手术室洁净空调控制系统初探1.doc

手术室洁净空调控制系统初探一、引言浙江大学医学院附属妇产科医院2001年建成病房大楼的洁净手术室十间（千级四间、万级六间）、产房八间、ICU重症监护室、NICU婴儿室设计温湿度控制在tn=24-28，在手术室内可调节，手术室设计相对湿度n=50-60。使用3年来，由于多种原因，有些不尽人意之处，给医务一线带来不便：今年投入新建门诊大楼又有洁净手术室五间（千级两间、万级三间），其他还有人流室、细胞实验室等洁净空调系统。为严格遵循建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布的GB50333-2002:医院洁净手术部建筑技术规范，真正达到以人为本，为医务人员、病人营造一个温馨舒适环境的目的；我们通过对原病房洁净空调新风及控制系统的运行情况调查、分析，结合GB50333-2002，提出了新建门诊大楼洁净空调新风及控制系统的选用方案及其元器件的选择。二、两种洁净空调新风及控制系统方案、配置对比（一）两种洁净空调系统的空气流程1.原病房大楼手术室设计里，并未设置独立的新风系统，而是各手术部设置独立空调机组，室外新风直接进入机组，与回风混合净化处理后送入室内；这样就很容易造成各手术室为保持室内正压，减少回风量或增加新风量而引起系统的不稳定性。另外，在使用一段时间后，由于新风滤网堵塞严重等原因，容易引起室内正压控制功能下降等弊端，和手术室之间相互扰动。2.新门诊医技综合楼手术室的独立新风（正压送风）系统，使手术室净化空调和维持正压两大功能分离；保证手术部全部手术室或部分手术室同时使用时，整个手术部的正常压力分布和定向空气流动，减少相互之间的流动；即使是在手术部停用时，由于还有正压送风（新风）系统运行，仍能维持整个手术部正压要求，保持其洁净无菌状态。（二）局部的区别（见下表）病房大楼与门诊楼洁净手术室空气流程对比表系统序号系统方案及器件配置病房楼门诊楼新风1独立新风预处理机组无有2各单元洁净空调系统新风量的控制手动调节阀德国TROX定风量阀自控1控制模式薄膜开关+单片机液晶触摸屏+PLC可编程控制器2温度调节比例调节型电动二通阀线性调节型电动三通阀3系统运行状态监视无有三、两种洁净空调控制系统方案的性能比较（一）新风过滤对比病房大楼手术室的洁净空调系统设计中，新风的过滤问题未能引起充分的重视。新风是不经过独立的预处理而直接与空调回风混合，其结果导致中效、高效过滤器寿命缩短，更换频繁，系统的运行维护成本加大，甚至影响手术室的正常使用。为解决此问题，在门诊大楼洁净空调系统中设置独立的新风预处理机组，使新风经过两级过滤后再与回风混合，真正起到了保护中效、高效过滤器的作用，而且新风预处理机组的初、中效过滤器清洗、更换方便，与更换高效过滤器相比投资少，维护简便。在新风通路上设置新风预处理机组的另一优点是确保了新风量。（二）风量调节对比手术部各区域的压力分布，对于保证洁净手术室效果影响很大，而如何保证合理的压力分布，除空气平衡计算正确外，更重要的是应有良好的调节手段。病房大楼洁净空调的风量调节装置主要是手动对开多叶调节阀，此种阀门用于风量的精调并不理想，实践中有着调节困难、调试周期长的问题。针对此问题，门诊大楼洁净空调系统的新风采用了德国TROX公司的自力式定风量阀，此阀可以自动消除风管压力对风量的影响，阀体外部有风量调节刻度盘，调节十分方便，安装此阀后，手术室的压力调整将变得很简单，现场几乎无需费时进行压力调整。（三）选型原则洁净空调控制系统的选型原则应该是：控制准确、性能稳定、运行可靠、节约能源。病房大楼洁净空调控制系统采用薄膜开关+单片机的控制模式，其参数的设置更改相当烦琐，温度调节采用比例调节型电动二通阀，其控制误差较大，且不稳定。为此，门诊大楼洁净室空调自控系统选用德国西门子公司的PLC可编程控制系统，通过液晶触摸屏（台湾EVIEW产品）进行实时操作控制；温度调节采用线性调节型电动三通阀，其控制精度高，且稳定；其核心产品均为原装进口。（四）集散控制系统液晶触摸屏+PLC可编程控制系统，具有独立的微处理机和存储器，因此只需将一台该站置于控制现场，通过便携式计算机将程序输入即可对现场设备进行就地分散控制，所有的现场数据信息将在子站存储，可随时调出查看。由于具备了独立控制功能，使得子站子中央系统停止工作、通讯完全断绝的情况下，仍可独立完成所有的控制功能，从而保证了控制的连续性和可靠性。此外，系统中的各级设备，可通过系统网络通讯总线在同一时刻组成不同级别的集散控制系统，或不同的结构组织形式，从而最大限度提高了系统的可靠性和灵活性。整个控制系统网络完全符合国家标准，实现集中管理，分散控制的三层结构的集散控制系统。第一层为监控中心电脑（管理层）之间通讯网络，以TCP/IP为基本通讯协议是企业级Internet的重要组成部分。第二层为监控系统主机与监控子站之间、子站与子站之间的通讯网络，采用的是RS485网络通信技术，无主从点对点通讯方式，点对点同层通讯。这是目前世界上最先进的现场控制网络技术。第三层为现场设备层。主要是传感器，执行机构。（五）洁净空调系统控制原理1.温度控制：在空调系统回风管上设置风管温度传感器，实时监测回风温度，与温度设定值相比较，经PLC作运算输出一个0-10V标准控制模拟量进行分程控制加热阀和表冷阀。2.相对湿度控制：在空调系统回风管上设置风管湿度传感器，实时监测回风温度，与相对湿度设定值相比较，经PLC运算输出一个模拟量进行分程控制加湿阀和表冷阀。3.送风风量控制：接收送风的风速信号，计算出送风风量，通过变频驱动装置调节风机转速，使房间的风量保持一定，同时接收风机运行状态，故障时自动关闭风机并报警。4.风机联锁保护控制：为保证室内的正压需求，风机启动时先启动送风机，后开排风机，关闭时则相反。5.室内温湿度显示检测：系统实时检测室内温湿度并显示。6.风机状态、故障、手自动显示及启停控制；根据程序自动启、停送风机。（六）洁净空调系统状态监视1.风机运行状态、故障的监视：送风风机运行状态监视，并计算工作时间，达到维护时间则发出信号，提醒工作人员维护。2.监视故障报警状态，报警时提示工作人员排除。3.洁净空调系统定时启停控制：用户可根据工作需要在上位机中启停控制系统，也可以根据预先制定的工作表自动定时开启或关闭。4.设备运行时间显示：系统对消毒时间、手术时间进行累计，并显示在上位机上，提示用户定时对设备进行维护和保养。四、结束语洁净空调系统对于极大部分医院是最重要的组成部分，也是最困难的实施任务，尤其是控制空气途径造成的术后感染至关重要，因此降低和避免术后感染是保证手术成功、缩短患者恢复时间、降低医疗费用的关键所在。手术室空调的另一特点是服务面积虽小但风量大、能