je n’ai pas pris en compte le poids de la banque dans l’estimation du tirage au sort sur fauteuil roulant, et j’ai une faible idée de ce qu’attire un fauteuil motorisé (et particulièrement lorsque je pense à ce que votre dispositif mystère dessine), et même pas. savoir si le fauteuil roulant est conçu pour le poids supplémentaire. De meilleurs compromis pourraient probablement être faits pour réduire la taille de la banque au détriment de la durée d'exécution - ce serait une discussion à avoir avec quelqu'un qui n'en a pas. Il se peut que vous disposiez de quelques minutes gratuites sans connaissances appropriées et que vous ne cherchiez pas seulement une distraction. : P

Tout le meilleur - sonne comme un projet amusant. Vous pourrez peut-être trouver un professionnel local prêt à entreprendre le projet juste pour l'expérience.

ETA: Un régulateur bien conçu serait en mesure de couper l’alimentation de tous les appareils, à l’exception de l’humidi-évent une fois que la tension moyenne par batterie est tombée en dessous de 3V. Idéalement, il passerait à 115V et à la tension descendante, vous permettant ainsi de tirer entièrement sur les batteries (LiFePO4 n'est pas trop pointilleux en matière de décharge profonde comme, par exemple, un acide au plomb, mais la tension de sortie chute une fois déchargée en dessous de 3V, il est donc nécessaire de passer à 115V). J'imagine que cela vous donnerait des jours de fonctionnement supplémentaires sur l'humidi-évent en cas d'urgence. Un chargeur complexe (lourd, gros, coûteux) à l'intérieur du fauteuil pourrait permettre des solutions solaires ou un simple branchement au mur, mais je penserais que les coûts dépassent les avantages.

La réponse à votre question est oui , vous pouvez alimenter votre humidificateur à partir d’une batterie. Tout ce dont vous avez besoin est un onduleur qui prend la tension de la batterie et la convertit en tension (et en courant) requise par l'humidificateur.
En utilisant les spécifications fournies, vous avez besoin (minimum) d’une sortie 120V, 2A (240W) ; Inverseur d' entrée 12v 20A ; et une batterie marine à décharge profonde 12v, 400CCA.

La batterie et l'onduleur peuvent être montés sur une petite remorque (tout ce qui a des roues) afin de pouvoir être facilement attelés et remorqués par le fauteuil. Pour simplifier les choses, je vous recommande de dupliquer cette opération afin qu'une unité soit en charge pendant que l'autre est utilisée. Bonne chance!

Vous pourriez envisager d’utiliser une batterie plus petite avec une recharge continue via une pile à combustible. Voir: http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

Certains problèmes liés aux piles à combustible sont les suivants: (1) production de chaleur ... les piles à combustible plus efficaces ont tendance à fonctionner à des températures plus élevées, et (2) la consommation d'oxygène.

Une pile à combustible peut être alimentée par des cartouches remplaçables au propane ou au gaz naturel, ce qui génère de la vapeur d’eau comme sous-produit. Cela consommerait de l'oxygène et vous ne voudriez donc pas l'utiliser dans un espace confiné. Les piles à combustible ne contiennent pas les sous-produits nocifs dont on se méfierait des générateurs traditionnels.

Malheureusement, je ne sais pas où trouver une pile à combustible appropriée. En ce qui concerne les batteries, je commencerais par étudier les batteries scellées utilisées pour l’aviation. La qualité et la gamme d’environnements utilisés pour les batteries d’avions modernes de moyenne et grande capacité sont très élevées.

Si vous pouvez tolérer un équipement à l'extérieur alimentant un câble d'alimentation à l'intérieur, il existe une solution beaucoup moins chère. Un moteur de tondeuse à gazon entraînant un alternateur de voiture coûte beaucoup moins cher que l’inverseur et les batteries. Depuis l'essence est 9700wh / litre; le système complet d'alimentation en 12 volts est également un poids beaucoup moins lourd. Même en prenant en compte les pertes d'efficacité; un moteur de tondeuse à gazon de 5 ch pourrait faire fonctionner l'équipement et charger les batteries en même temps, de manière à pouvoir faire fonctionner un "brûleur à gaz" générant des gaz d'échappement par intermittence.