醫(yī)院用中央空調(diào)空氣凈化裝置設(shè)想

李韻宜

摘 要：醫(yī)院作為交叉感染的重災(zāi)區(qū)，其空氣的清潔程度決定了患者恢復(fù)的快慢和疾病爆發(fā)的關(guān)鍵。本文首先對(duì)這一問題進(jìn)行了分析，提出了醫(yī)院用中央空調(diào)空氣凈化處理的需求，接著通過查找資料詳細(xì)分析了有關(guān)技術(shù)方案，并對(duì)空氣凈化原理、空氣凈化系統(tǒng)及其工作過程進(jìn)行了分析總結(jié)，對(duì)其實(shí)際的特點(diǎn)進(jìn)行分析與總結(jié)，為其進(jìn)一步得到應(yīng)用提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào);空氣凈化裝置;TiO2;光催化殺菌

中圖分類號(hào)：TU83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0079-02

0 引言

醫(yī)院每天人員流動(dòng)量較大，同時(shí)也是各類患者相對(duì)比較集中的地方，疾病通過各種途徑傳播，其中最難控制的就是空氣微生物污染的傳播。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，醫(yī)院及其病房的空氣清潔情況與內(nèi)部疾病傳染發(fā)生具有正相關(guān)性，即空氣越清潔、內(nèi)部交叉感染的可能性也就越低。因此在醫(yī)院對(duì)各個(gè)病區(qū)的消毒以及通風(fēng)也十分重視。而當(dāng)前雖然各個(gè)醫(yī)院都各項(xiàng)設(shè)施都已比較完善，比如都是采用中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)全院范圍的供熱通風(fēng)，但這種集中式的中央空調(diào)又給醫(yī)院帶來新的困惑，由于這種主動(dòng)性的空氣循環(huán)，很容易引起空氣中的病毒細(xì)菌擴(kuò)散，交叉感染。如何降低甚至阻止這種風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)成為醫(yī)院急需解決的關(guān)鍵問題。

本文正是基于醫(yī)院存在的這種特殊情況，結(jié)合當(dāng)前中央空調(diào)系統(tǒng)沒有凈化消毒的功能，提出在醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)中加裝空氣凈化裝置，并對(duì)其原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析闡述。

1 設(shè)計(jì)背景介紹

醫(yī)院既是患者生病就醫(yī)的地方，但又是容易感染的場(chǎng)所。據(jù)報(bào)道，一般疾病在醫(yī)院內(nèi)感染的概率達(dá)到3%-20%，而其中由于空氣中的微生物導(dǎo)致的呼吸道感染達(dá)到15%-20%，這主要由于醫(yī)院環(huán)境十分復(fù)雜，各種疾病的患者在一起，未免會(huì)產(chǎn)生相互交叉感染，典型的如一些掛號(hào)大廳、病房等，其空氣中的霉菌遠(yuǎn)高于其他地方，再加上病號(hào)本身的抵抗能力很弱，極易容易感染。還有在引言中提到的由于在使用中央空調(diào)系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的通風(fēng)系統(tǒng)，其實(shí)際的空調(diào)過濾系統(tǒng)只能對(duì)空氣中的懸浮顆粒進(jìn)行過濾，且過濾裝置簡單，甚至由于常年運(yùn)行，疏于清理，積滿灰塵，無法對(duì)灰層的處理，更談不上實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣進(jìn)行殺菌消毒。

但由于采用了中央空調(diào)系統(tǒng)，有了對(duì)空氣的統(tǒng)一處理路徑，因此也給實(shí)際空氣消毒殺菌提供了有效的科學(xué)方法，本文正是從這個(gè)角度對(duì)醫(yī)院這種特殊場(chǎng)合進(jìn)行中央空調(diào)的空氣凈化方法展開設(shè)想。

2 凈化裝置設(shè)計(jì)分析

2.1 凈化原理概況

對(duì)醫(yī)院空氣循環(huán)是非常必要的，但不僅僅局限于簡單的過濾處理，還需要考慮殺菌消毒功能，來實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中的一些病菌處理。近些年TiO2光催化殺菌技術(shù)研究取得了突破性的進(jìn)展。TiO2可以在紫外線輻射下發(fā)生光的催化氧化，其中最為先進(jìn)的是納米TiO2殺菌消毒技術(shù)，因?yàn)槠溆兄€(wěn)定可靠、無毒無害、低價(jià)高效等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為生產(chǎn)生活中的理想消毒劑，特別重要的是當(dāng)前的半導(dǎo)體TiO2氧化物對(duì)常見的有機(jī)類型污染物有著特有的吸附性，且本身氧化性強(qiáng)，經(jīng)常被使用在一些有機(jī)會(huì)消毒領(lǐng)域。

與此同時(shí)，由于TiO2對(duì)一些微生物體具有極高的殺菌能力，且不像其他殺蟲劑會(huì)將病毒細(xì)菌內(nèi)部的毒素釋放出來，造成二次危害，而TiO2可以防止這種情況放生，是當(dāng)前醫(yī)院空氣殺菌消毒的理想選擇。從有的醫(yī)院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，最新的納米TiO2醫(yī)院常見的病菌，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌沙門氏菌、肺炎桿菌等有著十分強(qiáng)大的殺菌效果，如對(duì)一種稱為金黃色葡萄球菌具有99.81%的殺菌率，對(duì)常見的大腸桿菌有99.99%的殺菌率，對(duì)枯草芽孢有97.62%的殺菌率?？梢钥闯?，這種納米TiO2光催化殺菌技術(shù)十分適合在醫(yī)院這一特殊的場(chǎng)合當(dāng)中使用。

其中TiO2主要的殺菌過程可以用化學(xué)反應(yīng)的原理進(jìn)行簡單敘述：借助TiO2催化劑表面存在的H2O或OH-在空氣中形成有強(qiáng)氧化性的（-OH）活性羥基，以及形成的超氧離子（O2-）。然后利用這種生成的活性超氧離子（O2-）和羥基（-OH）對(duì)梅毒細(xì)菌進(jìn)行氧化反應(yīng)，這種強(qiáng)氧化反應(yīng)可穿透梅毒細(xì)菌的胞壁，破壞微生物的細(xì)胞膜，從而進(jìn)入菌體阻止成膜物質(zhì)的傳輸，阻斷其呼吸系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)殺菌消毒功能。

2.2 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

由于凈化系統(tǒng)主要應(yīng)用于醫(yī)院這一特殊環(huán)境，試圖解決中央空調(diào)內(nèi)部集中喚起過程中可能帶來的二次交叉感染問題。醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)控制院內(nèi)各個(gè)場(chǎng)所的溫度與濕度，如對(duì)掛號(hào)大廳、病房、手術(shù)室等，借助空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)目的，可以達(dá)到對(duì)藥味、消毒劑等一些刺激性味道進(jìn)行稀釋，達(dá)到保持空氣環(huán)境好，防止細(xì)菌停留與擴(kuò)散。為了達(dá)到對(duì)空氣進(jìn)行滅菌目的，論文提出可以在中央空調(diào)系統(tǒng)中增加一套獨(dú)立的空氣凈化裝置，可簡單地安裝在中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，使得經(jīng)過凈化裝置的空氣在院內(nèi)進(jìn)行循環(huán)時(shí)基本沒有攜帶病菌的潛在威脅。

現(xiàn)結(jié)合附圖以及具體流程對(duì)于本文提出的方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明，一種醫(yī)院中央空調(diào)的空氣凈化裝置工作流程圖（如圖1所示）和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（如圖2所示）。

空氣凈化器作為可單獨(dú)安裝的個(gè)體存在于空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，空氣通過風(fēng)機(jī)吸進(jìn)進(jìn)氣孔中，并在紫外燈的作用下發(fā)生TiO2光催化氧化反應(yīng)，進(jìn)行滅菌操作，經(jīng)過凈化器的空氣還要經(jīng)過活性炭吸附，最后進(jìn)入空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)潔凈循環(huán)氣的目的。

空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其中進(jìn)風(fēng)區(qū)包括進(jìn)氣口（2），風(fēng)扇（4），電源電路控制（5）。電源采用鋰離子可充電電池，質(zhì)量輕，穩(wěn)定性好，可多次使用。電源電路控制（5）控制風(fēng)扇工作，從而將醫(yī)院室內(nèi)空氣高效地吸入空氣凈化器中。

空氣凈化器的凈化區(qū)域包括光催化反應(yīng)濾盒（1），紫外線發(fā)射燈（6）。其中光催化反應(yīng)盒中設(shè)置有濾網(wǎng)，反應(yīng)盒內(nèi)壁和濾網(wǎng)上均涂有TiO2光催化劑。當(dāng)攜帶者灰塵，病菌等物質(zhì)從進(jìn)氣口進(jìn)入到光催化反應(yīng)濾盒時(shí)，在紫外燈的催化作用下，TiO2發(fā)生反應(yīng)，從而將病菌消滅，將空氣變得潔凈。

空氣凈化器的出風(fēng)區(qū)構(gòu)造與進(jìn)風(fēng)區(qū)類似，包括出氣口（3），風(fēng)扇（4）。潔凈的空氣有風(fēng)扇送出出風(fēng)口?？紤]到空氣中含有水蒸氣及一些酸性廢氣，空調(diào)凈化器整體隔板采用耐酸鋼材質(zhì)。

2.3 凈化系統(tǒng)特點(diǎn)分析

如前第3部分的論述表明，本文提出的這種采用TiO2光催化殺菌技術(shù)較之常見殺菌技術(shù)，如臭氧殺菌，具有防止二次污染，更有效徹底等優(yōu)點(diǎn)，有利于在醫(yī)院這一特殊環(huán)境中使用。同時(shí)，紫外燈既起到光催化的作用，其本身也是具有一定的消毒殺菌功能。同時(shí)由于該空氣凈化系統(tǒng)并不依賴于中央空調(diào)系統(tǒng)，可作為空氣凈化器單獨(dú)存在，且不需專門的氧化劑，只需空氣氧、催化劑無毒、價(jià)廉、穩(wěn)定。常見的用于激活催化劑的光也很容易可以獲取，如可以采用紫外線等，也不需要額外電源，而且，改空氣凈化系統(tǒng)基本無需經(jīng)常性維護(hù)，為醫(yī)院日常運(yùn)行維護(hù)節(jié)約了人力物力與財(cái)力。

3 結(jié)語

醫(yī)院等一些特殊場(chǎng)合的空氣質(zhì)量十分關(guān)鍵，空氣質(zhì)量不好，患者不易恢復(fù)，尤其是對(duì)于一些手術(shù)完后的患者、老人與孩子等容易產(chǎn)生二次感染，因此醫(yī)院一直不斷尋找更加合理的方式實(shí)現(xiàn)院內(nèi)場(chǎng)所的空氣交換，如當(dāng)前最為廣泛使用的就是中央空調(diào)。本文結(jié)合中央空調(diào)的使用情況，結(jié)合醫(yī)院的復(fù)雜環(huán)境條件，提出了一種增加空氣凈化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中病毒細(xì)菌消毒功能，通過提出相應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，以供后續(xù)相關(guān)技術(shù)研發(fā)的參考。

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