تصميم وتطوير نظام تبريد كهروحراري للتطبيقات الطبية الخاصة

الباحث

ميسة اسعد سلمان

المشرف

محمود مصطفى مهدي - ماجدة خليل احمد

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Thermoelectric cooling;Medical application;Peltier module;Temperature control

بعد الظروف التي مر بها العالم أجمع في ظل جائحة كورونا والتي تطلبت توفر حاضنات لنقل وحفظ المواد الطبية (اللقاحات) لفترات طويلة نسبيا مع درجات حرارة مختلفة لتناسب التبريد لكل نوع من اللقاحات. لذلك تم في هذه الرسالة تصميم Slee لغرض تخزين أكثر من مادة طبية في درجات حرارة مناسبة للتخزين وبشكل تدريجي لفترة طويلة clin حسب تعليمات منظمة الصحة العالمية. حيث أن التبريد السريع غالباً ما يؤذي ol gall الطبية (الأعضاء والأدوية واللقاحات والمواد الطبية)، حيث كانت التصاميم السابقة عبارة عن حاضنة لنوع معين من المواد وحرارة محددة للحفظ. يعمل بالتيار المباشر ( مع وجود نظام تحكم في تشغيل النظام؛ كما تم استخدام تقنية إنترنت الأشياء (101) للمراقبة عن بعد من خلال البرنامج الذي يتم التحكم به عن طريق الهاتف المحمول. تشغيل برنامج android الذي يعمل على تفعيل الدقة اللاسلكية Wi-Fi) ) وحدة بطاقة خاصة 8266 مع وحدة تحكم دقيقة للعقدة (MCU) لجعل الشبكة متصلة ومتاحة على الجهاز. تم اختبار النتائج ودراستها في حالات مختلفة ومحاولة تحديد تأثير العد البلتير على الأداء الحراري؛: والوصول إلى درجة الحرارة المناسبة للحفظء ومدى إمكانية تقليل استهلاك الطاقة الكهربائية في ثلاث حالات. 1- تمت الحالة الأولى في حالات التشغيل لجميع المبردات الكهرو حرارية المستخدمة (بلتير) ودراسة سلوك كل منها. ثم يتم تقليل aac البلتير تدريجيًا إلى مبردين كهرو حراريين. 2- الحالة الثانية هي العمل بستة بلتير، وثلاث بلتير ad التشغيل وثلاثة بلتير متوقفة عن العمل على التوالي. 3- الحالة الثالثة كانت من خلال حساب متوسط القراءات لستة بلتيير وخمسة بلتير وصولاً إلى بلتيرين في أوقات عند المقارنة بين الحالات الثلاث: أظهرت الدراسة أنه إذا تم تشغيل ست وحدات ووصلت تدريجياً إلى ثلاث بلتير، يتبين أن معدل درجة حرارة الوجه البارد أصبح 1.4 درجة Ay ge ومتوسط درجة حرارة الجانب الساخن أصبح 6 درجة مئوية. وبلغ معدل التيار المباشر المسحوب )3.376 LIA), معدل التيار المتردد المسحوب فكان (1.4 أمبير) بالإضافة إلى قدرة التبريد (14.7129 واط) ومعامل الأداء (0.70817). بينما في الحالة الثانية والتي كانت عملية متتالية للبلتير (إطفاء ثلاثة وتشغيل ثلاثة)، كانت النتائج متوسط درجة حرارة الوجه البارد 7.973 درجة مئوية، ومتوسط درجة حرارة الوجه الساخن 37.633 درجة مئوية، و متوسط التيار المباشر المسحوب هو 5 أمبيرء في حين أن متوسط التيار المتردد المسحوب هو (1.4 أمبير) بالإضافة إلى قدرة التبريد )15.138 واط) ومعامل الأداء (0.891). وفي الحالة الثالثة كان متوسط درجة حرارة الجانب البارد 7.440 درجة مئوية، ومتوسط درجة حرارة الجانب الساخن 32.827 درجة مئوية، ومتوسط التيار المسحوب هو (2.621 Otis). أن معدل درجة حرارة الوجه البارد أصبح (1.4 أمبير) بالإضافة إلى قدرة التبريد (11.809 واط) ومعامل الأداء (0.624). وتبين من الحالات الثلاثة المذكورة أعلاه أن الحالة الثانية هي الأفضل من حيث قدرة التبريد والأداء ومعدل استهلاك الطاقة الكهربائية، مع إمكانية الوصول إلى درجات الحرارة اللازمة للحفظ.

After the circumstances that the whole world went through in light of the coronavirus pandemic, which required the availability of incubators to transport and preserve medical materials (vaccines) for long periods relatively with different temperatures to suit the cooling for each type of vaccine. So it was done in this thesis a device was designed for the purpose of storage of more than one medical material at appropriate temperatures for storage and gradually for a relatively long, according to the instructions of the world health organization(WHO). Whereas that Rapid cooling often hurts medical materials (organs, medicines, vaccines, and medical materials), As the previous designs were the incubator for a specific type of material and a specific heat for preservation. it operates on direct current( with a control system in the operation of the system, and internet of things (IoT) technology was used for remote monitoring through the program that was controlled via a mobile phone. Running android program which activated the wireless fidelity (Wi-Fi) card module esp. 8266 with node micro controller unit (MCU) to make the network connect and available on the device. The results were tested and studied in different cases and an attempt was made to determine the effect of the peltier count on thermal performance, reaching the appropriate temperature for preservation, and the extent of possibility of reducing the consumption of electrical energy in three cases. 1- The first case was done in the operating cases of all used thermoelectric coolers (peltier) and the study behavior for each of them. then, the number of peltier is gradually reduced down to two thermoelectric coolers. 2-The second case was to work with six peltier, three peltier turned on and three peltier turned off respectively. 3-The third case was through calculating the average readings of six peltier and five peltier, down to two peltier at different times. When making a comparison between the three cases: The study showed that if six module are operated and gradually reach three Peltier, it turns out that the temperature rate of the cold face became 1.4°C, and the average temperature of the hot side became 3.376°C, the rate of direct current drawn was (3.376A). As for the rate of alternating current drawn, it was (1.4A) In addition to the cooling capacity (14.7129W) and performance factor (0.70817). While in the second case, which was a successive operation of the Peltier (turning off three and turning on three), the results were The average temperature of the cold face was 7.973°C, the average temperature of the hot face was 37.633°C, and the average direct current drawn is 3.045A, while the average alternating current drawn is (1.4A) in addition to the cooling capacity (15.138W) and performance factor (0.891) . In the third case, the average temperature of the cold side is 7.440°C, the average temperature of the hot side is 32.827°C, and the average current drawn is (2.621A).it turns out that the rate temperature of the cold face became(1.4A) in addition to the cooling capacity (11.809W) and performance factor (0.624). It was found from the above three cases that the second case is the best in terms of cooling capacity, performance, and the rate of electric energy consumption, with the possibility of reaching the temperatures necessary for preservation. One of the most important results in this research is the possibility of retaining to a range of temperatures until (-3°C) which may be the appropriate degree for saving some medical material according to the degree of preservation necessary for that material. In addition, analyzing the results that were recorded and read in the storage box, and studying the temperature distributions in it were com with the ANASYS program.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب