一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及医用气体设备技术领域，具体涉及一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统，方法包括：将一日划分为若干个调节周期T；获取空压机调节周期T内的额定产气量Q、终端预测总用气量为a％*Q、储气罐体积V、空压机排气压力P0及空压机排气与储气罐气体温度系数K，建立启停次数n与运行压力最小值P

【技术实现步骤摘要】
一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统


[0001]本专利技术涉及医用气体设备
，具体涉及一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统。

技术介绍

[0002]随着医疗事业的发展，医疗行业服务水平不断提高，各种医疗设备不断升级。医用气体设备作为医院主要的医疗设备之一，能源消耗巨大，其中，医疗空气设备的空压机的功率有15KW、18.5KW、20KW及22KW等，医疗空气、真空泵、牙科空气机组均需日夜不停地运行，消耗着大量的电力能源。医院和生产厂家对设备质量和气体系统运行的安全性极为关注，但往往忽视了医用气体设备存在的能源高消耗问题。医院管理人员一般是随意调节运行压力区间的，且一旦调节完成之后，极少再去更改或调整，导致了运行压力区间永远固定不变的状况。然而实际上，空压机在运行过程中，只有在提高排气压力后才能将气体排送出去，排气压力越高，需要做的功越多，电流也越大，而电流越大所消耗的功率也越大。但如果将空压机的运行压力上限设置的过低，那么储气罐中的空气会被快速消耗，空压机则会频繁启动。空压机启停次数频繁则易减少空压机的使用寿命，造成气体系统的稳定性降低，降低了气体系统的安全性。
[0003]为此，有必要研究一种能够调节医用气体设备运行压力的技术，通过实时调节医用气体设备的合理压力运行区间，在保证医用气体安全供给的前提下，降低空压机消耗的功率，节约能源。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题：目前医用气体设备的运行压力调节存在空压机消耗的功率大的技术问题，提出了一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统，通过选择合理、有效的运行模式，以降低空压机的运行能耗，节约能源，降低气体系统因空压机频繁启停而造成的气体系统不稳定性进而影响气体设备安全的风险。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种医用气体设备的运行压力调节方法，用于调节连接有储气罐的空压机的运行压力，包括以下步骤：
[0006]将一日划分为若干个调节周期T；
[0007]当前调节周期T开始前，获取空压机调节周期T内的额定产气量Q及终端预测总用气量为a％*Q,获取储气罐体积V、空压机排气压力P0及空压机排气与储气罐气体温度系数K；
[0008]建立启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式；
[0009]建立目标函数Min W，其中W表示空压机耗能，使用优化算法获得目标函数Min W最优值的P
min
和P
max
，设定当前调节周期T内储气罐的运行压力区间为[P
min
，P
max
]，当所述储气罐的运行压力低于P
min
时，启动所述空压机，当所述储气罐的运行压力大于P
max
时，关闭所述空压机。
[0010]作为优选，所述目标函数Min W为：
[0011][0012]其中，n为空压机启停频次，w1为空压机每次在启动阶段的耗电量，T为调节周期，为空压机的功率因数，U为电源输入的线电压，I为电源输入的线电流。
[0013]作为优选，所述调节周期T为1小时，将一日划分为24个调节周期T。
[0014]作为优选，所述获取终端预测总用气量为a％*Q的方法包括：
[0015]读取终端每小时总用气量的历史数据；
[0016]计算终端总用气量的历史数据中每小时历史用气量的均值AVE；
[0017]所述终端下一小时的预测总用气量a％*Q等于下一小时对应的小时历史用气量均值AVE与当前小时用气量的加权均值。
[0018]作为优选，所述启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式为：
[0019]n＝(1
‑
a％)*a％*Q*P0/[(P
max
‑
P
min
)*V*K][0020]其中，a％为预测用量与气体设备额定产气量Q的比值，V为储气罐体积，P0为空压机排气压力，K为空压机排气与储气罐气体温度系数。
[0021]作为优选，当第一台空压机的终端预测总用气量为a％*Q>100％*Q，且储气罐的运行压力下降至1.1*P
min
时，启动第二台空压机，所述第二台空压机的储气罐的运行压力区间设定方法与第一台空压机一致，所述第二台空压机的储气罐的运行压力最大值小于第一台空压机，当第一台空压机额定产气量Q达到医院所需用气量且第二台空压机的储气罐的运行压力达到最大值后，所述第二台空压机优先关闭。
[0022]一种医用气体设备的运行压力调节系统，包括：
[0023]数据读取模块，用于将一日划分为若干个调节周期T，当前调节周期T开始前，获取空压机调节周期T内的额定产气量Q及终端预测总用气量为a％*Q,并获取储气罐体积V、空压机排气压力P0及空压机排气与储气罐气体温度系数K；
[0024]计算模块，用于建立启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式并建立目标函数Min W；
[0025]压力调节模块，用于使用优化算法获得目标函数Min W最优值的P
min
和P
max
，设定当前调节周期T内储气罐的运行压力区间为[P
min
，P
max
]，当所述储气罐的运行压力低于P
min
时，启动所述空压机，当所述储气罐的运行压力大于P
max
时，关闭所述空压机。
[0026]作为优选，所述系统还包括通信模块，所述通信模块与远程服务器连接，所述通信模块用于将使用优化算法获得目标函数Min W最优值的P
min
和P
max
发送至远程服务器。
[0027]一种计算机设备，
[0028]所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法。
[0029]一种计算机可读存储介质，
[0030]所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法。
[0031]本专利技术的有益技术效果包括：采用一种医用气体设备的运行压力调节方法及系统，通过建立启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式以及空压机消耗功率Min W与启停次数n的关系式，将空压机消耗的功率Min W与运行压力的值相关联，自动调节运行压力区间并监测空压机启停次数，实现了远距离监控；通过选择合理、有效的运行模式，降低空压机的运行能耗，节约能源，降低气体系统因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用气体设备的运行压力调节方法，用于调节连接有储气罐的空压机的运行压力，其特征在于，包括以下步骤：将一日划分为若干个调节周期T；当前调节周期T开始前，获取空压机调节周期T内的额定产气量Q及终端预测总用气量为a％*Q,获取储气罐体积V、空压机排气压力P0及空压机排气与储气罐气体温度系数K；建立启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式；建立目标函数Min W，其中W表示空压机耗能，使用优化算法获得目标函数Min W最优值的P
min
和P
max
，设定当前调节周期T内储气罐的运行压力区间为[P
min
，P
max
]，当所述储气罐的运行压力低于P
min
时，启动所述空压机，当所述储气罐的运行压力大于P
max
时，关闭所述空压机。2.根据权利要求1所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法，其特征在于，所述目标函数Min W为：其中，n为空压机启停频次，w1为空压机每次在启动阶段的耗电量，T为调节周期，为空压机的功率因数，U为电源输入的线电压，I为电源输入的线电流。3.根据权利要求1所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法，其特征在于，所述调节周期T为1小时，将一日划分为24个调节周期T。4.根据权利要求2所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法，其特征在于，所述获取终端预测总用气量为a％*Q的方法包括：读取终端每小时总用气量的历史数据；计算终端总用气量的历史数据中每小时历史用气量的均值AVE；所述终端下一小时的预测总用气量a％*Q等于下一小时对应的小时历史用气量均值AVE与当前小时用气量的加权均值。5.根据权利要求1—4所述的一种医用气体设备的运行压力调节方法，其特征在于，所述启停次数n与运行压力最小值P
min
和运行压力最大值P
max
的关系式为：n＝(1
‑
a％)*a％*Q*P0/[(P
max
‑
P
min
)*V*K]其中，a％为预测用量与气体设备额定产气量Q的比值，V为储气罐体积，P0为空压机排气压力，K为空压机排气与储气罐气体温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘善伟，商诚，
申请(专利权)人：杭州医学院，
类型：发明
国别省市：