浅谈我院脑科手术室净化空调系统的改造

李晓梅，刘士龙，孙锦，黄燕青岛大学附属医院 .医学工程科；.资产与招标管理办公室，山东 青岛266003

浅谈我院脑科手术室净化空调系统的改造

李晓梅a，刘士龙a，孙锦a，黄燕b
青岛大学附属医院 a.医学工程科；b.资产与招标管理办公室，山东 青岛266003

0 前言

净化手术室通过采用净化空调系统，可有效控制室内的温湿度和尘埃含量，保持理想的手术环境，降低手术感染率，提高手术质量[1]。而净化手术室的管理主要在于调控好净化手术室的技术参数：室温一般调控在22～25 ℃，相对湿度维持在40%～60%。相关数据显示，当湿度为50%时，细菌浮游10 min后即死亡；相对湿度更高或更低时，即使经过24 h，大部分细菌仍可存活[2]。如果这些参数调控不好，不仅会影响手术环境的舒适度，还会影响手术效果。因此控制好洁净手术室的温湿度，提高手术室净化系统的运行质量，既是实施无菌环境的有力保障，又是手术室医疗安全质量保障的重要部分。

1 脑科手术室存在的问题

本院脑科手术室设有两间Ⅰ级净化手术室、两间Ⅲ级净化手术室以及洁净辅房间、走廊等。1号和2号洁净手术室分别设置独立的净化空调机组AHU-1和AHU-2，3号和4号洁净手术室合用一台净化空调机组AHU-3，辅助房间单独设置空调机组AHU-4，各机组采用集中取新风的方式运行。

脑科手术室净化系统采用两管制电再热控制方案，该方案只有一组表冷器，夏天表冷器循环的是冷水，当湿度大时，系统会自动打开阀门执行器，让温度降低至机器露点温度，冷凝出空气中的水分，从而降低空气中的绝对湿度；再靠电加热再热，将温度上升到所需的设定温度，从而降低相对湿度。该系统在运行了8年后，出现了夏季室内湿度失控、辅助房间温度无法控制等现象，但细菌检测符合要求。手术间相对湿度太高不仅会影响洁净手术区内的医疗设备的正常使用[3]，而且会使人有闷气的感觉，给日常工作人员带来不便。且温湿度控制失灵容易引发手术室感染，因此必须对引起手术室温湿度失灵的相关原因进行检查和分析。

2 净化空调系统的问题与改造

根据手术室净化系统的运行原理，对净化系统进行了分析和检查，按如下步骤检测出引起温湿度失控的原因并做了相应的改造。

2.1 室外风冷机组的问题与改造

2.1.1 室外风冷机组的问题

（1）风冷机组因使用年久，老化严重。风冷机组与主机通讯时，时常掉线。4个风冷机组共8台压缩机故障率较高，经常有异常响声或自动停机，总是需要维修；且工作期间频繁跳闸，而风扇却在运转，工作能耗较大；蒸发器由于使用时间较长，氧化严重，漏氟率较高。

（2）水泵及阀门氧化严重，经常漏水，工作噪声大。

2.1.2 室外风冷机组的改造

（1）风冷机组的改造。为了保证手术室的温度和湿度，需更换风冷机组。风冷机组选用南京天加4个模块式风冷机组，每个模块功率为66 kW；同时为了确保在脑科手术室改造维修期间手术仍能顺利进行，在原有的风冷机组旁边重新做了机架、机座，并进行水平安装，机组的承重可支持机组重量的1.3倍，且机组四周上下留出了足够的空间，以利于空气流通和设备维修。

改造时需注意：机组安装时，应调整好风侧换热器的方位，尽量避免受到阳光的直射。风冷机组四周设排水沟，以排除霜冷凝水和清洗冷凝器的水。新机组安装时可以将原来的模块机组拆除，使新旧系统对接。电气配线需有供电电源线和控制通讯线。布线必须要做线管或桥架，供电电源线的载流量必须要大于该机组的额定电流的1.3倍。通电调试需要测量压缩机绝缘阻值、电流、制冷剂的低压、高压等，以及冷凝电机的电流和绝缘阻值，必须保证这些参数在标准范围内。

（2）风冷机组水泵的改造。选配流量和扬程为79 m3/h的水泵，以确保机组设计供水量与机组要求水量相差不超过5%。机组的进水管路前加装40目以上的过滤器，并在回水管路上加装可膨胀式水箱，以适应供水系统因气温变化造成的水量变动。机组出水管加装水流开关，并按要求调节好开关量，同时接入控制系统，以避免水流不足造成机组损坏。水系统的最高点设排气阀，水系统的最低点安装排水阀。机组的水泵联入系统设避震软接头。管道和水泵要自设支架。

管道水泵更换完成后，需要做耐压试验，试验压力≥1.5倍工作压力，即≥0.6 MPa。打压测试后对所有管道做整体保温，以防止冷量的散失和冷凝水的形成。然后启动末端设备，将出水温度设置为7 ℃，观察水温能否降到设定值，以及降到色核定值后机组是否能够自动卸载，如不能达到设定值，需要继续调试，直到水温降到设定值后机组完成自动卸载，整个安装调试才算完成。

2.2 新风机组表冷器的问题与改造

2.2.1 新风机组表冷器的问题

表冷器是空调进行热量传递的主要部件，也是影响空调制冷、除湿效果好坏的重要因素[4-5]。本院脑科手术室除湿方案是：采用新风预处理除湿，通过表冷器盘管里面流动的空调冷冻水将流经管外换热翅片的空气冷却；之后风机将降温后的冷空气送到使用场所供冷；冷冻水从表冷器的回水管道将所吸收的热量带回冷水机组，放出热量、降温后再被送回表冷器吸热、冷却流经的空气，不断循环。经过检修发现，新风机冷盘管冻裂（防冻保护等功能失效），冷盘管不能正常工作导致新风得不到处理。

2.2.2 新风机组表冷器的改造

按照该新风机组的表冷器冷量、外形尺寸定做一个新表冷器。拆除新风机的墙板，将冻裂的盘管取出，安装新表冷器，打胶密封，并和系统管路连接。

2.3 控制部分的问题与改造

2.3.1控制部分的问题

净化空调机组的自动控制方案为：采用DDC控制器对净化系统进行监控，采集温度、湿度、风速、压差等传感器的信号并进行转换，通过反馈信号调节变频器的频率，空调和风机的启停，阀门开度控制等并对各种故障信息进行报警，从而保证层流净化区域的要求[6]。其主要控制对象有新回风温湿度显示、冷热水阀、加湿比列调节阀、过滤网堵塞报警器、风门执行器、变频器、温湿度传感器等。该控制系统从使用到现在故障频发，工作不稳定，如控制器经常报警，制冷时冷水阀有时不自动打开，制热时有时电加热不自动投入工作，在冷水温度偏高时一直除湿导致室内温度过低等。

2.3.2 控制部分的改造

（1）每台机组独立设置控制柜。之前空调的强电、弱电系统都集中在一个控制柜内，内部线路部分老化，电气元件凌乱，接触不良。遂将强电跟弱电系统分开，每台机组独立设置一个控制柜。

（2）更换自控系统控制箱。原来自控系统的弱电控制箱系统的控制器为国产控制箱，内部线路非常乱，且性能不稳定，经常出现失控。遂更换成西门子PLC恒温恒湿控制系统。

新型控制柜以西门子PLC作为中央控制器，并配套西门子TD200文本显示器显示现场运行状态，用于调试和维修。其主要功能：① 风机的启停：正常情况下风机启停由变频器驱动，如变频器出现故障，控制柜还设有应急定频启动按钮；② 机组值机：在没有手术的情况下，机组可以设定在值机状态，风机运转频率降低，节能降耗；③ 温度恒温控制：由传感器将室内温度值传入PLC控制器，控制器根据温度设定值和实际值调节冷热水阀打开比例和电加热（分为3级）的逐级投入和关闭；④ 湿度恒湿控制：由传感器将室内湿度值传入PLC控制器，控制器根据湿度设定值和实际值控制冷水阀开启除湿或加湿器投入加湿；除湿运行时，控制器设有温度保护功能，即当房间温度低于设定温度3 ℃时除湿暂停，温度控制优先运行；⑤ 缺风报警保：由风压开关检测风机运转，如果风量过小，控制器会发出缺风报警指示，并且禁止任何加热、制冷、加湿、除湿工作；⑥ 高温报警保护：由高温断路器检测机组送风温度，如果温度过高，控制器会发出高温报警指示，并且禁止任何加热工作；⑦ 过滤器堵塞报警：由压差开关检测初、中、高效过滤器使用情况，及时反馈并提醒更换；⑧冬夏工况自动转换：由水温开关检测空调供水温度，自动转换冬夏控制模式。

（3）增加温湿度控制面板。在每间手术室增加一套手术室单联的温湿度控制面板，通过485的通讯方式连接对应净化空调控制系统的PLC控制器，并调试温湿度控制面板对系统的控制。

（4）调试。对更换后的控制系统进行系统的温湿度、压力、风量调试，保证手术室的各项技术指标达到相关净化手术室的标准。

2.4 机组电加热器的问题与改造

2.4.1 机组电加热器的问题

电加热器主要用于系统的加热、除湿[7-8]。之前机组采用的是电阻式电加热器，因使用年久，电阻的阻值发生了变化，其功率也明显下降，达不到设计时的制热量，需要更换。

2.4.2 机组电加热器的改造

更换电加热器的具体数值为：1、2号机组电加热器为13.5 kW；3、4号机组电加热器为12 kW；辅助房间机组电加热器为18 kW；电预热9 kW；新风机电预热18 kW。

3 结论

目前本院脑科手术室净化空调系统的改造工程已经竣工一年，各个手术间夏季的湿度由原来的90%降低到现在的50%，辅助房间温度也可根据工作人员的需求在规定范围内进行调节。本院脑科手术室净化空调系统的改造工程有效地控制了温湿度，保证了手术室的医疗环境。

[1] 潘建忠．净化手术室的正常使用管理[J]．洁净与空调技术,2013, (3):96-97．

[2] 雷福庆．洁净手术室净化空调的运行与管理[J]．中国医学装备,2008,5(6):40-42．

[3] 裴育林．浅析手术室净化系统湿度的质量控制[J]．中国医疗设备,2010,25(6):112,115．

[4] 朱荣强,李成乐,秦振春．手术部新风机组盘管冬季冻裂问题分析及防止方法机电信息[J]．2008,(13):26-29．

[5] 张翠,李振海．净化空调系统新风处理及控制几个相关问题的探讨[J]．暖通与空调,2012,(10):13-15．

[6] 黄道坦．层流净化空调的结构与原理及维护[J]．医疗装备,2013, (7):75-76．

[7] 徐勇．手术室空调净化系统的维修[J]．医疗装备,2012,(3):71．

[8] 赵唯萍,陈立生．洁净手术部运行管理和维护[J]．中国医院建筑与装备,2010,(5):80-81．

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

本文总结并分析了我院脑科手术室净化空调系统的室外风冷机组、新风机组表冷器、自动控制部分及机组电加热器存在的问题，并阐述了针对上述问题所进行的设备改造及改造后的效果评价。

脑科手术室；净化空调系统；室外风冷机组；表冷器；自动控制部分；机组电加热器

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

黄燕，资产与招标管理办公室主任。

作者邮箱：lxm2lsl@163．com