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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Wärmeelement, wie z.
B. eine Wärmedecke oder Wärmematratze, für
ein elektrisches Wärmesystem zur Prävention und/oder
Eliminierung eines Hypothermiezustands (Untertemperatur) eines Patienten.
Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Steuergerät
für ein Wärmesystem sowie ein elektrisches Wärmesystem.
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Elektrische
Wärmesysteme, insbesondere Wärmedecken-Systeme,
werden im stationären klinischen Umfeld zur Behandlung
von Hypothermiezuständen von Patienten eingesetzt. Im Stand
der Technik gibt es Wärmesysteme mit Wärmedecken, die
für einen Operationsbereich, einen Aufwachraum und eine
Intensivstation geeignet sind. Solche Wärmedecken-Systeme
weisen zwei elektrische Anschlüsse für jeweils
eine Wärmedecke auf, wobei die eine Wärmedecke
als eine Unterdecke und die zweite Wärmedecke als eine Überdecke
zur Erwärmung des Patienten im Operationsbereich dient.
Ferner können zwei Patienten im Aufwachraum oder der Intensivstation
mit jeweils einer Wärmedecke mit Wärme versorgt
werden. Wärmematratzen sind an solche Wärmesysteme
elektrisch nicht anschließbar.
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Ferner
ist bei elektrischen Wärmedecken gemäß dem
Stand der Technik nicht sichergestellt, dass diese ausreichend flüssigkeitsdicht
und somit abwaschbar sind. Daher wird für solche Wärmedecken ein
zusätzlicher Überzug benötigt, was einen
Unterhalt eines elektrischen Wärmesystems verteuert und dessen
Handhabung verkompliziert.
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Aus
der
DE 198 20 698
B4 ist ein elektrisches Wärmeelement für
ein elektrisches Wärmesystem zur Prävention bzw.
Elimi nierung eines Hypothermierungszustands eines Patienten mit
einem zwischen zwei Lagen Obermaterial befindlichen elektrischen
Heizelement bekannt. Das als Wärmedecke ausgebildete Wärmeelement
ist dabei abwaschbar ausgelegt. Ferner ist ein Steuergerät
mit einem elektrischen Anschluss für das Wärmeelement
vorgesehen.
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In
der
EP 0 396 615 ist
eine Heizdecke bzw. eine Heizmatratze mit mehreren Heizsegmenten
gezeigt, die getrennt über ein Steuergerät angesteuert werden
können. Ferner zeigt die
DE 101 96 511 T5 einen Sitz mit einer aufblasbaren
Kammer, die zusätzlich beheizt werden kann, wobei ein Entlüftungsventil
vorgesehen ist. In der
DE
10 2004 058 588 A1 ist außerdem ein Wasserbett
mit einer Heizeinrichtung beschrieben.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektrisches Wärmeelement,
wie z. B. eine Wärmedecke oder eine Wärmematratze,
und ein verbessertes Steuergerät – auch Monitor
genannt – anzugeben. Hierbei soll das Wärmeelement
ausreichend flüssigkeitsdicht sein, damit dieses abwaschbar
ist, sodass auf einen Überzug des Wärmeelements
verzichtet werden kann. Das erfindungsgemäße Steuergerät
soll sowohl im Operationsbereich als auch in einem Aufwachraum bzw.
einer Intensivstation derart einsetzbar sein, dass einerseits im
Operationsbereich ein Patient beidseitig erwärmt werden kann
und andererseits im Aufwachraum bzw. der Intensivstation zwei Patienten
gleichzeitig mit Wärmedecken versorgt werden können.
Hierbei soll es insbesondere möglich sein, eine Wärmematratze
an das Steuergerät elektrisch anschließen zu können. Ferner
soll das erfindungsgemäße Steuergerät
empfindlich auf Fehler oder eine unzulässige Abweichung von
einem Sollwert des elektrischen Wärmesystems reagieren.
Dies soll vor allem auch für sich abzeichnende Fehlfunktionen
des Wärmesystems gelten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein elektrisches Wärmeelement,
wie z. B. eine Wärmedecke oder Wärmematratze,
für ein Wärmesystem gemäß Anspruch
1, ein Steuergerät für ein e lektrisches Wärmesystem
gemäß Anspruch 9 oder 11 und ein elektrisches
Wärmesystem gemäß Anspruch 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Wärmeelement
ein elektrisches Heizelement auf, das zwischen zwei Lagen Obermaterial
angeordnet ist, wobei die beiden Lagen Obermaterial mittels einer
wenigstens teilweise um das Heizelement umlaufenden, flüssigkeitsdichten
Naht geschlossen sind. Das Wärmeelement weist ferner in einem
Bereich der Naht und des Heizelements eine luftdurchlässige
und flüssigkeitsdichte Einrichtung auf. Hierbei ist wenigstens
eine einzelne luftdurchlässige und flüssigkeitsdichte
Einrichtung vorgesehen, die bevorzugt in einem Randbereich des Wärmeelements
angeordnet ist. D. h. bevorzugt befindet sich die luftdurchlässige
und flüssigkeitsdichte Einrichtung zwischen den beiden
Lagen Obermaterial, und in einem Bereich zwischen der Naht 'und
dem Heizelement. D. h. bei einer Ausführungsform der Erfindung
reicht das Heizelement in einem Bereich der luftdurchlässigen
und flüssigkeitsdichten Einrichtung nicht bis an die Naht
hin. Gemäß der Erfindung kann das Obermaterial
atmungsaktiv ausgestaltet werden, wobei dieses wenigstens kurzzeitig
im Wesentlichen flüssigkeitsdicht sein kann, wodurch das
Wärmeelement wischdesinfizierbar ist und eine gute Abwaschbarkeit
gewährleistet ist.
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In
Ausführungsformen der Erfindung weist das elektrische Wärmeelement
zwei, vier oder mehr luftdurchlässige und flüssigkeitsdichte
Einrichtungen auf, die bevorzugt jeweils in einem Eckbereich des Wärmeelements
vorgesehen sind. Hierdurch ist ein schnelles Entweichen von Luft
innerhalb des Wärmeelements z. B. bei dessen Zusammenfalten
oder vollständigem Zusammenrollen gewährleistet.
Damit die Luft innerhalb des Wärmeelements schnell entweichen
kann, kann das Obermaterial in einem Bereich der luftdurchlässigen
und flüssigkeitsdichten Einrichtung perforiert oder ausgenommen
sein. Die luftdurchläs sige und flüssigkeitsdichte
Einrichtung kann eine Membran, z. B. ein so genannter „Breather”,
ein Gewebe oder ein Ventil sein. Erfindungsgemäß ist die
flüssigkeitsdichte Naht zwischen den beiden Lagen Obermaterial
bevorzugt eine geschweißte oder geklebte Naht.
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In
einer Ausführungsformen der Erfindung weist das elektrische
Wärmeelement einen Speicher, insbesondere einen elektronischen
Speicher auf, in welchem Daten über das Wärmeelement,
insbesondere über dessen elektrischen Heizelements oder über
dessen elektrischen Heizelemente, gesichert sind. Es ist natürlich
auch möglich, dies mit einem anderen Speicher, z. B. einem
Bar- oder einem Data-Matrix-Code, zu realisieren. Ein einzelnes
Wärmeelement weist bevorzugt ein einzelnes oder zwei Heizelemente
auf, wobei für ein einzelnes Heizelement bevorzugt zwei
Temperaturfühler zur Überprüfung dessen
Betriebstemperatur vorgesehen sind.
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Um
einen sicheren und schnellen Gebrauch einer erfindungsgemäßen
elektrischen Wärmedecke sicherzustellen, besitzt eine einem
Patienten zuwendbare Seite der Wärmedecke eine rote oder
rötliche Markierung. Bevorzugt ist im Wesentlichen die gesamte,
dem Patienten zuwendbare Seite rot ausgestaltet. Analoges gilt für
eine gegenüberliegende Seite der Wärmedecke, nur
mit einem blauen oder bläulichen Farbton. Hierdurch kann
ein Bediener schnell und sicher eine sich schneller erwärmende Seite
der Wärmedecke erkennen. Eine einem Patienten zugewandte
Seite einer elektrischen Wärmematratze weist eine blaue
oder eine bläuliche Markierung auf, bzw. im Wesentlichen
die gesamte, dem Patienten zugewandte Seite der Wärmematzratze
ist blau ausgestaltet, sodass hieran der Bediener zusätzlich erkennen
kann, wie er die Wärmedecke zu verwenden hat – nämlich
die blaue bzw. bläuliche Markeierung immer nach oben. Ferner
ist es bevorzugt, dass die Wärmematratze eine Antidekubitus-Wirkung
besitzt.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Steuergerät
wenigstens drei, bevorzugt ausschließlich drei, elektrische
Anschlüsse für Wärmeelemente auf. Hierbei
sind zwei elektrische Anschlüsse für Wärmedecken
und ein einzelner elektrischer Anschluss für eine Wärmematratze
geeignet. Bevorzugt ist es, dass die elektrischen Anschlüsse für
die Wärmematratze und die Wärmedecken nicht miteinander
kompatibel sind, d. h. sie besitzen bevorzugt andere Codierung.
Es ist natürlich auch möglich, dies anders zu
realisieren, z. B. Pinsteckplätze für die Wärmedecken
und einen Buchsensteckplätze für die Wärmematratze,
bzw. umgekehrt. Entsprechend sind dann die elektrischen Anschlüsse – also
die Stecker – an den Wärmedecken bzw. der Wärmematratze ausgebildet.
Ferner kann eine solche Codierungs-Funktion durch eine Funktion
des Steuergeräts selbst übernommen werden. In
einem solchen Fall können dann die elektrischen Anschlüsse
für Wärmedecken und Wärmematratzen identisch
ausgestaltet sein. D. h. das Steuergerät erkennt, was elektrisch
angeschlossen worden ist und gibt ggf. eine Fehlermeldung aus, falls
irrtümlich eine Wärmedecke an einen elektrischen
Anschluss für eine Wärmematratze gesteckt worden
ist, oder umgekehrt.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Steuergerät
wenigstens einen elektrischen Anschluss für ein elektrisches
Wärmeelement auf. Durch das Steuergerät kann dabei
wenigstens eine Temperatur eines elektrischen Heizelements des an das
Steuergerät anschließbaren Wärmeelements vorgewählt
und verifiziert werden. Gemäß der Erfindung wird
wenigstens ein elektrischer Betriebsparameter des Heizelements,
bevorzugt kontinuierlich oder in zeitlich kurz aufeinander abfolgenden
Zeitabständen, bestimmt, wobei bei einem Auftreten eines Fehlers
oder einer unzulässigen Abweichung von einem Sollwert,
eine optische und bevorzugt auch akustische Warnung ausgegeben wird,
und dabei das betreffende Heizelement oder das betreffende gesamte
Wärmeelement automatisch abschaltet wird oder eine Bedienperson
durch das Steuergerät aufgefordert wird, dieses abzuschalten
bzw. zu ersetzen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
elektrische Parameter am betreffenden elektrischen Heizelement gemessen.
Hieraus wird z. B. ein elektrischer Heizwiderstand des Heizelements
berechnet, und eine Warnung bei einer zu großen Abweichung
des Heizwiderstands ausgegeben. Ein elektrischer Heizwiderstand
des Heizelements ist dem Steuergerät z. B. aus einem elektronischen
Speicher des Wärmeelements bekannt. Ferner ist es bevorzugt,
dass beim Bestimmen elektrischer Betriebsparameter des Heizelements,
eine elektrische Kontaktierung eines. einzelnen Heizelements überprüft
wird, und die Warnung bei einer zu großen Abweichung ausgegeben
wird. Dies kann z. B. durch eine Wheatstone-Brückenschaltung
geschehen, wobei das Steuergerät bei einer zu großen Verstimmung
der Brückenschaltung einen Alarm bzw. die Warnung ausgibt.
Des Weiteren ist es insbesondere bevorzugt, dass die Warnung bei
einer zu großen Überschreitung einer zulässigen
Maximaltemperatur eines Heizelements ausgegeben wird.
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In
bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden bei
einer Inbetriebnahme des Steuergeräts, durch dieses die
Daten eines daran elektrisch angeschlossenen Wärmeelements
aus dessen Speicher ausgelesen und mit einem gemessenen bzw. berechneten
Wert des betreffenden Wärmeelements bzw. Heizelements verglichen.
Stimmt der gemessene bzw. berechnete Wert mit dem gespeicherten
in einem gewissen Toleranzband überein, so kann das Steuergerät
ordnungsgemäß seinen Betrieb aufnehmen. Ist dies
nicht der Fall, so wird die Warnung ausgegeben und das Wärmeelement
nicht in Betrieb genommen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung
näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Wärmesystems mit einer elektrischen Wärmedecke
mit zwei elektrischen Heizelementen;
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2 eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wärmesystems mit einer Wärmedecke mit einem einzelnen
Heizelement;
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3 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen
Wärmedecke im Bereich einer luftdurchlässigen
und flüssigkeitsdichten Einrichtung;
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4 eine
zentrale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
elektrischen Wärmematratze;
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5 eine
Frontansicht eines erfindungsgemäßen Steuergeräts
für das Wärmesystem; und
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6 eine
dreidimensionale hintere Perspektivansicht des Steuergeräts
aus 5.
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Im
Folgenden sollen unter dem Oberbegriff Flüssigkeit nicht
nur Wasser, und medizintechnisch oder industriell produzierte Flüssigkeiten,
wie Desinfektions- oder Reinigungsmittel, verstanden werden, mit
welcher ein erfindungsgemäßes Wärmeelement in
Kontakt kommen kann, sondern auch Körperflüssigkeiten,
insbesondere Blut. Ferner soll im Folgenden der Begriff flüssigkeitsdicht
synonym mit dem Begriff flüssigkeitsundurchlässig
verstanden werden.
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Die 1 und 2 zeigen
jeweils ein erfindungsgemäßes elektrisches Wärmesystem 1,
wobei ein erfindungsgemäßes elektrisches Wärmeelement 100 – wie
z. B. eine Wärmedecke 100, eine Wärmematratze 100,
ein Wärmekissen oder ein Wärmepolster – je
nach Größe zwei (1) oder
ein einzelnes (2) elektrisches, widerstandbeheiztes
Heizelement 120 aufweist. Hierbei ist es bevorzugt, dass
bei einer Verwendung von zwei Heizelementen 120, diese
getrennt voneinander elektrisch ansteuerbar sind. Ein prinzipieller
Schichtaufbau der Wärmedecke 100 oder der Wärmematratze 100 ist
in der 3 bzw. der 4 zu sehen.
Ferner weist das erfindungsgemäße Wärmesystem 1 ein
erfindungsgemäßes elektrisches Steuergerät 200 auf,
an welches ein oder eine Mehrzahl von Wärmeelementen 100 elektrisch anschließbar
sind, was jeweils mittels eines elektrischen Kabels 160 erfolgt.
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Jedes
Wärmeelement 100 weist zwei Lagen Obermaterial 110 auf,
zwischen welchen sich wenigstens ein oder zwei elektrische Heizelemente 120 befinden.
Ferner ist es bevorzugt, dass sich zwischen dem Heizelement 120 und
einem patientenseitigen Obermaterial 110 ein vergleichsweise
dünnes Vlies 140 befindet, damit die im Betrieb
des elektrischen Wärmesystems 1 entstehende Wärme
rasch zu einem Patienten gelangen kann. Dem patientenseitigen Vlies 140 gegenüberliegend
in Bezug auf das Heizelement 120 befindet sich im Fall
einer elektrischen Wärmedecke 100 (1)
ein vergleichsweise dickes Vlies 150, und im Fall einer
elektrischen Wärmematratze 100 (2)
ebenfalls ein vergleichsweise dickes Vlies 150 und/oder
ein oder eine Mehrzahl von Matratzenkernen 150 o. ä.
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Für
eine Auslegung des elektrischen Wärmeelements 100 ist
es bevorzugt, dass folgende Dinge Beachtung finden. Jedes Wärmeelement 100 soll nach
Möglichkeit maximal zwei elektrische Heizelemente 120 enthalten,
deren jeweiliger elektrischer Widerstand bevorzugt ca. 7 bis ca.
30 Ohm beträgt. In Ausnahmefällen können
auch mehr als zwei Heizelemente 120 je Wärmeelement 100 vorgesehen sein.
Hierbei ist für jedes Heizelement 120 wenigstens
ein Temperaturfühler 122 bzw. -sensor 122 vorgesehen.
Bevorzugt befinden sich jedoch zwei oder auch mehr Temperaturfühler 122 bzw.
-sensoren 122 in direktem Kontakt mit dem betreffenden
Heizelement 120. Erfindungsgemäß soll
ein Wärmeeintrag zum Patienten möglichst ganzflächig
und homogen erfolgen. D. h. es ist bevorzugt, dass sich das Heizelement 120 so
nah wie möglich an eine Kante bzw. eine Naht 112 des
Obermaterials 110 heranreicht. Hotspots an den Heizelementen 120 sollten
vermieden werden, was insbesondere einen Bereich einer elektrischen
Kontaktierung durch eine elektrische Stromversorgung des Heizelements 120 betrifft.
Eine Aufheizzeit zum Erreichen eines Temperaturbereichs von ca.
36 bis ca. 40°C sollte möglichst gering sein. Bevorzugt
liegt diese Aufheizzeit unter 2 Min.
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Das
Obermaterial 110 – also die Bezüge des elektrischen
Wärmeelements 100 – sollten aus einem
atmungsaktiven, biokompatiblen Material gefertigt werden, dessen äußere
Oberfläche wischdesinfizierbar, abwaschbar sowie auch gegenüber
klinischen Reinigungsmittel farbecht sein sollte. Durch das Obermaterial 110 und
den Rest des Wärmeelements 100 sollte eine gute
Anpassung an eine Körperform gegeben sein (flexibel, frei
fallend). Das Obermaterial 110 sollte je nach einer Applikation
in seinem Randbereich verschweißbar oder verklebbar sein,
damit kein zusätzlicher Überzug für das
Wärmeelement 100 notwendig ist. D. h. es entstehen
stoffschlüssige, flüssigkeitsdichte Nähte 112,
wodurch ein Eindringen von Flüssig keit oder Feuchtigkeit
durch die darüber hinaus unbehandelten Nähte 112 des Wärmeelements 100 verhindert
werden. Beim Zusammenlegen oder -rollen einer Wärmedecke 100 sollte
ferner eine darin befindliche Luft entweichen können..
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Da
das Obermaterial 110 einerseits atmungsaktiv und andererseits
abwaschbar sein soll, kann Luft – z. B. beim Zusammenlegen
oder -rollen einer elektrischen Wärmedecke 100 oder
beim Platzieren eines Patienten auf einer elektrischen Wärmematratze 100 – aus
dem Wärmeelement 100 nur langsam entweichen. Damit
dies schneller erfolgen kann, wird im erfindungsgemäßen
Wärmeelement 100 wenigstes eine luftdurchlässige
und flüssigkeitsdichte Einrichtung 130 vorgesehen,
die einen luftdurchlässigen, aber flüssigkeitsdichten
Kanal von einem Inneren des Wärmeelements 100 zu
dessen Außenseite schafft, siehe 1 bis 3.
Dies kann z. B. eine entsprechende Membran, ein Gewebe, oder auch
ein geeignetes Ventil sein. Gemäß der Erfindung
weist insbesondere die Wärmedecke 100 wenigstens
eine solche Einrichtung 130 auf. Bei einer Wärmematratze 130 kann
auf diese Einrichtung verzichtet werden.
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Gemäß der
Erfindung befindet sich wenigstens eine solche luftdurchlässige
und flüssigkeitsdichte Einrichtung 130 in einem
Randbereich des elektrischen Wärmeelements 100.
Hierbei ist es einerseits bevorzugt, dass sich die Einrichtung 130 zwischen
einem elektrischen Heizelement 120 und einer Naht 112 befindet
(siehe 1 und 2). Andererseits ist es bevorzugt,
dass sich die luftdurchlässige und flüssigkeitsdichte
Einrichtung 130 wenigstens abschnittsweise zwischen den
beiden Lagen Obermaterial 110 erstreckt (siehe 3).
Hierbei kann die Einrichtung 130 an einer Außenseite
des Wärmeelements 100 zu sehen sein, wie es in 3 dargestellt
ist, wobei das Obermaterial 110 entsprechend ausgenommen
ist. Es ist auch möglich, das Obermaterial 110 in
diesem Bereich zu Perforieren oder eine Mehrzahl von kleinen Ausnehmungen
im Obermaterial 110 vorzusehen.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel weist sowohl ein kleineres
als auch ein größeres elektrisches Wärmeelement 100 vier
luftdurchlässige und flüssigkeitsdichte Einrichtungen 130 auf,
die als so genannte „Breathers” – ein
luftdurchlässiges und flüssigkeitsdichtes Membrangewebe – ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß befindet sich jeweils eine Einrichtung 130 in
einem der vier Eckbereiche des Wärmeelements 100.
Es ist insbesondere dann, wenn das Wärmeelement 100 nur
zusammengerollt werden soll, möglich, nur ein oder zwei
Einrichtungen 130 vorzusehen, die dann an einem Längsendabschnitt
des Wärmeelements 100 vorgesehen sind, welcher
einem Ende gegenüberliegt, bei welchem mit dem Zusammenrollen
begonnen wird. Bevorzugt ist dasjenige Ende, bei welchem mit dem
Zusammenrollen des Wärmeelements 100 begonnen wird,
ein einem elektrischen Anschluss des Wärmeelements 100 gegenüberliegendes
Ende. Dies kann jedoch auch umgekehrt ausgeführt sein.
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Das
erfindungsgemäße Steuergerät 200 ist in
den 5 und 6 dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sollen insgesamt drei elektrische Wärmeelemente 100 – nämlich
zwei Wärmedecken 100 und eine einzelne Wärmematratze 100 – an das
Steuergerät 200 anschließbar sein. Hierbei
ist es bevorzugt, dass sich eine Wärmematratze 100 elektrisch
an den Vorgaben für eine Wärmedecke 100 orientiert.
Somit weist das Steuergerät 200 drei elektrische
Anschlüsse 210, bevorzugt an seiner Rückseite (siehe 6),
auf. Hierbei sind die elektrischen Anschlüsse 210 derart
konfiguriert, dass ein Anschluss 210 für eine
Wärmematratze 100 auch nur von einer Wärmematratze 100,
und ein Anschluss 210 für eine Wärmedecke 100 auch
nur von einer Wärmedecke 100 elektrisch kontaktierbar
ist. Dies erfolgt z. B. mittels einer entsprechenden Codierung oder
einer unterschiedlichen Art von verwendeten Steckern. Eine elektrische
oder elektronische Erkennung einer Wärmedecke 100 bzw.
einer Wärmematratze 100 ist natürlich
ebenso anwendbar.
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Die
durch das Steuergerät steuer- oder regelbaren Betriebstemperaturen
der elektrischen Wärmeelemente 100 liegen für
Erwachsene, Kinder und Neonaten bei ca. 35 bis ca. 41°C.
Hierbei soll das Steuergerät 200 derart eingerichtet
sein, dass eine daran einstellbare Temperatur in Schritten von bevorzugt
0,5°C eingestellt werden kann. Die elektrischen Anschlüsse
an den Wärmeelementen 100 (in der Zeichnung nicht
dargestellt) werden an diesen fest installiert und bevorzugt mit
einem Adapter- oder Verlängerungskabel am Steuergerät 200 steckbar ausgeführt.
Hierbei ist das elektrische Kabel 160 an einem Wärmeelement 100 vergleichsweise
kurz ausgebildet, bevorzugt ca. 40 cm.
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Das
dargestellte erfindungsgemäße Steuergerät 200 ermöglicht
einen Betrieb von maximal zwei Wärmedecken 100 und
einer Wärmematratze 100, oder einer Kombination
von drei Wärmedecken 100 gleichzeitig. Es ist
in anderen Ausführungsformen der Erfindung möglich,
eine andere Anzahl von jeweiligen elektrischen Anschlüssen 210 vorzusehen.
Zur Stromversorgung der elektrischen Wärmeelemente 100 wird
bevorzugt in internes AC/DC-Schaltnetzteil mit Weitbereichseingang,
Medizintechnikzulassung und bevorzugt max. ca. 300 W Ausgangsleistung
zur Stromversorgung verwendet. Ferner soll das erfindungsgemäße
Steuergerät 200 derart ausgerüstet bzw.
ausrüstbar sein, dass es an einem Infusionsständer
befestigbar ist.
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Das
Steuergerät 200 weist bevorzugt an dessen Vorderseite
drei Bedien- und Anzeigeleisten 220 auf, die drei voneinander
unabhängige Anzeigen und entsprechende Bedienelemente für
die drei elektrisch anschließbaren Wärmeelemente 100 besitzen. Dies
sind bevorzugt 3-stellige numerische LED-Anzeigen. Ferner ist das
Steuergerät 200 bevorzugt derart ausgebildet,
dass jedes Wärmeelement 100 individuell ein- und
ausgeschaltet werden kann bzw. sich nach einem Einschalten in einem
Standby-Modus befindet. Eine Temperatur ist ebenfalls für
jedes Wärmeelement 100 individuell vorwählbar.
Ferner soll das Steuergerät 200 derart ausgelegt
sein, dass es einen Typ – Erwachsene, Kinder und Neonaten – eines
Wärmeelements 100 erkennt. Es soll darüber hinaus
für ein jeweiliges Wärmeelement 100 eine
Anzeigemöglichkeit für eine Untertemperatur und
eine Anzeigemöglichkeit für eine Übertemperatur
bzw. einen allgemeinen Fehler besitzen.
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Ferner
soll das erfindungsgemäße Steuergerät 200 einen
internen Betriebsstundenzähler, mit einer bevorzugten Zähleinheit
von 15 Min, besitzen. Dieser soll vom Anwender gelesen, von ihm
aber nicht gelöscht werden können. Hierbei ist
es bevorzugt, dass die Zählerstände in einem EEPROM
eines Controllers des Steuergeräts 200 gespeichert
werden. Eine Anzeige eines Zählerstands erfolgt z. B. durch
Drücken einer speziellen Tastenkombination und bevorzugt
auch beim Einschalten des Steuergeräts 200 für
einen bestimmten Zeitraum, anschließend kehrt das Steuergerät 200 in
einen normalen Betriebszustand zurück. Ein Zurücksetzen
des Zählerstands des Betriebsstundenzählers erfolgt
z. B. mittels eines speziell codierten Steckers an einem oder einem
bestimmten der elektrischen Anschlüsse 210 für
die Wärmeelemente 100.
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Beim
Einschalten des Steuergeräts 200 erfolgt zunächst
eine Funktionskontrolle der Anzeigelemente. Zeitlich daran anschließend
werden die an das Steuergerät 200 angeschlossenen
elektrischen Wärmeelemente 100 überprüft,
was z. B. ein Vorhandensein, einen Typus und eine korrekte Funktion
des betreffenden Wärmeelements 200 betrifft. Daran
anschließend befindet sich das Steuergerät 200 in
einem Standby-Modus für alle angeschlossenen Wärmeelemente 100.
Nach einem Einstellen der Temperaturen steuert oder regelt das Steuergerät 200 die Wärmeelemente 100,
misst und überwacht die Temperaturen der einzelnen elektrischen
Heizelemente 120, sowie auftretende Fehlerzustände,
wie z. B. einen Kurzschluss oder einen open circuit.
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Im
Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Sicherheitskonzept
des elektrischen Steuergeräts 200 näher
erläutert, das bevorzugt permanent oder in kurzen aufeinander
abfolgenden Zeitabständen wenigstens eine der folgenden
Funktionen durchführt und bei einer Abweichung eines Werts über
ein bestimmtes Maß hinaus, eine Warnung oder einen Alarm
ausgibt, und/oder ein betreffendes Wärmeelement 100 von
dessen elektrischer Versorgung trennt.
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Alle
elektrischen Wärmeelemente 100 sind bevorzugt
durch ein Messen der elektrischen Widerstände der betreffenden
Heizelemente 120 werkseitig kalibriert. Diese Daten werden
in einem jeden Wärmeelement 100 bevorzugt elektronisch
gespeichert. Beim Inbetriebnehmen des Steuergeräts 200 werden
diese Werte, z. B. durch Messung eines elektrischen Stromflusses
und eines elektrischen Spannungsabfalls, neu ermittelt und mit den
gespeicherten Daten verglichen. Bei einer Abweichung von z. B. mehr
als ca. 10%, insbesondere mehr als ca. 15%, bevorzugt mehr als ca.
20% und insbesondere bevorzugt um mehr als ca. 25% wird die Warnung
ausgegeben und das betreffende Wärmeelement 100 ist außer
Betrieb zu nehmen. Dies erfolgt entweder selbsttätig durch
das Steuergerät 200 oder durch eine Bedienperson,
welche vom Steuergerät 200 darauf aufmerksam gemacht
wurde.
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Zur
Erkennung unzulässig hoher Temperaturen eines elektrischen
Wärmeelements 100 weist ein jedes elektrisches
Heizelement 120 bevorzugt zwei Temperaturfühler 122 auf,
die am betreffenden Heizelement 120 derart platziert sind,
dass sie eine für das Heizelement 120 repräsentative
Temperatur messen. Bei einer Überschreitung einer zulässigen Maximaltemperatur
(41 bis 43°C) von z. B. mehr als ca. 1,0°C, insbesondere
mehr als ca. 1,5°C, bevorzugt mehr als ca. 2,0°C
und insbesondere bevorzugt um mehr als ca. 2,5°C wird die
Warnung ausgegeben und das betreffende Wärmeelement 100 wird
bevorzugt automatisch außer Betrieb gesetzt. Dies kann natürlich
auch wieder durch die Bedienperson erfolgen.
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Für
eine Absicherung bei einem Ausfall einer Temperaturregel- oder -steuerschaltung – Controller, Software,
Ansteuerung, etc. – werden bevorzugt Komparator-Schaltungen
verwendet, die bei einer Überschreitung eines fest eingestellten
Temperaturwerts – meist 43°C – eine nicht
rückstellbare Trennung des elektrischen Wärmeelements 100 vornehmen.
Diese Schaltungen sind dabei derart auszulegen, dass auch ein Bruch
des Temperaturfühlers 122 als eine Übertemperatur
erkannt und gewertet wird.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass eine Überwachung von Kontaktstreifen – so
genannter Rails – der einzelnen elektrischen Heizelemente 120 erfolgt. Dies
geschieht bevorzugt mittels einer Wheatstone-Brückenschaltung,
wodurch ein beginnender Bruch eines Kontaktstreifens überwacht
werden kann. Bei einer zu großen Abweichung von einem Mittelwert – einer
so genannten Verstimmung der Brücke – wird die
Warnung ausgegeben, d. h. das betreffende Wärmeelement 100 oder
das betreffende elektrische Heizelement 120 wird automatisch
oder aufgrund der Warnung von der Bedienperson abgeschaltet. Die
Warnung wird bei einer Verstimmung der Brücke von z. B.
mehr als ca. 0,75 V, insbesondere mehr als ca. 1,0 V, bevorzugt
mehr als ca. 1,25 V und insbesondere bevorzugt mehr als ca. 1,5
V ausgegeben.
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Bei
einem Auftreten eines Fehlers während des Betriebs des
Steuergeräts 200 erfolgt bevorzugt eine optische
(rote LED) und bevorzugt auch akustische Alarmierung bzw. Warnung.
Das betreffende elektrische Wärmeelement 100 wird
insbesondere automatisch vom Steuergerät 100 abgeschaltet.
Dies ist bevorzugt nicht rückstellbar, sodass unter keinen Umständen,
dieses Wärmeelement 100 ohne eine Überprüfung
wieder in den Gebrauch gelangen kann. Eine Abschalteinrichtung trennt
vorzugsweise immer das gesamte Wärmeelement 100 von
dessen Stromversorgung und nicht nur ein einzelnes Heizelement 120.
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Ein
Entfernen des defekten elektrischen Wärmeelements 100 und
ein Anschließen eines neuen Wärmeelements 100 führt
insbesondere nicht zum Erlöschen der Warnung. Vielmehr
sollte nach einem Tausch des Wärmeelements 100 durch
ein Aus- und wieder Einschalten des Steuergeräts 200,
eine Überprüfung des neuen Wärmeelements 100 erzwungen
werden. Läuft diese Überprüfung fehlerfrei ab,
können die an das Steuergerät 200 angeschlossenen
Wärmeelemente 100 in Betrieb genommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19820698
B4 [0004]
- - EP 0396615 [0005]
- - DE 10196511 T5 [0005]
- - DE 102004058588 A1 [0005]