一种清洁环保的高效医用变温水箱

1.本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种清洁环保的高效医用变温水箱。


背景技术：

2.变温水箱是体外循环热交换系统中的一个变温设备。根据手术不同，变温水箱可应用于多个手术科室。
3.目前，国内医院手术室使用的基本上是进口医用变温水箱。
4.目前使用的医用变温水箱存在很多弊端，有些甚至是致命的。比如医用变温水箱的水量较大(约几十升)，更换变温水箱里的水时，非常不便，医院的医护人员自身不能完成操作，只好由厂家或专业人员进入手术室来更换，从而增加了污染隐患；变温水箱的配置都是设有一个出口和一个进口，形成封闭的环境，通常是缺水后补水，此结构设计，一方面会容易滋生细菌，另一方面也导致不方便更换变温水箱里的水；这种补水方式，也导致水箱内的水非常陈旧肮脏；水箱内的水陈旧肮脏的同时，也会导致产生有菌的气溶胶，并且在事故状态下变温水箱的脏水会进入膜肺，这种情况下往往会导致患者死亡。
5.此前国外曾有文章曾报道过，医用变温水箱曾导致做了心脏手术的病人伤口出现细菌感染，而且经检测，感染的细菌和手术时使用的变温水箱的水中滋生的细菌相同。不难推测，是在手术使用变温水箱，因伤口敞开，变温水箱的气溶胶从伤口进入身体后侵染了心脏。
6.长期以来，无论是国内还是国外，本领域都在尝试用一些办法改善诸如此类的污染问题，比如用手术室墙壁的循环水来代替水箱，但是该方案在实际中难易实施，即需要对原有的医院设施进行改造，因为通常的手术室内墙壁是没有设计流动水源，重新建造水源设施引进水源，显然这种改造对于医院来说，工程太大，成本过高。
7.从总体上更具体的来看，当前医用变温水箱产品设计，如采用小尺寸水加注口的不可拆卸水箱设计方案等，存在如下比较严重的问题：
8.1.进出水口易泄露，产生污染，滋生有毒气溶胶等有害物质；
9.2.实际使用过程中，由于水箱无法拆卸，带来换水极不方便，需要借助辅助加水、收集污水设备，且需要厂家或专业的维护人员进入手术室操作；
10.3.无消毒功能，需要频繁换水，维护不方便、长期使用成本高；
11.4.采用氟利昂为制冷工质的压缩制冷系统，长期使用缓慢泄露或故障泄露后排放的工质对臭氧层有破坏，极不环保；
12.5.水箱系统体积庞大，搬运困难，实际使用过程中极易产生故障。
13.而本发明则解决了现有水箱中存在的上述问题。本发明的医用变温水箱设计方案与现行进口变温水箱对比，方案可靠，特质明显，优异性显著。本发明医用变温水通过便捷的换水设计大大减少了传统变温水箱进出水口易泄露，产生污染，滋生有毒气溶胶等有害物质等问题；在实际使用过程中，可以通过便捷的自带推车功能的水箱，实现水箱的快速拆卸，换水方便，无需厂家或专业的维护人员进入手术室操作，一般的医护人员均能轻松完成
换水操作，使手术室减少了污染隐患；本发明设计的医用变温水箱自带紫外消毒等消毒功能，从而大大减少了换水频次，不但减少了污染，为医护人员降低工作强度，且长期使用成本较低；设计使用无公害制冷剂，提高了制冷效率，更节能环保；设计采用热导率参数极高的导热膜、低接触热阻界面材料等产品，结合人体工程学设计手段，水箱系统小巧、高性能且耐用，故障率极低。


技术实现要素：

14.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种易清洗、小型化的能够实现无障碍换水功能的清洁环保的高效医用变温水箱。
15.本发明的高效医用变温水箱，采用紫外线消杀模块的物理消毒方式、和消毒剂投放的化学消毒方式、以及可拆卸水箱的便捷换水保持循环工质清洁的操作方式，三管齐下地确保了循环工质的清洁，从而能够有效避免引起病人伤口细菌感染，防止对膜肺水源的污染，提高病人的安全性。
16.本发明提供了一种清洁环保的高效医用变温水箱优化设计，围绕无菌、易清洗、小型化的设计目标，优化了变温水箱的无障碍换水问题。本发明设计的可拆卸水箱，实现了便捷换水，解决了目前变温水箱在实际使用过程中，由于水箱无法拆卸，带来换水极不方便，需要借助辅助加水、收集污水设备，且需要厂家或专业的维护人员进入手术室操作进而造成污染的问题。
17.本发明的高效医用变温水箱，采用紫外线消杀模块的物理消毒方式、和消毒剂投放的化学消毒方式，克服了现有的变温水箱因无消毒功能，需要频繁换水，维护不方便、长期使用成本高的问题；解决了现有水箱存在的进出水口易泄露，产生污染，滋生有毒气溶胶等有害物质的问题。
18.并进一步设计使用无公害环保型制冷剂r-134a压缩机组，提高了制冷效率，更节能环保。解决了目前变温水箱采用氟利昂为制冷工质的压缩制冷系统，长期使用缓慢泄露或故障泄露后排放的工质对臭氧层有破坏，极不环保的问题。
19.设计采用热导率参数极高的导热膜、低接触热阻界面材料等产品，结合人体工程学设计手段，水箱系统小巧、高性能且耐用，故障率极低。解决了现有变温水箱系统体积庞大，搬运困难，实际使用过程中极易产生故障的问题。
20.本发明增加水箱紫外消杀等的实用功能，提出基于“压缩制冷+帕尔贴制冷”原理的两级精准控温解决方案。
21.本发明的清洁环保的高效医用变温水箱，可更清洁、安全、环保的用于医疗用途，特别是在医院手术室中的方便使用。
22.本发明一种清洁环保的高效医用变温水箱，包括：控制器、循环工质存储箱、至少一个循环分路(优选三个)、变温回路系统等组件。其中，变温回路系统在控制器的控制下对循环工质存储箱中的循环工质和/或所述至少一个循环分路中的循环工质进行热能交换。
23.而且，很重要的一点是，在循环工质存储箱内设置有消杀设备，其中所述消杀设备包括紫外线消杀模块和消毒剂投放装置中的至少一个，其中紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，消毒剂投放装置用于在循环工质存储箱内的循环工质中加入了化学消毒剂。所述化学消毒剂优先为：
24.由此，由于在循环工质存储箱内设置有紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，所以本发明的清洁环保的高效医用变温水箱能够实现自消毒处理，大大减少换水频次，为医护人员降低工作强度，且长期使用成本较低；附加地或者替换地，通过消毒剂投放装置在循环工质存储箱内的循环工质中加入了化学消毒剂，可以进一步对循环工质存储箱以及整个循环的水管进行消毒清洁处理，防止细菌滋生。
25.并且此外，在所述至少一个循环分路中设有回收阀结构，回收阀结构用于在控制器的控制下在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱。
26.在本发明中，回收阀结构的设置，使得本发明能够实现循环工质的回收，防止循环工质的长期存放在水管中导致的对水管的腐蚀以及在水管中导致的细菌滋生。
27.由于根据本发明的清洁环保的高效医用变温水箱具有极其清洁的特征，使得本发明的清洁环保的高效医用变温水箱能够有利地用于体外循环手术和/或ecmo(extra-corporeal membrane oxygenation)系统。
28.优选地，变温回路系统包括一级变温回路和二级变温回路。
29.其中，一级变温回路包括压缩制冷制热机组和表面式换热器，其中压缩制冷制热机在控制器的控制下通过表面式换热器给循环工质存储箱中的循环工质提供热量交换；二级变温回路包括布置在各个循环分路上的半导体制冷制热片，用于在控制器的控制下根据各个循环分路连接的外循环来精调各个循环分路的循环工质的温度。
30.由此，本发明通过采用一级变温回路的表面式换热器的初步温控和二级变温回路的半导体制冷制热片的精细温控，实现了清洁环保的高效医用变温水箱的精确温度控制。
31.优选地，紫外线消杀模块布置在循环工质存储箱内部的顶部。该布置可以有利地辐射整个工质存储箱内部。
32.优选地，每个循环分路包括进水管、出水管、外接循环分路，其中进水管的一端和出水管的一端插入循环工质存储箱，进水管的另一端和出水管的另一端分别连接各自的外接循环分路；进水管设有循环泵，出水管设有回收阀，回收阀在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱。
33.优选地，一级变温回路包括压缩机、导热管、表面式换热器，其中压缩机与导热管连接，导热管的至少一部分被表面式换热器包裹，表面式换热器包裹循环工质存储箱底部从而与循环工质存储箱进行表面式高效换热。优选地，二级变温回路包括布置在循环分路的进水管上的半导体控温模块，用于根据循环分路所连接的外循环精调循环分路的循环工质的温度。
34.由此，本发明采用完全封闭的设计形式，从结构上规避了常规压缩制冷系统制冷剂泄露造成的感染隐患，整体变温水箱可靠性大幅提升。
35.优选地，循环工质存储箱是一个可拆卸移动的箱体；而且所述清洁环保的高效医用变温水箱包括便捷式补水收纳机制，所述便捷式补水收纳机制包括布置在箱体一侧的供循环工质存储箱取出或放入的箱门、折叠式移动小车、布置在箱体底部的用于收纳折叠状态下的折叠式移动小车的底柜；使用时，从底柜拉出折叠式移动小车并展开，打开水箱门后将循环工质存储箱拉出并放置在移动小车上自动锁紧，利用折叠式移动小车可移动至循环工质源进行补充，之后将循环工质存储箱装回箱体中，关闭箱门实现循环工质存储箱的自动锁紧安装。
36.由此，本发明的轻量化拆装式便捷补水方案实用且极大减轻医护人员体力消耗。通过增肌便捷式折叠补水车机构，补换水、加冰轻便省力、简单快捷，只拉不搬的思路极大提高了医疗器械的使用效率。而且，便捷式补水收纳机制与回收阀的组合，使得医护人员能够自主地对整体循环工质进行更换，而无需专业的维护人员参与。
37.优选地，在循环工质存储箱中设置有温度传感器，用于为控制器实时反馈循环工质存储箱中的循环工质的温度；控制器根据温度传感器反馈的温度调节一级变温回路和/或二级变温回路与循环工质的热量交换。优选地，控制器中的智能温控模块根据温度传感器反馈实时监测温度信号智能选择升温和/或降温方式，以分别控制二级变温模块中的各个半导体制冷制热片的动作。
38.优选地，循环工质存储箱的体积大于清洁环保的高效医用变温水箱的所述至少一个循环分路的所有水管的体积之和。
39.由此，本发明通过两级变温以及智能温控模块的结合，实现了对各个外循环的分别精确温度控制。
40.本发明在水箱内设置有消杀设备自行消毒，大大减少了换水频次；同时通过便捷的换水设计，减少了传统变温水箱进出水口易泄露，易污染，滋生有毒气溶胶等有害物质等问题；水箱设计因换水方便，解决了非医生进入手术室操作的污染隐患；水箱采用高效无公害制冷剂，提高了效率且绿色环保；表面式换热器+高导热tims材料+循环水路完全封闭的设计形式，解决了目前冷剂泄露造成的感染隐患，使变温水箱安全性大幅提升。本发明设计水箱的，简化了清洁程序，通过多方面的改进，降低了污染风险。水箱小巧便捷、高性能且耐用，故障率极低。
附图说明
41.结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
42.图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的清洁环保的高效医用变温水箱的结构示意图；
43.图2示意性地示出了根据本发明另一优选实施例的清洁环保的高效医用变温水箱的结构示意图；
44.图3为本发明优选实施例的实物总体结构正向视图；
45.图4为本发明优选实施例的实物总体结构后向视图；
46.图5为本发明优选实施例中的二级变温控温回路后部局部示意图；
47.图6为本发明优选实施例中的紫外线消毒灯的局部结构剖视图；
48.图7为本发明优选实施例中的表面式换热器局部结构剖视图；
49.图8示意性地示出了根据本发明又一优选实施例的清洁环保的高效医用变温水箱的使用状态外观示意图。
50.需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
51.为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
52.本发明提供了一种变温水箱优化设计，围绕无菌、易清洗、小型化的设计目标，优化了变温水箱的无障碍换水问题，并进一步设计使用无公害环保型制冷剂，增加水箱紫外消杀的实用功能，提出基于“压缩制冷+帕尔贴制冷”原理的两级精准控温解决方案。本发明的清洁环保的高效医用变温水箱，可更清洁、安全、环保的用于医疗用途，特别是在手术室中使用。
53.本发明提供的清洁环保的高效医用变温水箱包括：控制器、循环工质存储箱、至少一个循环分路、变温回路系统等组件。其中，变温回路系统在控制器的控制下对循环工质存储箱中的循环工质和/或所述至少一个循环分路中的循环工质进行热能交换。
54.而且，很重要的一点是，在循环工质存储箱内设置有消杀设备，其中所述消杀设备包括紫外线消杀模块和消毒剂投放装置中的至少一个，其中紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，消毒剂投放装置用于在循环工质存储箱内的循环工质中加入了化学消毒剂。
55.由此，由于在循环工质存储箱内设置有紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，所以本发明的清洁环保的高效医用变温水箱能够实现自消毒处理，大大减少换水频次，为医护人员降低工作强度，且长期使用成本较低；附加地或者替换地，通过消毒剂投放装置在循环工质存储箱内的循环工质中加入了化学消毒剂，可以进一步对循环工质存储箱以及整个循环的水管进行消毒清洁处理，防止细菌滋生。
56.并且此外，在所述至少一个循环分路中设有回收阀结构，回收阀结构用于在控制器的控制下在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱。
57.在本发明中，回收阀结构的设置，使得本发明能够实现循环工质的回收，防止循环工质的长期存放在水管中导致的对水管的腐蚀以及在水管中导致的细菌滋生。
58.由于根据本发明的清洁环保的高效医用变温水箱具有极其清洁的特征，使得本发明的清洁环保的高效医用变温水箱能够有利地用于医用手术和/或ecmo(extra-corporeal membrane oxygenation)系统。
59.下面描述变温回路系统的具体优选示例。如图1所示，变温回路系统包括一级变温回路和二级变温回路。
60.其中，一级变温回路包括压缩制冷制热机组和表面式换热器，其中压缩制冷制热机在控制器的控制下通过表面式换热器给循环工质存储箱中的循环工质提供热量交换；二级变温回路包括布置在各个循环分路上的半导体制冷制热片，用于在控制器的控制下根据各个循环分路连接的外循环来精调各个循环分路的循环工质的温度。
61.由此，本发明通过采用一级变温回路的表面式换热器的初步温控和二级变温回路的半导体制冷制热片的精细温控，实现了清洁环保的高效医用变温水箱的精确温度控制。
62.下面具体描述上述方案的更具体的实施例。
63.图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的清洁环保的高效医用变温水箱的结构示意图。图3为本发明优选实施例的实物总体结构正向视图；图4为本发明优选实施例的实物总体结构后向视图。
64.如图1、图3、图4所示，根据本发明优选实施例的清洁环保的高效医用变温水箱包括：
65.设置在箱体1内的循环工质存储箱2，循环工质存储箱2内有循环工质3，循环工质存储箱2的循环工质3通过两级变温回路进行精准控温。例如，箱体1外表面可以配置用于参数设置的控制面板。例如，箱体1内表面与循环工质存储箱2之间的间隙设置有保温层15。
66.至少一个循环分路(图1的示例中循环分路为三个)，每个循环分路包括进水管9、出水管8、外接循环分路10，其中进水管9的一端和出水管8的一端插入循环工质存储箱2，进水管9的另一端和出水管8的另一端分别连接各自的外接循环分路10；进水管9设有循环泵12，出水管8设有回收阀13，回收阀13可在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱2，避免循环工质在管路中残留。
67.优选地，由于在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱2，循环工质存储箱的体积大于变温水箱的所述至少一个循环分路的所有水管的体积之和。由此，在保证制冷工作时循环工质能充盈所有管路的同时，并保证管路充盈水量在撤收后不溢出循环工质存储箱。
68.其中，一级变温回路包括压缩机4、导热管5、换向阀6、表面式换热器7，其中压缩机4与导热管5连接，换向阀6布置在导热管5的通路中以控制导热管5中的循环工质3的流向，导热管5的至少一部分被表面式换热器7包裹，表面式换热器7包裹循环工质存储箱2底部从而与循环工质存储箱2进行表面式高效换热，由此具有良好的感控能力与易用性，简化了清洁程序，降低了污染风险。需要说明的是，换向阀6是优选结构，在简化结构中可以不包括换向阀6。例如，表面式换热器7可以是热导率参数极高的导热膜、低接触热阻界面材料等。
69.二级变温回路包括布置在进水管9上的半导体控温模块11，用于根据循环分路所连接的外循环精调循环分路的循环工质的温度。
70.本发明提供的封闭回路结构能够防止对诸如膜肺水源之类外部源的污染，提高病人的安全性。
71.本方案基于以上原理设计的变温水箱示意如下图8，增加了如图所示的便捷式补水收纳机制，使用时打开底柜门，拉出水车并打开，打开水箱门后将水箱拉出至水车上自动锁紧，可移动至水源或冰源进行补水或补冰，之后装回变温水箱中，关闭柜门即可自动锁紧安装。
72.便捷式补水收纳机制，实现了快速补水、人工加冰机构，便于操作，提高了效率。
73.如图1所示高效无接触式换热技术方案，并采用tims大幅提升换热效果，在物理隔绝制冷剂的基础上，增加紫外线消杀模块，保障了循环工质卫生清洁，从循环路径上杜绝了工质被污染的可能性。
74.高效无接触式换热，采用tims技术高效提升换热效果，更低功耗，物理隔绝冷剂，避免了污染。
75.图5给出了两级变温方案中循环系统的结构示意，通过半导体变温组件，实现了独立循环出水温度的精准调节。
76.热电器件高精度调节：采用热电器件实现精准温度调节，补偿人工加冰，环境温度波动等干扰。两级控温回路：高灵敏度，迅速温度调节，可满足三路循环水路的并行使用。并行管路：三通道管路独立运行，主控独立控制，互不干扰。
77.压缩机可选用r-134a涡旋压缩机组，该型压缩机为低温应用压缩机，具有高制冷量、低功耗以及安全和稳定性高的特点，振动小、噪音低，运转平稳，性能稳定。
78.例如，半导体控温模块11可采用半导体制冷/加热片(如图5所示)。
79.优选地，在循环工质存储箱2内设置有紫外线消杀模块17(如图2所示)，用于对循环工质存储箱2内的循环工质进行消毒。优选地，紫外线消杀模块17布置在循环工质存储箱2内部的顶部。例如，如图6所示，箱体1内位于水箱2的上部位置处设置有承接板16，承接板16下表面设置有紫外线消毒灯17。紫外线消毒灯17也可以采用消毒剂投放装置代替；所述的消毒剂投放装置内放置有泡腾片或固体二氧化氯消毒粉，消毒剂投放装置采用定时定量或者人工方式向循环工质存储箱2内投放消毒剂(如固体二氧化氯消毒粉)，用于对循环工质存储箱内的循环水进行消毒。当然，紫外线消杀模块17和消毒剂投放装置可以同时存在。
80.由于在循环工质存储箱内设置有紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，所以本发明的清洁环保的高效医用变温水箱能够实现自消毒处理，大大减少换水频次，为医护人员降低工作强度，且长期使用成本较低；通过消毒剂投放装置在循环工质存储箱内的循环工质中加入了化学消毒剂，可以进一步对循环工质存储箱以及整个循环的水管进行消毒清洁处理，防止细菌滋生；此外，回收阀结构的设置，使得本发明能够实现循环工质的回收，防止循环工质的长期存放在水管中导致的对水管的腐蚀以及在水管中导致的细菌滋生。
81.优选地，在循环工质存储箱2中设置有温度传感器14，用于为控制器实时反馈循环工质存储箱2中的循环工质的温度。控制器根据温度传感器14反馈的温度调节一级变温回路和/或二级变温回路与循环工质的热量交换。
82.本发明通过采用一级变温回路的表面式换热器的初步温控和二级变温回路的半导体制冷制热片的精细温控，实现了清洁环保的高效医用变温水箱的精确温度控制。而且，本发明采用完全封闭的设计形式，从结构上规避了常规压缩制冷系统制冷剂泄露造成的感染隐患，整体变温水箱可靠性大幅提升。
83.具体地，例如，变温水箱在使用时，智能温控器根据设置的高灵敏度温度传感器反馈实时监测温度信号智能选择升温/降温方式，以分别控制二级变温模块中的各个半导体制冷制热片的动作。由此可以根据各个循环分路的具体要求分别控制二级变温模块中的各个半导体制冷制热片，实现不同循环回路的不同目标温度。
84.由于采用两级变温系统，从而可以从根本上规避了压缩机组制热制冷方式控温精度差与半导体制热制冷方式效率低的难题，采用表面式高效换热器(如图7所示)，更使其具有良好的感控能力与易用性，简化了清洁程序，降低了污染风险。
85.优选地，循环工质存储箱2可以是一个可拆卸移动的箱体。例如，为方便循环工质存储箱的换水操作，增加了便捷式补水收纳机制(如图8所示)。便捷式补水收纳机制包括：布置在箱体1一侧的供循环工质存储箱2取出或放入的箱门18、折叠式移动小车19、布置在箱体1底部的用于收纳折叠状态下的折叠式移动小车19的底柜20。
86.使用时，从底柜20拉出折叠式移动小车19并展开，打开水箱门18后将循环工质存储箱2拉出并放置在移动小车19上自动锁紧，利用折叠式移动小车19可移动至循环工质源(例如水源或冰源)进行补充，之后将循环工质存储箱2装回箱体1中，关闭箱门18实现循环工质存储箱2的自动锁紧安装。
87.在具体实施例中，本发明相对于现有技术的具体创新点还至少包括：
88.1.轻量化拆装式便捷补水方案实用且极大减轻医护人员体力消耗。通过增肌便捷式折叠补水车机构，补换水、加冰轻便省力、简单快捷，只拉不搬的思路极大提高了医疗器械的使用效率；
89.2.深紫外波段超强消毒杀菌效果；可以采用uvc半导体紫外线led，小巧安全，杀菌能力强，几近为零的消毒成本，使水箱具有抗菌卫生的特点。
90.3.可采用无公害环保制冷机组，避免对大气臭氧层零破坏；采用高效无公害制冷剂r-134a压缩机组，制冷效率高，绿色环保。
91.4.可采用军工领域性能显著的热控产品提升产品性能，可采用热导率参数极高的导热膜、低接触热阻界面材料等产品，结合人体工程学设计手段，保证了产品的性能优异与普通市面产品短期内的不可超越。
92.5.几近完美的解决传统变温水箱的使用痛点；可采用表面式换热器+高导热tims材料+循环水路完全封闭的设计形式，从结构上规避了常规压缩制冷系统制冷剂泄露造成的感染隐患，整体变温水箱可靠性大幅提升。
93.可以明确本发明的变温水箱设计方案与现行进口变温水箱对比，方案可靠，特质明显，优异性显著，例如具体至少体现在以下几个方面：
94.1.通过便捷的换水设计大大减少了传统变温水箱进出水口易泄露，产生污染，滋生有毒气溶胶等有害物质等问题；
95.2.在实际使用过程中，通过便捷的自带推车功能的水箱，实现水箱的快速拆卸，换水方便，且需要借助辅助加水、收集污水设备，无需厂家或专业的维护人员进入手术室操作，一般的医护人员均能轻松完成换水操作；
96.3.自带紫外消毒功能，大大减少换水频次，为医护人员降低工作强度，且长期使用成本较低；
97.4.通过无公害制冷剂r-134a压缩机组，制冷效率高，节能环保；
98.5.可采用热导率参数极高的导热膜、低接触热阻界面材料等产品，结合人体工程学设计手段，水箱系统小巧、高性能且耐用，故障率极低。
99.《参数示例》
100.为了使本领域技术人员能更方便地实施本发明，现将部分参数示例阐述如下。
101.制冷量
102.对标国际前沿某型号变温水箱，其制冷能力为1350w，在此基础上，为更快达到换热量目标的实现，同时考虑到安全性，选用进口中高背压压缩机，其制冷功率为2025w，优于对标机型。二级半导体控温模块由三组半导体制冷/制热片组成，每组制冷功率最高可达200w。因此，整体的制冷能力由1350w提升至2625w，在同样的制冷工质供应量下，降温速率提高约一倍。
103.具体地，例如，技术参数对标如下表所示：
[0104][0105][0106]
降温速率
[0107]
以制冷能力2025w计算，制冷工质为纯净水，储量15kg，单位时间内水箱(循环工质存储箱)降温速率计算如下：
[0108][0109]
水箱(循环工质存储箱)体积
[0110]
以某进口型号ecmo成人套包氧合器中换热工质所占容积不大于100ml，计算充盈一套氧合器与3米长的标准管路共需要换热工质的容积；以停跳液等循环设备中换热工质所占容积不大于500ml，计算充盈一套停跳液等循环设备与3米长的标准管路共需要换热工质的容积。最后，完全充盈三路循环工质所需要的工质容积为：
[0111]vtotal
＝v1+v2+v3＝2.38l
[0112]
其中v1、v1、v3为三路分别循环工质所需要的工质容积。
[0113]
本方案水箱设计总储水容积18l，去除三路循环管路充盈所需的工质容积2.38l后，工作水量为15.62l。因此，采用本方案水箱设计，能够满足一次装水18l后，在保证15kg的制冷工作水量时能充盈所有管路，也既管路充盈水量在撤收后不溢出水箱。
[0114]
冷媒选型
[0115]
压缩机冷媒选用已广泛使用的中低温环保制冷剂r-134a，由于其稳定的化学性质，热力性质非常接近r12等常规氟利昂，对人体无害，而且没有碳氢制冷剂易爆炸的缺陷，更为重要的是，r-134a不含对臭氧层有害的氯元素，使其臭氧消耗潜能为零，温室效应潜能仅为0.24～0.29，是公认的新型无公害制冷剂。
[0116]
r12与新型环保制冷剂r-134a物性对比如下表所示：
[0117][0118][0119]
压缩机选型
[0120]
压缩机拟选用r-134a涡旋压缩机组，该型压缩机为低温应用压缩机，具有高制冷量、低功耗以及安全和稳定性高的特点，振动小、噪音低，运转平稳，性能稳定。
[0121]
半导体制冷/制热片
[0122]
二级控温中，每个由四块半导体制冷片组成，制冷片的参数如下表所示：
[0123][0124]
根据设计需求与医用器械的一般功能性要求，本发明提供的方案应能够满足中国医药行业标准《yy 0604-2016心肺转流系统血气交换器(氧合器)》规定的氧合器热交换器的技术性要求，优于《iso 7188：2008心血管植入物及人工器官血-气交换器(氧合器)》的国际标准要求。
[0125]
需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0126]
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于包括：控制器、循环工质存储箱、至少一个循环分路、变温回路系统；其中，变温回路系统在控制器的控制下对循环工质存储箱中的循环工质和/或所述至少一个循环分路中的循环工质进行热能交换；而且其中，在循环工质存储箱内设置有消杀设备，其中所述消杀设备包括紫外线消杀模块和消毒剂投放装置中的至少一个，其中紫外线消杀模块用于对循环工质存储箱内的循环工质进行消毒，消毒剂投放装置用于在循环工质存储箱内的循环工质中加入化学消毒剂；并且在所述至少一个循环分路中设有回收阀结构，回收阀结构用于在控制器的控制下在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱。2.根据权利要求1所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，变温回路系统包括一级变温回路和二级变温回路；其中，一级变温回路包括压缩制冷制热机组和表面式换热器，其中压缩制冷制热机在控制器的控制下通过表面式换热器给循环工质存储箱中的循环工质提供热量交换；二级变温回路包括布置在各个循环分路上的半导体制冷制热片，用于在控制器的控制下根据各个循环分路连接的外循环来精调各个循环分路的循环工质的温度。3.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，紫外线消杀模块布置在循环工质存储箱内部的顶部。4.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，每个循环分路包括进水管、出水管、外接循环分路，其中进水管的一端和出水管的一端插入循环工质存储箱，进水管的另一端和出水管的另一端分别连接各自的外接循环分路；进水管设有循环泵，出水管设有回收阀，回收阀在循环完成后开启以将管路中的循环工质全部收集至循环工质存储箱。5.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，一级变温回路包括压缩机、导热管、表面式换热器，其中压缩机与导热管连接，导热管的至少一部分被表面式换热器包裹，表面式换热器包裹循环工质存储箱底部从而与循环工质存储箱进行表面式高效换热。6.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，二级变温回路包括布置在循环分路的进水管上的半导体控温模块，用于根据循环分路所连接的外循环精调循环分路的循环工质的温度。7.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，循环工质存储箱是一个可拆卸移动的箱体；而且所述清洁环保的高效医用变温水箱包括便捷式补水收纳机制，所述便捷式补水收纳机制包括布置在箱体一侧的供循环工质存储箱取出或放入的箱门、折叠式移动小车、布置在箱体底部的用于收纳折叠状态下的折叠式移动小车的底柜；使用时，从底柜拉出折叠式移动小车并展开，打开水箱门后将循环工质存储箱拉出并放置在移动小车上自动锁紧，利用折叠式移动小车可移动至循环工质源进行补充，之后将循环工质存储箱装回箱体中，关闭箱门实现循环工质存储箱的自动锁紧安装。8.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，在循环工质存储箱中设置有温度传感器，用于为控制器实时反馈循环工质存储箱中的循环工质的温
度；控制器根据温度传感器反馈的温度调节一级变温回路和/或二级变温回路与循环工质的热量交换。9.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，所述化学消毒剂为固体二氧化氯消毒粉，所述至少一个循环分路优选为三个循环分路。10.根据权利要求1或2所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，循环工质存储箱的体积大于清洁环保的高效医用变温水箱的所述至少一个循环分路的所有水管的体积之和。11.根据权利要求7所述的清洁环保的高效医用变温水箱，其特征在于，控制器中的智能温控模块根据温度传感器反馈实时监测温度信号智能选择升温和/或降温方式，以分别控制二级变温模块中的各个半导体制冷制热片的动作。

技术总结
本发明提供了一种清洁环保的高效医用变温水箱，包括：控制器、循环工质存储箱、至少一个循环分路、变温回路系统；通过便捷的换水设计、设置消杀设备自行消毒等，保持了水箱内水的清洁，减少了传统变温水箱，滋生有毒气溶胶等有害物质等问题；医护人员方便操作；水箱采用高效无公害制冷剂，提高了效率且绿色环保；表面式换热器+高导热TIMs材料+循环水路完全封闭的设计形式，解决了目前冷剂泄露造成的感染隐患，使变温水箱安全性大幅提升。本发明通过多方面的改进，降低了污染风险，水箱小巧便捷、方便维护，使用成本低，高性能且耐用，故障率极低。率极低。率极低。


技术研发人员：侯晓彤 贾在申
受保护的技术使用者：首都医科大学附属北京安贞医院
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2022/5/25