The Motor ventilátoru je základní součástí moderních lékařských respiračních asistenčních zařízení, která přímo ovlivňuje přesnost a stabilitu výstupu proudění vzduchu. S nepřetržitým vývojem neinvazivních ventilátorů, invazivních ventilátorů a vybavení pro terapii kyslíku s vysokým průtokem se zvyšuje výkonnost a dlouhodobé požadavky na stabilitu motoru. Motor vytváří významné teplo při vysokých frekvencích. Špatné rozptyl tepla může vést ke snížení účinnosti, poruchy kontrolního systému a dokonce i poškození motoru. Proto je pro zajištění spolehlivého provozu motoru ventilátoru zásadní účinný a účinný rozptyl tepla.
Běžné metody chlazení motoru ventilátoru
Přirozená konvekce
Přirozená konvekce je nejčastější metodou rozptylu tepla. Odsiluje teplo teplotním rozdílem mezi povrchem motoru a okolním vzduchem. Tato metoda je vhodná pro malé motory s nízkým výkonem, malé ventilátorové motory, nevyžaduje žádné další komponenty rozptylu tepla, nabízí jednoduchou strukturu a snižuje náklady na údržbu. Pouzdro je obvykle vyrobeno z slitiny hliníku nebo kovového pouzdra s ploutvemi, aby se zvýšila účinnost rozptylu tepla. Vysoké požadavky konvekce vyžadují hladký cirkulaci vzduchu v rámci zařízení.
Nucené chlazení vzduchu
Vynucené chlazení vzduchu používá externí nebo vnitřní ventilátor k vytvoření směrového proudění vzduchu a zrychlení odstranění tepla z povrchu motoru. Je vhodný pro středně výkonné motory s vysokou rychlostí ventilátoru. Chlazení vzduchu může výrazně zlepšit účinnost rozptylu tepla a udržovat teploty vinutí motoru v bezpečných limitch. Návrhy ventilátoru obvykle zahrnují malé axiální nebo odstředivé ventilátory do bočních kanálů ventilátoru nebo kolem motoru. Struktura chlazení vzduchu musí vyvážit dráhy proudění vzduchu, kontrolu hluku a prostorové rozložení.
Chlazení kapaliny
Chlazení kapaliny používá chladicí kapalinu (jako je čistá voda nebo roztok ethylenglykolu) k oběhu uzavřenými trubkami k odstranění tepla. Používá se primárně ve vysoce výkonných, nepřetržitě provozních průmyslových nebo kritických respiračních systémech. Systém chlazení kapaliny zahrnuje komponenty, jako je čerpadlo chladicí kapaliny, výměník tepla a chladicí desky. Chlazení kapaliny nabízí vysokou účinnost rozptylu tepla, stabilitu a minimální kolísání teploty, ale je složité, drahé a vyžaduje vysokou údržbu. Obecně se nepoužívá v domácích nebo mobilních ventilátorech.
Chlazení tepelného potrubí
Tepelné trubky jsou technologií rozptylu tepla, která využívá princip fázové změny k rychlému provádění tepla. Jsou vhodné pro kompaktní, ale tepelně náročné ventilátorové motory. V tepelném potrubí je naplněno malé množství tekutiny, které rychle přenáší teplo absorpcí tepla a kondenzace. Tepelné potrubí lze kombinovat s chlazením vzduchu nebo přirozenou konvekcí, aby se zlepšila celková účinnost rozptylu tepla. Chlazení tepelného potrubí vyžaduje přísné požadavky na rozvržení motoru a během počáteční fáze návrhu je vyžadováno tepelné simulační modelování. Tato metoda je vhodná pro aplikace vyžadující centralizované ochlazení motorových dílů citlivých na teplo.
Přidávání chladičů na desku pro kryt motoru nebo správce motoru je nákladově efektivní, spolehlivá a tradiční metoda. Tato metoda urychluje výměnu tepla zvýšením oblasti rozptylu tepla. Tepelné dřezy jsou obvykle vyrobeny z hliníku nebo mědi a často mají jehla ve tvaru píska nebo voštiny ve tvaru voštiny. V kombinaci s přirozenou konvekcí nebo chlazením vzduchu nabízí tato metoda optimální výkon chlazení. Tato metoda je vhodná pro vestavěné ventilátorové systémy s omezeným prostorem, ale požadavky na rozptyl tepla.
Klíčové faktory při výběru metody chlazení
Výběr vhodné metody chlazení pro motor ventilátoru vyžaduje komplexní posouzení několika faktorů:
Hodnocení motoru
Okolní provozní teplota a vlhkost
Frekvence provozního zatížení vybavení
Omezení rozměru a instalace
Požadavky na hluk systému
Nákladový rozpočet
Cyklus spolehlivosti a údržby
Při skutečném vývoji produktu se často provádí analýza tepelné simulace pro vyhodnocení zvýšení teploty různých konstrukcí chlazení při různých zátěžích, aby se zajistilo, že provozní teplota motoru zůstává pod standardem třídy izolace (např. Třída F, třída H).
Standardy zdravotnického průmyslu pro rozptyl tepla
Jako zdravotnické prostředky musí ventilátory dodržovat více standardů elektrické bezpečnosti a teploty, jako jsou IEC 60601-1 a ISO 80601-2-12. Tyto standardy uvádějí přísné požadavky na výkon rozptylu tepla motoru a jeho kontrolní komponenty, včetně horních limitů teploty povrchu motoru, zařízení na ochranu přehřátí a životnosti stárnutí izolace. Konstrukce musí zajistit, aby motor nepřehřál za nejdrsnějších provozních podmínek, čímž se udržuje přesnost řízení vzduchu a dlouhodobou provozní stabilitu zařízení.
