در موتور هواکش یکی از مؤلفه های اصلی دستگاه های کمک کننده تنفسی پزشکی مدرن است که به طور مستقیم بر صحت و پایداری خروجی جریان هوا تأثیر می گذارد. با توسعه مداوم تهویه های غیر تهاجمی ، دستگاههای تهویه تهاجمی و تجهیزات درمانی اکسیژن با جریان بالا ، عملکرد و الزامات پایداری طولانی مدت موتور به طور فزاینده ای سختگیرانه می شوند. موتور در فرکانس های زیاد گرمای قابل توجهی ایجاد می کند. اتلاف حرارت ضعیف می تواند منجر به کاهش کارایی ، نقص سیستم کنترل و حتی آسیب حرکتی شود. بنابراین ، اتلاف حرارت مؤثر و کارآمد برای اطمینان از عملکرد قابل اطمینان موتور موتور هواکش بسیار مهم است.
روشهای خنک کننده موتور هواکش مشترک
همرفت طبیعی
همرفت طبیعی رایج ترین روش اتلاف گرما است. گرما را از طریق اختلاف دما بین سطح موتور و هوای اطراف آن از بین می برد. این روش برای موتورهای کم مصرف ، ونتیلور کوچک مناسب است ، نیازی به اجزای اتلاف گرما اضافی ندارد ، یک ساختار ساده را ارائه می دهد و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد. این محفظه به طور معمول از آلیاژ آلومینیوم یا یک محفظه فلزی با باله ساخته شده است تا راندمان اتلاف گرما را تقویت کند. نیازهای همرفت بالا نیاز به گردش هوای صاف در دستگاه دارد.
خنک کننده هوا اجباری
خنک کننده هوای اجباری از یک فن خارجی یا داخلی برای ایجاد جریان هوای جهت دار استفاده می کند و باعث تسریع در گرما از سطح موتور می شود. این مناسب برای موتورهای با قدرت متوسط و با سرعت بالا است. خنک کننده هوا می تواند به طور قابل توجهی راندمان اتلاف گرما را بهبود بخشد و دمای سیم پیچ موتور را در حد ایمن نگه دارد. طرح های ونتیلاتور به طور معمول فن های محوری یا گریز از مرکز را در مجاری طرفداران یا اطراف موتور قرار می دهند. ساختار خنک کننده هوا باید مسیرهای جریان هوا ، کنترل نویز و چیدمان مکانی را متعادل کند.
خنک کننده مایع
خنک کننده مایع از خنک کننده (مانند آب خالص یا محلول اتیلن گلیکول) استفاده می کند تا از طریق لوله های بسته برای از بین بردن گرما گردش کند. این ماده در درجه اول در سیستم های تنفسی با قدرت بالا و به طور مداوم کار می شود. یک سیستم خنک کننده مایع شامل مؤلفه هایی مانند پمپ خنک کننده ، مبدل حرارتی و صفحات خنک کننده است. خنک کننده مایع بازده ، پایداری و حداقل دما را از بین می برد ، اما پیچیده ، گران است و به نگهداری بالایی نیاز دارد. به طور کلی در دستگاههای تهویه خانه یا موبایل استفاده نمی شود.
خنک کننده لوله حرارتی
لوله های گرما یک فناوری اتلاف گرما است که از اصل تغییر فاز برای انجام سریع گرما استفاده می کند. آنها برای موتورهای تهویه مطبوع اما با فشار خون مناسب هستند. مقدار کمی از مایعات در داخل لوله گرما پر می شود ، که به سرعت گرما را از طریق جذب گرما و تراکم منتقل می کند. لوله های حرارتی را می توان با خنک کننده هوا یا همرفت طبیعی برای بهبود کارایی کلی اتلاف گرما ترکیب کرد. خنک کننده لوله حرارتی نیاز به الزامات دقیق طرح حرکتی دارد و مدل سازی شبیه سازی حرارتی در مرحله طراحی اولیه مورد نیاز است. این روش برای برنامه هایی که نیاز به خنک کننده متمرکز قطعات حرکتی حساس به گرما دارند مناسب است.
افزودن سینک های گرما به محفظه موتور یا صفحه کنترل کننده یک روش مقرون به صرفه ، قابل اعتماد و سنتی است. این روش با افزایش ناحیه اتلاف گرما ، تبادل گرما را تسریع می کند. سینک های حرارتی به طور معمول از آلومینیوم یا مس ساخته شده و اغلب دارای شکل های سوزن شکل ، باله یا لانه زنبوری شکل هستند. این روش همراه با همرفت طبیعی یا خنک کننده هوا ، عملکرد خنک کننده بهینه را ارائه می دهد. این روش برای سیستم های تهویه شده تعبیه شده با فضای محدود اما نیاز به اتلاف گرمای زیاد مناسب است.
عوامل اصلی در انتخاب روش خنک کننده
انتخاب روش خنک کننده مناسب برای موتور تهویه نیاز به بررسی جامع چندین عامل دارد:
امتیاز حرکتی
دما و رطوبت عملیاتی محیط
تجهیزات فرکانس بار کار
محدودیت های فضای بعدی و نصب
الزامات نویز سیستم
بودجه
چرخه قابلیت اطمینان و نگهداری
در توسعه واقعی محصول ، تجزیه و تحلیل شبیه سازی حرارتی اغلب برای ارزیابی افزایش دما از طرح های مختلف خنک کننده در زیر بارهای مختلف انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که دمای کار موتور زیر استاندارد کلاس عایق خود باقی می ماند (به عنوان مثال ، کلاس F ، کلاس H).
استانداردهای صنعت پزشکی برای اتلاف گرما
به عنوان دستگاه های پزشکی ، تهویه ها باید مطابق با استانداردهای ایمنی الکتریکی و افزایش دما مانند IEC 60601-1 و ISO 80601-2-12 باشند. این استانداردها نیازهای دقیق را بر عملکرد اتلاف گرما موتور و اجزای کنترل آن ، از جمله محدودیت های بالایی در دمای سطح موتور ، دستگاه های محافظت بیش از حد گرم و طول عمر پیری عایق تحمیل می کنند. طرح باید اطمینان حاصل کند که موتور تحت سخت ترین شرایط عملیاتی بیش از حد گرم نمی شود ، در نتیجه دقت کنترل جریان هوا و ثبات عملیاتی طولانی مدت دستگاه را حفظ می کند. $ $
