質(zhì)子重離子治療室空調(diào)系統(tǒng)管理研究

□ 史偉忠

上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院 上海 201314

1 研究背景

目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會的整體生活水平日益提高，國家為了應(yīng)對越來越多的腫瘤疾病和各種癌癥，建設(shè)了上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院。醫(yī)院的核心設(shè)備是質(zhì)子重離子加速器，為了保障設(shè)備的正常運行，配套設(shè)置了供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。

質(zhì)子重離子治療室的溫濕度穩(wěn)定與否直接影響到醫(yī)療設(shè)備能否正常工作，質(zhì)子重離子治療室對應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)用于保障治療室的溫濕度。為保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，醫(yī)院在運行管理中引入設(shè)備預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)、數(shù)據(jù)分析、工作流程管理，通過以防為主的動態(tài)管理代替以修為主的計劃檢修，降低空調(diào)系統(tǒng)的故障率，減少維修費用，保證空調(diào)系統(tǒng)始終處于最佳狀態(tài)。

筆者對質(zhì)子重離子治療室空調(diào)系統(tǒng)的管理進(jìn)行研究，以供技術(shù)人員參考。

2 預(yù)防性維護(hù)

對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，可以提高設(shè)備的安全性和運行效率,延長設(shè)備的使用壽命，減少或避免由于空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障而影響正常運行，進(jìn)而節(jié)省人力和物力，保障質(zhì)子重離子治療室溫濕度的穩(wěn)定。

空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，指在設(shè)備未發(fā)生故障前對設(shè)備進(jìn)行有針對、有計劃、有目的的維護(hù)，包括根據(jù)維護(hù)保養(yǎng)制度對設(shè)備進(jìn)行必要的檢查、加油、清潔、清洗，更換易損材料與零件，以及視具體情況而進(jìn)行的緊固、調(diào)整、小修小補(bǔ)等工作。基于空調(diào)系統(tǒng)不同的構(gòu)造、性能、作用和工作環(huán)境，維護(hù)的內(nèi)容和要求也有所差別，需要根據(jù)制造廠商的使用手冊，結(jié)合現(xiàn)場的實際使用情況，制訂不同的維護(hù)周期。質(zhì)子重離子治療室空調(diào)系統(tǒng)具有運行強(qiáng)度大、時間長，以及自動化控制程度高等特點，所以在制訂空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)計劃時要全面考慮，既要保證不影響醫(yī)院物理治療區(qū)設(shè)備的正常工作，又要保證空調(diào)系統(tǒng)的安全運行。

質(zhì)子重離子治療室空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)計劃見表1。

3 運行數(shù)據(jù)檢查與記錄

空調(diào)自動控制系統(tǒng)用于確保質(zhì)子重離子治療室內(nèi)的溫濕度穩(wěn)定，保證空調(diào)系統(tǒng)安全可靠運行。為了確?？照{(diào)自動控制系統(tǒng)正常工作，需要對質(zhì)子重離子治療室內(nèi)的溫濕度變化情況和空調(diào)設(shè)備的工作情況進(jìn)行實時監(jiān)測。通過監(jiān)測可以了解質(zhì)子重離子治療室內(nèi)的溫濕度是否滿足要求，及時發(fā)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備工作是否正常，以便于及時發(fā)現(xiàn)問題并排除故障隱患。

操作人員可以通過計算機(jī)屏幕了解質(zhì)子重離子治療室的實時溫濕度情況和空調(diào)系統(tǒng)運行情況，包括空調(diào)送風(fēng)、回風(fēng)，冷熱源供回水溫度、壓力，閥門開啟度等。需要注意的是，空調(diào)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，如現(xiàn)場傳感器損壞或出現(xiàn)零點漂移，會造成顯示數(shù)據(jù)錯誤，這就需要操作人員和運行維護(hù)人員定期進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

表1 空調(diào)系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)計劃

空調(diào)自動控制系統(tǒng)的操作人員每2 h記錄1次，通過對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，就可以判斷空調(diào)自動控制系統(tǒng)是否工作正常，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。需要做好運行記錄工作，按照空調(diào)系統(tǒng)的運行要求，記錄空調(diào)系統(tǒng)的運行和反饋數(shù)據(jù)，確認(rèn)空調(diào)系統(tǒng)的性能，為制訂預(yù)防性維護(hù)計劃提供依據(jù)。所記錄的數(shù)據(jù)有助于技術(shù)人員及時了解空調(diào)系統(tǒng)的運行狀況，為故障的分析判斷提供原始數(shù)據(jù)，有利于快速排除故障，保障整個空調(diào)系統(tǒng)的安全運行。

4 運行數(shù)據(jù)匯總與分析

空調(diào)自動控制系統(tǒng)設(shè)有帶數(shù)據(jù)記錄功能的計算機(jī)，可以存儲一段時期內(nèi)所采集到的空調(diào)系統(tǒng)各種運行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲于計算機(jī)硬盤。質(zhì)子重離子治療室空調(diào)自動控制系統(tǒng)24 h工作，需要對每天的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析。通過觀察空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)曲線，可以了解空調(diào)系統(tǒng)的運行情況，以便采取預(yù)防措施。

在進(jìn)行運行數(shù)據(jù)分析時，需要用到四種模型。

第一種模型是焓濕圖模型。人體舒適區(qū)域?qū)?yīng)的溫度為20～26℃，對應(yīng)的相對濕度為40%～60%。以32℃、70%相對溫度空氣為例，絕對濕度為21.2 g/kg，經(jīng)過降溫使原空氣降溫至露點溫度25.8℃，焓值降低。此時，原空氣中的相對濕度已100%飽和，絕對濕度仍為21.2 g/kg。繼續(xù)降溫至舒適區(qū)域?qū)?yīng)的露點溫度10.2℃，此時，空氣中的相對濕度為100%，但絕對濕度只有7.8 g/kg，水汽通過冷盤管析出，原空氣中的濕度就去除掉了，這個過程為過冷除濕。然后將處理后的空氣重新加熱至21℃，焓值增加，絕對濕度不變，為7.8 g/kg，相對濕度降低至50%。這樣就完成了一個完整的模型過程。這一模型對應(yīng)夏季大部分時間、春季艷陽天，以及黃梅天等常見天氣。

第二種模型將高溫低濕的空氣通過降溫加濕的方法處理到舒適區(qū)域，過程為先降溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度。如果先加濕，由于熱空氣的含濕能力比冷空氣要強(qiáng)得多，那么會造成原空氣高溫高濕，再通過第一種模型來處理，會增加很多能耗。這一模型對應(yīng)秋末初冬艷陽天。

第三種模型將低溫低濕的空氣通過加溫加濕的方法處理到舒適區(qū)域，過程為先加溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度。如果先加濕，由于冷空氣的含濕能力比熱空氣要弱得多，那么即使相對濕度已經(jīng)飽和到100%，仍然會造成原空氣絕對濕度不足。這一模型對應(yīng)冬季大部分時間。

第四種模型將低溫高濕的空氣通過降溫除濕再加溫的方法處理到舒適區(qū)域，過程為先降溫至舒適溫度對應(yīng)的露點溫度，使絕對濕度降下來，再加濕至舒適濕度。這一模型對應(yīng)冬季下雨天氣。

根據(jù)以上模型進(jìn)行治療倉和采光走廊的模式切換，通過室外溫濕度計算出室外的露點、焓值、絕對含濕量等數(shù)據(jù)，再通過室內(nèi)溫濕度傳感器采集計算出室內(nèi)的露點、焓值、絕對含濕量等數(shù)據(jù)，兩者進(jìn)行比較，判斷出應(yīng)采用哪種模型處理。

通過以上模型，可以分析具體事例。例如，過冷除濕是除濕的有效途徑，關(guān)閉加熱設(shè)備，包括熱盤管和電加熱，使冷盤管全開，觀察送風(fēng)溫度能否到達(dá)目標(biāo)溫濕度對應(yīng)的露點溫度14℃。如果能，則表示制冷能力足夠，除濕的能力也足夠。如果不能，則可能的原因是進(jìn)水溫度太高，相應(yīng)開足冷凍機(jī)降低進(jìn)水溫度。如果進(jìn)水溫度達(dá)到要求，但送風(fēng)溫度還是太高，則可能的原因是制冷能力不足，由進(jìn)水流量不足造成，檢查相應(yīng)管道的流量，開足冷凍水循環(huán)泵。

再以送風(fēng)溫度低、送風(fēng)濕度正常舉例，如除濕能力沒有問題，則表示過冷除濕后的空氣再熱能力不足。檢查熱盤管的進(jìn)水溫度和流量，如果在鍋爐的能力范圍之外，那么開啟輔助的電加熱設(shè)備，調(diào)高電加熱的功率，使送風(fēng)溫度達(dá)到能力范圍之內(nèi)。

因為計算機(jī)數(shù)據(jù)記錄功能在一定時間段后會由新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)丟失，所以需要將每天的運行數(shù)據(jù)匯總為.pdf格式長期保存。每天匯總的數(shù)據(jù)注明日期，排好順序，可以作為空調(diào)自動控制系統(tǒng)運行情況的原始記錄使用。

5 巡回檢查

每天由運行值班人員對空調(diào)機(jī)房進(jìn)行巡回檢查，對于連續(xù)運行的設(shè)備和修理過的設(shè)備增加檢查次數(shù)。

空調(diào)機(jī)房的檢查內(nèi)容主要為設(shè)備是否有不正常的振動、噪聲，以及是否過熱、結(jié)露、泄漏，保溫層是否有損壞，風(fēng)機(jī)皮帶松緊是否合適等。

運行值班人員巡回檢查中發(fā)現(xiàn)問題要立即處理，無法立即處理的應(yīng)向上級匯報，并做好有關(guān)記錄。

6 運行與檢修記錄

運行與檢修記錄是設(shè)備技術(shù)檔案的重要組成部分，也是原始技術(shù)資料。運行和檢修記錄是在空調(diào)系統(tǒng)投入運行后形成并不斷積累起來的，通過這些記錄，可以使運行和管理人員掌握系統(tǒng)和設(shè)備的運行情況，一方面可以防止因情況不明、盲目使用而發(fā)生問題，另一方面還可以總結(jié)規(guī)律性，經(jīng)過總結(jié)、提煉，再用于工作實際，使管理和檢修水平不斷提高。

7 設(shè)備改造

物理治療設(shè)備安裝調(diào)試過程中，進(jìn)行基礎(chǔ)束流調(diào)試測量，發(fā)現(xiàn)束流數(shù)據(jù)測量值不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)間存在差異。經(jīng)過研究，確認(rèn)是由于基礎(chǔ)測量設(shè)備從質(zhì)控機(jī)房移至質(zhì)子重離子治療室過程中，因不同房間內(nèi)溫度差異導(dǎo)致測量設(shè)備內(nèi)水的密度改變，使基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)發(fā)生變化。為此，設(shè)備廠商提出將質(zhì)子重離子治療室溫度恒定在同一個基準(zhǔn)點上，治療室溫度范圍為22～24℃、相對濕度范圍為30%～75%。通過分析數(shù)據(jù)，提出改造方案。

質(zhì)子重離子治療室共有四間，對應(yīng)的空調(diào)出風(fēng)溫度波動范圍大。將八套線性慢速普通閥改為線性快速動態(tài)平衡閥，四個精度為0.6℃的風(fēng)管溫濕度傳感器更換為精度0.2℃的設(shè)備，提高空調(diào)出風(fēng)溫度的精度控制。將四個精度0.6℃的治療室溫濕度傳感器更換為精度0.1℃的設(shè)備，提高治療室溫度反饋精度。

原先采光走廊的溫度要求范圍為21～26℃。采光走廊和治療密切相關(guān)，質(zhì)子重離子治療室內(nèi)為負(fù)壓，在開門時吸入采光走廊的空氣，會影響治療室內(nèi)的溫濕度。通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)采光走廊的AHU-H-1-1空調(diào)設(shè)備除濕能力差，出風(fēng)溫度波動范圍大。

將AHU-H-1-1空調(diào)設(shè)備的25 kW熱盤管更換為75 kW熱盤管,同時將空調(diào)冷熱線性速度差閥更換為線性快速動態(tài)平衡閥，精度為0.6℃的風(fēng)管溫濕度傳感器更換為精度0.2℃的設(shè)備，提高空調(diào)出風(fēng)溫度精度和空調(diào)除濕能力。再在治療室進(jìn)門處增加四個精度為0.1℃的房間溫濕度傳感器，提高采光走廊的溫濕度反饋精度。

質(zhì)控機(jī)房用于放置物理治療基礎(chǔ)測量設(shè)備，原先房間溫度由兩個精度為0.5℃的溫度面板控制，兩個風(fēng)機(jī)盤管冷熱水閥是普通通斷閥，無法精細(xì)控制空調(diào)出風(fēng)溫度。

將兩個風(fēng)機(jī)盤管冷熱水閥更換為線性快速動態(tài)平衡閥，拆除兩個精度0.5℃的溫度面板，并在房間內(nèi)增加一個精度為0.1℃的房間溫濕度傳感器，提高質(zhì)控機(jī)房的溫濕度反饋精度。

原先物理治療區(qū)地下室等候大廳的要求較低，溫度要求范圍為18～26℃。物理治療區(qū)地下室等候大廳與采光走廊相連，如果溫差過大，就會對采光走廊溫濕度造成影響。地下室等候大廳AHU-H-B1-1空調(diào)設(shè)備的制熱量設(shè)計偏小，將AHU-H-B1-1空調(diào)設(shè)備的69 kW熱盤管更換為120 kW熱盤管，增大空調(diào)制熱量，提高空調(diào)出風(fēng)溫度。

8 管理成效

通過以上管理方法，質(zhì)子重離子治療室溫濕度異?，F(xiàn)象從每年的幾百次降低到目前的幾十次。目前，四間質(zhì)子重離子治療室的溫度控制在22～24℃范圍內(nèi)，相對濕度控制在40%～60%范圍內(nèi)，實現(xiàn)有效恒溫，濕度波動小，完全滿足溫濕度的要求。

可見，通過對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、專業(yè)化管理，保障了質(zhì)子重離子治療室溫濕度的穩(wěn)定，確保物理治療設(shè)備的開機(jī)率和正常運行。