李曉梅，劉士龍，孫錦，黃燕青島大學(xué)附屬醫(yī)院 .醫(yī)學(xué)工程科；.資產(chǎn)與招標管理辦公室，山東 青島266003

淺談我院腦科手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的改造

李曉梅a，劉士龍a，孫錦a，黃燕b
青島大學(xué)附屬醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)工程科；b.資產(chǎn)與招標管理辦公室，山東 青島266003

0 前言

凈化手術(shù)室通過采用凈化空調(diào)系統(tǒng)，可有效控制室內(nèi)的溫濕度和塵埃含量，保持理想的手術(shù)環(huán)境，降低手術(shù)感染率，提高手術(shù)質(zhì)量[1]。而凈化手術(shù)室的管理主要在于調(diào)控好凈化手術(shù)室的技術(shù)參數(shù)：室溫一般調(diào)控在22～25 ℃，相對濕度維持在40%～60%。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)濕度為50%時，細菌浮游10 min后即死亡；相對濕度更高或更低時，即使經(jīng)過24 h，大部分細菌仍可存活[2]。如果這些參數(shù)調(diào)控不好，不僅會影響手術(shù)環(huán)境的舒適度，還會影響手術(shù)效果。因此控制好潔凈手術(shù)室的溫濕度，提高手術(shù)室凈化系統(tǒng)的運行質(zhì)量，既是實施無菌環(huán)境的有力保障，又是手術(shù)室醫(yī)療安全質(zhì)量保障的重要部分。

1 腦科手術(shù)室存在的問題

本院腦科手術(shù)室設(shè)有兩間Ⅰ級凈化手術(shù)室、兩間Ⅲ級凈化手術(shù)室以及潔凈輔房間、走廊等。1號和2號潔凈手術(shù)室分別設(shè)置獨立的凈化空調(diào)機組AHU-1和AHU-2，3號和4號潔凈手術(shù)室合用一臺凈化空調(diào)機組AHU-3，輔助房間單獨設(shè)置空調(diào)機組AHU-4，各機組采用集中取新風(fēng)的方式運行。

腦科手術(shù)室凈化系統(tǒng)采用兩管制電再熱控制方案，該方案只有一組表冷器，夏天表冷器循環(huán)的是冷水，當(dāng)濕度大時，系統(tǒng)會自動打開閥門執(zhí)行器，讓溫度降低至機器露點溫度，冷凝出空氣中的水分，從而降低空氣中的絕對濕度；再靠電加熱再熱，將溫度上升到所需的設(shè)定溫度，從而降低相對濕度。該系統(tǒng)在運行了8年后，出現(xiàn)了夏季室內(nèi)濕度失控、輔助房間溫度無法控制等現(xiàn)象，但細菌檢測符合要求。手術(shù)間相對濕度太高不僅會影響潔凈手術(shù)區(qū)內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備的正常使用[3]，而且會使人有悶氣的感覺，給日常工作人員帶來不便。且溫濕度控制失靈容易引發(fā)手術(shù)室感染，因此必須對引起手術(shù)室溫濕度失靈的相關(guān)原因進行檢查和分析。

2 凈化空調(diào)系統(tǒng)的問題與改造

根據(jù)手術(shù)室凈化系統(tǒng)的運行原理，對凈化系統(tǒng)進行了分析和檢查，按如下步驟檢測出引起溫濕度失控的原因并做了相應(yīng)的改造。

2.1 室外風(fēng)冷機組的問題與改造

2.1.1 室外風(fēng)冷機組的問題

（1）風(fēng)冷機組因使用年久，老化嚴重。風(fēng)冷機組與主機通訊時，時常掉線。4個風(fēng)冷機組共8臺壓縮機故障率較高，經(jīng)常有異常響聲或自動停機，總是需要維修；且工作期間頻繁跳閘，而風(fēng)扇卻在運轉(zhuǎn)，工作能耗較大；蒸發(fā)器由于使用時間較長，氧化嚴重，漏氟率較高。

（2）水泵及閥門氧化嚴重，經(jīng)常漏水，工作噪聲大。

2.1.2 室外風(fēng)冷機組的改造

（1）風(fēng)冷機組的改造。為了保證手術(shù)室的溫度和濕度，需更換風(fēng)冷機組。風(fēng)冷機組選用南京天加4個模塊式風(fēng)冷機組，每個模塊功率為66 kW；同時為了確保在腦科手術(shù)室改造維修期間手術(shù)仍能順利進行，在原有的風(fēng)冷機組旁邊重新做了機架、機座，并進行水平安裝，機組的承重可支持機組重量的1.3倍，且機組四周上下留出了足夠的空間，以利于空氣流通和設(shè)備維修。

改造時需注意：機組安裝時，應(yīng)調(diào)整好風(fēng)側(cè)換熱器的方位，盡量避免受到陽光的直射。風(fēng)冷機組四周設(shè)排水溝，以排除霜冷凝水和清洗冷凝器的水。新機組安裝時可以將原來的模塊機組拆除，使新舊系統(tǒng)對接。電氣配線需有供電電源線和控制通訊線。布線必須要做線管或橋架，供電電源線的載流量必須要大于該機組的額定電流的1.3倍。通電調(diào)試需要測量壓縮機絕緣阻值、電流、制冷劑的低壓、高壓等，以及冷凝電機的電流和絕緣阻值，必須保證這些參數(shù)在標準范圍內(nèi)。

（2）風(fēng)冷機組水泵的改造。選配流量和揚程為79 m3/h的水泵，以確保機組設(shè)計供水量與機組要求水量相差不超過5%。機組的進水管路前加裝40目以上的過濾器，并在回水管路上加裝可膨脹式水箱，以適應(yīng)供水系統(tǒng)因氣溫變化造成的水量變動。機組出水管加裝水流開關(guān)，并按要求調(diào)節(jié)好開關(guān)量，同時接入控制系統(tǒng)，以避免水流不足造成機組損壞。水系統(tǒng)的最高點設(shè)排氣閥，水系統(tǒng)的最低點安裝排水閥。機組的水泵聯(lián)入系統(tǒng)設(shè)避震軟接頭。管道和水泵要自設(shè)支架。

管道水泵更換完成后，需要做耐壓試驗，試驗壓力≥1.5倍工作壓力，即≥0.6 MPa。打壓測試后對所有管道做整體保溫，以防止冷量的散失和冷凝水的形成。然后啟動末端設(shè)備，將出水溫度設(shè)置為7 ℃，觀察水溫能否降到設(shè)定值，以及降到色核定值后機組是否能夠自動卸載，如不能達到設(shè)定值，需要繼續(xù)調(diào)試，直到水溫降到設(shè)定值后機組完成自動卸載，整個安裝調(diào)試才算完成。

2.2 新風(fēng)機組表冷器的問題與改造

2.2.1 新風(fēng)機組表冷器的問題

表冷器是空調(diào)進行熱量傳遞的主要部件，也是影響空調(diào)制冷、除濕效果好壞的重要因素[4-5]。本院腦科手術(shù)室除濕方案是：采用新風(fēng)預(yù)處理除濕，通過表冷器盤管里面流動的空調(diào)冷凍水將流經(jīng)管外換熱翅片的空氣冷卻；之后風(fēng)機將降溫后的冷空氣送到使用場所供冷；冷凍水從表冷器的回水管道將所吸收的熱量帶回冷水機組，放出熱量、降溫后再被送回表冷器吸熱、冷卻流經(jīng)的空氣，不斷循環(huán)。經(jīng)過檢修發(fā)現(xiàn)，新風(fēng)機冷盤管凍裂（防凍保護等功能失效），冷盤管不能正常工作導(dǎo)致新風(fēng)得不到處理。

2.2.2 新風(fēng)機組表冷器的改造

按照該新風(fēng)機組的表冷器冷量、外形尺寸定做一個新表冷器。拆除新風(fēng)機的墻板，將凍裂的盤管取出，安裝新表冷器，打膠密封，并和系統(tǒng)管路連接。

2.3 控制部分的問題與改造

2.3.1控制部分的問題

凈化空調(diào)機組的自動控制方案為：采用DDC控制器對凈化系統(tǒng)進行監(jiān)控，采集溫度、濕度、風(fēng)速、壓差等傳感器的信號并進行轉(zhuǎn)換，通過反饋信號調(diào)節(jié)變頻器的頻率，空調(diào)和風(fēng)機的啟停，閥門開度控制等并對各種故障信息進行報警，從而保證層流凈化區(qū)域的要求[6]。其主要控制對象有新回風(fēng)溫濕度顯示、冷熱水閥、加濕比列調(diào)節(jié)閥、過濾網(wǎng)堵塞報警器、風(fēng)門執(zhí)行器、變頻器、溫濕度傳感器等。該控制系統(tǒng)從使用到現(xiàn)在故障頻發(fā)，工作不穩(wěn)定，如控制器經(jīng)常報警，制冷時冷水閥有時不自動打開，制熱時有時電加熱不自動投入工作，在冷水溫度偏高時一直除濕導(dǎo)致室內(nèi)溫度過低等。

2.3.2 控制部分的改造

（1）每臺機組獨立設(shè)置控制柜。之前空調(diào)的強電、弱電系統(tǒng)都集中在一個控制柜內(nèi)，內(nèi)部線路部分老化，電氣元件凌亂，接觸不良。遂將強電跟弱電系統(tǒng)分開，每臺機組獨立設(shè)置一個控制柜。

（2）更換自控系統(tǒng)控制箱。原來自控系統(tǒng)的弱電控制箱系統(tǒng)的控制器為國產(chǎn)控制箱，內(nèi)部線路非常亂，且性能不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)失控。遂更換成西門子PLC恒溫恒濕控制系統(tǒng)。

新型控制柜以西門子PLC作為中央控制器，并配套西門子TD200文本顯示器顯示現(xiàn)場運行狀態(tài)，用于調(diào)試和維修。其主要功能：① 風(fēng)機的啟停：正常情況下風(fēng)機啟停由變頻器驅(qū)動，如變頻器出現(xiàn)故障，控制柜還設(shè)有應(yīng)急定頻啟動按鈕；② 機組值機：在沒有手術(shù)的情況下，機組可以設(shè)定在值機狀態(tài)，風(fēng)機運轉(zhuǎn)頻率降低，節(jié)能降耗；③ 溫度恒溫控制：由傳感器將室內(nèi)溫度值傳入PLC控制器，控制器根據(jù)溫度設(shè)定值和實際值調(diào)節(jié)冷熱水閥打開比例和電加熱（分為3級）的逐級投入和關(guān)閉；④ 濕度恒濕控制：由傳感器將室內(nèi)濕度值傳入PLC控制器，控制器根據(jù)濕度設(shè)定值和實際值控制冷水閥開啟除濕或加濕器投入加濕；除濕運行時，控制器設(shè)有溫度保護功能，即當(dāng)房間溫度低于設(shè)定溫度3 ℃時除濕暫停，溫度控制優(yōu)先運行；⑤ 缺風(fēng)報警保：由風(fēng)壓開關(guān)檢測風(fēng)機運轉(zhuǎn)，如果風(fēng)量過小，控制器會發(fā)出缺風(fēng)報警指示，并且禁止任何加熱、制冷、加濕、除濕工作；⑥ 高溫報警保護：由高溫斷路器檢測機組送風(fēng)溫度，如果溫度過高，控制器會發(fā)出高溫報警指示，并且禁止任何加熱工作；⑦ 過濾器堵塞報警：由壓差開關(guān)檢測初、中、高效過濾器使用情況，及時反饋并提醒更換；⑧冬夏工況自動轉(zhuǎn)換：由水溫開關(guān)檢測空調(diào)供水溫度，自動轉(zhuǎn)換冬夏控制模式。

（3）增加溫濕度控制面板。在每間手術(shù)室增加一套手術(shù)室單聯(lián)的溫濕度控制面板，通過485的通訊方式連接對應(yīng)凈化空調(diào)控制系統(tǒng)的PLC控制器，并調(diào)試溫濕度控制面板對系統(tǒng)的控制。

（4）調(diào)試。對更換后的控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)的溫濕度、壓力、風(fēng)量調(diào)試，保證手術(shù)室的各項技術(shù)指標達到相關(guān)凈化手術(shù)室的標準。

2.4 機組電加熱器的問題與改造

2.4.1 機組電加熱器的問題

電加熱器主要用于系統(tǒng)的加熱、除濕[7-8]。之前機組采用的是電阻式電加熱器，因使用年久，電阻的阻值發(fā)生了變化，其功率也明顯下降，達不到設(shè)計時的制熱量，需要更換。

2.4.2 機組電加熱器的改造

更換電加熱器的具體數(shù)值為：1、2號機組電加熱器為13.5 kW；3、4號機組電加熱器為12 kW；輔助房間機組電加熱器為18 kW；電預(yù)熱9 kW；新風(fēng)機電預(yù)熱18 kW。

3 結(jié)論

目前本院腦科手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的改造工程已經(jīng)竣工一年，各個手術(shù)間夏季的濕度由原來的90%降低到現(xiàn)在的50%，輔助房間溫度也可根據(jù)工作人員的需求在規(guī)定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。本院腦科手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的改造工程有效地控制了溫濕度，保證了手術(shù)室的醫(yī)療環(huán)境。

[1] 潘建忠．凈化手術(shù)室的正常使用管理[J]．潔凈與空調(diào)技術(shù),2013, (3):96-97．

[2] 雷福慶．潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)的運行與管理[J]．中國醫(yī)學(xué)裝備,2008,5(6):40-42．

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[4] 朱榮強,李成樂,秦振春．手術(shù)部新風(fēng)機組盤管冬季凍裂問題分析及防止方法機電信息[J]．2008,(13):26-29．

[5] 張翠,李振海．凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理及控制幾個相關(guān)問題的探討[J]．暖通與空調(diào),2012,(10):13-15．

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[7] 徐勇．手術(shù)室空調(diào)凈化系統(tǒng)的維修[J]．醫(yī)療裝備,2012,(3):71．

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Preliminary Discussion on Transformation of the Air Purification and Conditioning System in Operating Room of Department of Cerebral Surgery

LI Xiao-meia, LIU Shi-longa, SUN Jina, HUANG Yanb
a.Department of Medical Engineering; b.Office of Assets and Bidding Management, The Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao Shandong 266003, China

本文總結(jié)并分析了我院腦科手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的室外風(fēng)冷機組、新風(fēng)機組表冷器、自動控制部分及機組電加熱器存在的問題，并闡述了針對上述問題所進行的設(shè)備改造及改造后的效果評價。

腦科手術(shù)室；凈化空調(diào)系統(tǒng)；室外風(fēng)冷機組；表冷器；自動控制部分；機組電加熱器

This paper summarized and analyzed the problems of the air purification and conditioning system in OR (Operating Room) of Department of Cerebral Surgery, including the outdoor air-cooling unit, the fresh air unit surface cooler, the automatically- controlled component and unit electric heater. Based on these problems, this paper detailed the transformation process of the air purification and conditioning system and its effectiveness.

the operating room of Department of Cerebral Surgery; air purification and conditioning system; outdoor air-cooling units; the fresh air unit surface cooler; automatically controlled component; unit electric heaters

R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.04.033

1674-1633(2015)04-0107-03

2014-10-17

2015-01-09

黃燕，資產(chǎn)與招標管理辦公室主任。

作者郵箱：lxm2lsl@163．com