Motor ventilator este o componentă de bază a dispozitivelor de asistență respiratorie medicală modernă, care afectează direct exactitatea și stabilitatea producției de flux de aer. Odată cu dezvoltarea continuă a ventilatoarelor non-invazive, a ventilatoarelor invazive și a echipamentelor cu oxigen cu flux ridicat, cerințele de performanță și de stabilitate pe termen lung ale motorului sunt din ce în ce mai stricte. Motorul generează căldură semnificativă la frecvențe mari. Disiparea slabă a căldurii poate duce la o eficiență redusă, la o defecțiune a sistemului de control și chiar la deteriorarea motorie. Prin urmare, disiparea eficientă și eficientă a căldurii este crucială pentru asigurarea funcționării fiabile a motorului ventilatorului.
Metode comune de răcire a motorului ventilator
Convecție naturală
Convecția naturală este cea mai frecventă metodă de disipare a căldurii. Disipa căldura prin diferența de temperatură dintre suprafața motorului și aerul din jur. Această metodă este potrivită pentru motoarele cu ventilație mică, cu putere mică, nu necesită componente suplimentare de disipare a căldurii, oferă o structură simplă și reduce costurile de întreținere. Carcasa este de obicei fabricată din aliaj de aluminiu sau o carcasă metalică cu aripioare pentru a îmbunătăți eficiența disipației căldurii. Cerințele ridicate de convecție necesită o circulație lină a aerului în cadrul dispozitivului.
Răcire de aer forțat
Răcirea cu aer forțat folosește un ventilator extern sau intern pentru a crea un flux de aer direcțional, accelerând îndepărtarea căldurii de pe suprafața motorului. Este potrivit pentru motoarele ventilatoare de mare viteză, de mare viteză. Răcirea aerului poate îmbunătăți semnificativ eficiența disipației căldurii și poate menține temperaturile de înfășurare a motorului în limite sigure. Proiectele de ventilator încorporează de obicei ventilatoare axiale sau centrifuge mici în conductele laterale ale ventilatorului sau în jurul motorului. Structura de răcire a aerului trebuie să echilibreze căile de flux de aer, controlul zgomotului și aspectul spațial.
Răcire lichidă
Răcirea lichidă folosește un lichid de răcire (cum ar fi apă pură sau soluție de etilen glicol) pentru a circula prin conducte închise pentru a îndepărta căldura. Este utilizat în principal în sistemele respiratorii de îngrijire industrială sau critică de mare putere, care operează continuu. Un sistem de răcire lichid include componente precum o pompă de răcire, schimbător de căldură și plăci de răcire. Răcirea lichidă oferă eficiență ridicată de disipare a căldurii, stabilitate și fluctuații minime ale temperaturii, dar este complexă, costisitoare și necesită o întreținere ridicată. În general, nu este utilizat în ventilatoare de casă sau mobile.
Răcirea conductelor de căldură
Țevile de căldură sunt o tehnologie de disipare a căldurii care utilizează principiul schimbării de fază pentru a efectua rapid căldura. Sunt potrivite pentru motoare de ventilație compactă, dar intensă la căldură. O cantitate mică de lichid este umplută în conducta de căldură, care transferă rapid căldura prin absorbția de căldură și condensare. Țevile de căldură pot fi combinate cu răcirea aerului sau convecție naturală pentru a îmbunătăți eficiența generală a disipatării căldurii. Răcirea conductelor de căldură necesită cerințe stricte de dispunere a motorului și este necesară modelarea simulării termice în faza inițială de proiectare. Această metodă este potrivită pentru aplicațiile care necesită răcirea centralizată a pieselor motorii sensibile la căldură.
Adăugarea de chiuvete de căldură la carcasa motorului sau la placa de control este o metodă rentabilă, fiabilă și tradițională. Această metodă accelerează schimbul de căldură prin creșterea zonei de disipare a căldurii. Chiuvetele de căldură sunt de obicei fabricate din aluminiu sau cupru și sunt adesea în formă de ac, în formă de aripioare sau în formă de fagure. Combinată cu convecție naturală sau răcire de aer, această metodă oferă performanțe optime de răcire. Această metodă este potrivită pentru sistemele de ventilator încorporate cu spațiu limitat, dar cerințe mari de disipare a căldurii.
Factori cheie în selectarea unei metode de răcire
Selectarea metodei de răcire adecvate pentru un motor de ventilator necesită o examinare completă a mai multor factori:
Evaluarea puterii motorului
Temperatura și umiditatea de funcționare ambientală
Frecvența sarcinii de funcționare a echipamentelor
Constrângeri de spațiu dimensional și de instalare
Cerințe de zgomot de sistem
Bugetul costurilor
Ciclu de fiabilitate și întreținere
În dezvoltarea reală a produsului, analiza simulării termice este adesea efectuată pentru a evalua creșterea temperaturii diferitelor modele de răcire sub sarcini variate pentru a se asigura că temperatura de funcționare a motorului rămâne sub standardul clasei de izolare (de exemplu, clasa F, clasa H).
Standarde industriale medicale pentru disiparea căldurii
Ca dispozitive medicale, ventilatoarele trebuie să respecte mai multe standarde de siguranță electrică și creștere a temperaturii, cum ar fi IEC 60601-1 și ISO 80601-2-12. Aceste standarde impun cerințe stricte privind performanța de disipare a căldurii a motorului și a componentelor sale de control, inclusiv limitele superioare ale temperaturilor suprafeței motorului, a dispozitivelor de protecție la supraîncălzire și a duratei de viață a îmbătrânirii izolației. Proiectarea trebuie să se asigure că motorul nu se supraîncălzește în cele mai dure condiții de operare, menținând astfel precizia controlului fluxului de aer și stabilitatea operațională pe termen lung a dispozitivului.
