ЗАТРАТЫ МОЩНОСТИ В АППАРАТЕ ИВЛ

Важнейшими техническими характеристиками любого аппарата ИВЛ являются максимальная объемная скорость подачи газа пациенту во время вдоха и максимальное дав­ление, которое аппарат может создать на выходе дыха­тельного контура. Если предположить, что аппарат обеспе­чивает максимальную скорость вдувания при максимальном противодавлении, то можно рассчитать и максималь­ную мощность, развиваемую аппаратом. При минутной вентиляции 30 л/мин, отношении Ti/Te=1:2 и постоянной в течение вдоха скорости вдувания последняя равна 90 л/мин. При противодавлении 5 кПа (50 см вод.ст.) на вдувание газа с такой скоростью затрачивается мощность всего 7,5 Вт.

Однако мощность, потребляемая аппаратом ИВЛ из электро- или пневмосети, намного превышает эту величи­ну. Так, потребляемая мощность аппарата РО-6 состав­ляет 200 Вт, а аппарата «Бепнет МА» даже 800 Вт. Можно рассчитать и мощность, потребляемую из пневмо­сети. Например, экономичный аппарат РД-4 при минут­ной вентиляции 10 л/мин расходует мощность 33 Вт, а аппарат «Лада» при той же вентиляции — около 60 Вт.

Таблица 7

Потребляемая мощность (Вт) и КПД (%) типовых узлов аппаратов ИВЛ

Отсюда следует вывод об энергетическом несовершенстве аппаратов ИВЛ, поскольку коэффициент их полезного дей­ствия составляет всего несколько процентов. На первый взгляд это обстоятельство не должно вызывать особого беспокойства: даже одновременная работа 20 000 аппаратов типа РО-6 потребляет мощность, равную мощности дви­гателя одного электровоза (4000 кВт).

Однако низкий коэффициент полезного действия приво­дит к завышению мощности приводного электродвигателя и таких элементов, как трансформаторы, выключатели и другие подобные компоненты сетевых цепей, что вызывает увеличение размеров и массы аппаратов, создаваемого ими шума и, следовательно, непосредственно влияет на оценку аппарата потребителем. Потери мощности в аппарате с пневмоприводом увеличивают потребность в газе. Поэто­му оценка потерь мощности в типичных блоках аппаратов представляет несомненный интерес для их создателей, а КПД аппарата в целом может служить важной для по­требителя мерой его технического совершенства.

Для определения потерь мощности и КПД аппаратов и их типовых узлов мы провели исследование аппаратов с электроприводом для взрослых РО-5, для детей — «Вита-1» и аппарата с пневмоприводом РД-2 [Кантор П.С., Галь­перин Ю.С., 1974]. Методика исследования заключалась в синхронной регистрации в течение дыхательного цикла потребляемой от сети мощности, а также кривых измене­ния давления и объемной скорости движения газа в ряде точек газопроводящей системы аппаратов, находящихся между их типовыми узлами. Перемножение значений дав­ления и объемной скорости определяло значение мощно­сти в этих точках, а частное от деления мощности на выхо­де и на входе узла расценивалось как его КПД. Во вре­мя исследования устанавливались максимальные для этих моделей значения дыхательного объема, частоты дыхания или минутной вентиляции, а растяжимость и сопротивле­ние модели легких выбирались так, чтобы эти максималь­ные режимы вентиляции сопровождались максимальными затратами мощности.

Результаты исследования приведены в табл. 7, где в пря­моугольниках вписаны наименования типичных узлов и их КПД, между ними — максимальное значение мощности, а у названия аппарата — его КПД. Низкие значения КПД аппарата (порядка 2% у аппаратов для взрослых и 0,2% У аппарата для детей) свидетельствуют о больших воз­можностях технического совершенствования аппаратов ИВЛ. Любое упрощение схемы путем исключения из нее функциональных узлов позволяет снизить потерн мощности и тем самым уменьшить размеры и массу привода или сэкономить расход кислорода. Следует также иметь в ви­ду, что дроссели, широко применяющиеся в пневматиче­ских линиях аппаратов, энергетически невыгодны, как и невыгоден выпуск излишков газа в окружающее пространство.