淺談醫(yī)院工程中潔凈手術部凈化空調系統(tǒng)的自動化設計

　　 摘要: 當前，患者在手術治療期間會出現(xiàn)不同程度的感染，使得患者的病情康復受到阻礙，做好凈化室內空氣則是醫(yī)院需要積極研究的問題。醫(yī)院潔凈手術部則是利用凈化設計來防范室外污染物侵入室內，潔凈手術部空調自動化設計時把握好場合空調工作原理及工藝流程，有助于電氣控制系統(tǒng)設計的有序進行。基于此，本文結合實例對醫(yī)院工程中潔凈手術部凈化空調系統(tǒng)的自動化設計進行了探討。 

　　手術感染一直都是臨床治療中的難點，醫(yī)院潔凈手術部在凈化室內空氣方面的作用尤為顯著，可有效防止各類污染的發(fā)生且避免病菌的擴散。這不僅有助于醫(yī)院創(chuàng)造良好的手術條件，也為病人和醫(yī)務人員提供的健康的環(huán)境。高空氣潔凈度對于潔凈手術室而言是很重點的要求，空氣凈化處理有助于達到手術室潔凈標準的要求。因此，潔凈手術室對空調自動控制技術要求遠遠高于一般的舒適性空調。必須有完善的自動控制系統(tǒng)，才能保證空調系統(tǒng)的正常運行，使?jié)崈羰中g室可以達到技術指標要求。 

　　1實例概況 
　　某醫(yī)院病房大樓潔凈工程處在5層手術部及6層重癥監(jiān)護室(ICU)。具體情況為，百級、千級潔凈手術室凈化空調系統(tǒng)選擇一拖一形式，一臺潔凈空調循環(huán)機組供應一間手術室。萬級潔凈手術室選擇一拖三形式，新風集中預處理。4臺潔凈空調循環(huán)機組運用于潔凈走廊、污物走廊、輔助用房等。在重癥監(jiān)護室、輔助用房之間建立獨立的系統(tǒng)，選擇1臺潔凈空調循環(huán)機組，新風自取，空調系統(tǒng)選擇一次回風方式。大樓潔凈工程設計的中央空調系統(tǒng)為獨立運行，選擇4臺風冷熱泵式冷水機組，冷水機組(內置冷凍水泵)集中布置于6層裙房屋面。 
　　2空調控制系統(tǒng)的監(jiān)控設計 
　　2.1空調循環(huán)機組 
　　2.1.1配置構成：空調循環(huán)機組結構中要設計多個功能段，包括：風管、送風、表冷、電加熱、電極加濕等，選擇的是二管制。機組把冷熱盤管分布在正壓段，這對冷凝水的排出有促進作用，避免機內積水而造成滋生細菌，防止空調系統(tǒng)出現(xiàn)新的污染。考慮到實現(xiàn)空氣凈化的效果，對循環(huán)機組布置初效、中效2級過濾，同時對靜壓箱處布置高效過濾器。 
　　2.1.2 DDC監(jiān)控：采取空調循環(huán)機組監(jiān)控的最終目的是為了創(chuàng)造良好的運行環(huán)境，如：溫度調節(jié)、濕度調節(jié)、壓差調節(jié)、空氣處理等。采取的監(jiān)控方法包括：(1)狀態(tài)監(jiān)視方面。主要是檢查初效、中效、高效過濾器等元器件的具體狀態(tài)，也包括風機變頻器、過濾器等方面的情況。(2)溫度濕度方面。主要是對溫度、濕度進行調節(jié)，包括：①送風溫度自動控制。冬季時對熱水閥開度自動調節(jié)，維持回風溫度的科學性；夏季對冷水閥開度自動調節(jié)，維持回風溫度的科學性。②回風濕度自動控制。按照濕度標準要求對加濕閥有效調整，確保濕度能達到潔凈手術部要求。除濕控制一般包括：自動調節(jié)冷水閥開度、冷凍除濕機等。另外，結合溫度的要求應該對電加熱給予調整，通過加熱處理保證濕度滿足設定值要求。(3)壓差調節(jié)。對空調循環(huán)機組的新風支管需添加相應的裝置，通常都要安裝電動雙位定風量器，以持續(xù)把新風傳送到各個循環(huán)系統(tǒng)中，確保了新風量及正壓的條件。(4)空氣潔凈度。對空氣潔凈度的控制主要是設計過濾網，通常是利用3級過濾，即：初效、中效、高效等，保證室內空氣滿足標準的潔凈度。(5)風機控制。風機控制箱需添加手動/自動選擇開關，日常運行期間要保持在自動狀態(tài)。護士站則根據自動控制系統(tǒng)中的遠程控制對風機起/停進行操作。(6)聯(lián)鎖控制。電磁調節(jié)閥新風風門、風機起動之間的聯(lián)鎖反應。送風機開啟之后，開冷水閥和新風風門，調節(jié)冷水閥。風機中斷之后，新回風風門、電動調節(jié)閥、電磁閥自動關閉。通過這樣的控制流程來實現(xiàn)空調機組的有效監(jiān)控。 
　　2.2新風系統(tǒng) 
　　2.2.1配置組成：此次案例工程里提到的手術室新風選擇集中預處理方法，一共布置了2臺新風機組。新風機組的功能段較多，如：風機、均流、中效、亞高效過濾、表冷、抽濕再熱、出風等，也選擇二管制。機組把冷熱盤管布置在正壓段，這對冷凝水的有效排除有促進作用，可避免機內積水造成的滋生細菌，放置空調系統(tǒng)出現(xiàn)二次污染。考慮到這增強系統(tǒng)的凈化空氣效果，對新風處理機組同樣設計了3級過濾，包括：初效、中效、亞高效等級別。另外，機組內配置特定波長的紫外線燈，有助于過濾網及盤管的殺菌處理。 
　　2.2.2DDC監(jiān)控：新風機組監(jiān)控涉及到溫度調節(jié)、濕度調節(jié)、空氣潔凈度處理。新風系統(tǒng)的各類模擬量輸入(AI)、輸出點(AO)與數字量輸入(DI)、輸出點(DO)等，具體分布情況為圖1。 
　　 
　　 
　　采取新風機組監(jiān)控能發(fā)揮出多方面的作用，但在控制時要嚴格按照標準操作，具體情況為：(1)狀態(tài)監(jiān)視。對初效、中效、亞高效過濾器的具體狀況詳細檢查分析，同時觀察風機變頻器、故障報警、過濾器堵塞等方面的情況。(2)實現(xiàn)溫度、濕度的有效調控。①送風溫度。冬季對熱水閥開度自動調節(jié)，維持送風溫度處于標準范圍；夏季對冷水閥開度自動調節(jié)，維持送風溫度在標準范圍內。②送風濕度。考慮大醫(yī)院建筑內無蒸汽，且該區(qū)域冬季濕度偏大，手術室空調凈化系統(tǒng)冬季加濕選擇新風集中加濕后送入各循環(huán)機組的方式。要想達到Ⅰ級手術室、ICU的濕度標準，循環(huán)機組內要添加相應的電極式加濕器。 (3)空氣潔凈度控制。利用所分布的3級過濾網，保證空氣的潔凈度處于標準范圍。(4)風機控制。風機控制箱一般設計了手動/自動選擇開關，正常情況下都屬于自動狀態(tài)。由護士站利用自動控制系統(tǒng)遠程控制對風機起/停進行操控。(5)聯(lián)鎖控制。主要是電磁調節(jié)閥、新風風門與風機起動聯(lián)鎖。在送風機起動狀態(tài)下，開冷水閥和新風風門，調節(jié)冷水閥；當風機中斷運行后，新回風風門、電動調節(jié)閥、電磁閥則會自行關閉。通過新風機組與空調機組之間的相互連接，可以發(fā)揮出更好的調節(jié)作用，保證空調機組的正常運行。如果院內某一件手術室正在使用，則新風系統(tǒng)便會開啟運行；而當手術部關閉后，新風機組才會隨之中斷工作。 
　　2.3風冷熱泵式冷水機組 
　　此次研究的工程中，建立了一套風冷熱泵式冷水機組系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)是獨立運行操控，可以給空調系統(tǒng)輸送必要的冷熱源。從現(xiàn)有的設計方案看，設計冷水機組的監(jiān)控集中在以下兩種方式：（1）經過RS-232或RS-485/422串口通信，將其和冷水機組構成全部開放式的數據通信。通過凈化自控系統(tǒng)的協(xié)助運行下，中央站可隨意收集冷水機組內部數據，最后得到系統(tǒng)具體的參數指標，從而改善了冷凍系統(tǒng)內部的控制性能，減小了機組故障的發(fā)生率。（2）干接點的方式。這種方案是在冷水機組的控制箱內傳輸干接點信號，且與控制器的I/O點之間相互連接。 
　　風冷熱泵、冷水機組的具體情況為：(1)冷負荷需求量。計算這一指標時要參照空調供水、回水溫度、供水流量等三方面的具體情況，對建筑空調需要的冷凍負荷量自動計算。(2)冷水機組臺數。控制臺數是要按照建筑所需冷負荷、差壓旁通閥開度等方面的情況自動調整，以保證系統(tǒng)運行后的能耗最小。(3)機組聯(lián)鎖控制。實現(xiàn)空調水蝶閥、起動循環(huán)水泵和開熱泵機組的開啟，以及停熱泵機組和關閉循環(huán)水泵及空調水蝶閥。(4)空調水壓差控制。根據空調供水與回水壓差，自動調節(jié)旁通調節(jié)閥，維持供水壓差恒定。(5)水泵保護。當開啟水泵之后，水流開關則會對水流的狀態(tài)進行檢測，在發(fā)生故障之后則會自行中斷系統(tǒng)。(6)機組定時起/停。按照之前安排的工作時間、休息時間，對機組的起/停定時操作。(7)機組參數。主要指的是系統(tǒng)的運行參數，監(jiān)測系統(tǒng)會完成多個參數的檢測，如：溫度、壓差等，根據參數指標情況判斷系統(tǒng)是否存在故障。(8)水箱補水。對進水電磁閥的開起與關閉進行自動控制，讓膨脹水箱水位處于標準狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況后可及時報警。 
　　2.4排風機的控制 
　　設計排風系統(tǒng)時都要對結構上添加手動風量調節(jié)閥、止回閥。而手術室排風口要添加F8中效過濾器，別的潔凈區(qū)排風口帶F5中效過濾器。排風系統(tǒng)具備的相關功能與操控方法： 
　　 (1)風機控制。通常控制風機可借助于兩種開關方式，即：手動開關、自動開關。正常工作中的開關位屬于自動狀態(tài)，經過護士站利用自動控制系統(tǒng)遠程控制風機的起停。(2)聯(lián)鎖保護。這種保護分布的地方較多，如：潔凈手術室、潔凈走廊、污物走廊、重癥監(jiān)護室等，都屬于機械定風量排風系統(tǒng)。室內排風機中添加了相應的延遲設備，能發(fā)揮出瞬間開門、快速調控的效果。 (3)過濾器堵塞報警。通常報警系統(tǒng)動作都是在中效空氣過濾網兩端壓差偏大時，以告知醫(yī)院人員盡快清理。 
　　3空調自動控制系統(tǒng)組成 
　　根據現(xiàn)有的空調系統(tǒng)技術看，自動控制系統(tǒng)主要包括集散式控制、分布式現(xiàn)場總線控制等兩大方式，集散式控制系統(tǒng)則是運用最廣泛的。其主要包括：中央管理站、DDC控制器、傳感器、閥門等部分構成，從而實現(xiàn)了多個方面的控制管理效果。 
　　中央控制系統(tǒng)主機分布在手術部的監(jiān)控室里，DDC控制器則涉及在技術夾層，護士站設置了監(jiān)控分站。與常規(guī)基本配置的空調機組相比，手術部的凈化空調機組工藝系統(tǒng)具有自己的特殊性，其在管理方面相對獨立寫，協(xié)調主要服務于手術部內醫(yī)護人員。因而必須在手術部單獨建立一個置監(jiān)控室，這樣才能更好地服務于醫(yī)務人員對手術部的凈化空調自動控制系統(tǒng)，保證更加全面、可靠的凈化效果，在遇到異常情況時可對相關參數進行調整。 
　　4結語 
　　總之，為了最大限度地控制醫(yī)院感染的發(fā)生率，我們必須要做好凈化空調自動控制系統(tǒng)的設計工作，對系統(tǒng)內部的裝置搭配、各項調整、控制操作等方案詳細規(guī)劃，確保系統(tǒng)能在正常狀態(tài)下運行。