手術(shù)室層流潔凈系統(tǒng)簡介及典型故障分析

肖云飛

（德陽市人民醫(yī)院（醫(yī)工信息部），四川 德陽 618000）

1 背景

層流潔凈系統(tǒng)是保證手術(shù)順利開展的重要因素之一，空氣細菌數(shù)越低，感染發(fā)生概率就越低，手術(shù)成功率也就越大。為了更好地提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，如何提高層流系統(tǒng)的使用效率，需要從結(jié)構(gòu)與原理上認識層流系統(tǒng)，了解其故障情況，做好日常維護工作，方能提高醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

2 層流簡介

向同一方向勻速度輸送的氣流，通過初、中、高效空氣過濾器，以潔凈氣流呈流線狀的方式進入潔凈手術(shù)室內(nèi)，并且進入室內(nèi)的氣流會從高潔凈度區(qū)域流向低潔凈度區(qū)域，并且潔凈室內(nèi)的塵埃顆粒、病原微生物會隨氣流方向排除，不會在室內(nèi)擴散的現(xiàn)象稱為層流。一般手術(shù)室的潔凈氣體從天花板正上方垂直吹送，層流的回風(fēng)口設(shè)計在墻壁四角，塵粒和病毒源隨風(fēng)排除手術(shù)外，一般回風(fēng)口四周污染較嚴(yán)重。

3 層流系統(tǒng)制冷原理

壓縮機將冷媒壓縮為高溫高壓的氣態(tài)，通過金屬導(dǎo)管送至冷凝器進行散熱冷卻，經(jīng)冷卻后冷媒變成中溫高壓的液態(tài)，然后進入干燥瓶進行過濾與去濕，因為冷媒與水蒸氣的分子結(jié)構(gòu)不同，所以干燥過濾器只吸收冷媒里的水蒸氣。而變成中溫液態(tài)的冷媒經(jīng)過膨脹節(jié)流閥的節(jié)流和降壓后，又變成低溫低壓的氣液混合體（液體多），然后再經(jīng)過蒸發(fā)器來吸收空氣中的熱量而汽化，又變成氣態(tài)。氣態(tài)的冷媒再通過金屬導(dǎo)管回到壓縮機內(nèi)。由以上敘述的流程成為空調(diào)系統(tǒng)的一個制冷周期，如此循環(huán)，便實現(xiàn)了制冷。而制熱的時候，有一個四通閥使氟利昂在冷凝器與蒸發(fā)器的流動方向與制冷時相反，所以制熱的時候室外吹的是冷風(fēng)，室內(nèi)機吹的是熱風(fēng)。

層流系統(tǒng)的制冷是在空調(diào)系統(tǒng)制冷的基礎(chǔ)上外加一套水冷循環(huán)系統(tǒng)來提高空調(diào)系統(tǒng)里冷媒與空氣的熱交換效率。經(jīng)過冷凍處理后的水流進入蒸發(fā)器后，又被冷凍水泵加壓經(jīng)冷凍管道送到翅片盤中流動，與其和空氣充分接觸，提高蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒吸熱汽化的效率，并且迅速與空氣進行熱交換，從而降低送風(fēng)溫度。冷凍水流經(jīng)吸熱后溫度升高，再由此返回冷水機組內(nèi)，由此形成了一個冷凍水循環(huán)。制冷原理如圖1 所示。

4 層流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

層流系統(tǒng)的核心組件是組合式空調(diào)機組，常規(guī)配置由混風(fēng)段、風(fēng)機段、初中效段、勻流段、冷熱段、加濕段以及出風(fēng)段等組成。按照相應(yīng)的功能來劃分，歸納大致為四個系統(tǒng)部分。

（1）冷熱源系統(tǒng)。此系統(tǒng)為室外機組，整個室外機組包含冷熱源、送風(fēng)機組、溫濕度傳感器等部件，而送風(fēng)機組和空氣凈化系統(tǒng)常在一個空氣箱內(nèi)。溫濕度調(diào)節(jié)主要由冷熱源系統(tǒng)完成，例如，控制送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度等。根據(jù)手術(shù)室術(shù)間實際的需要，設(shè)置符合需求的參數(shù)即可運行。

（2）送風(fēng)系統(tǒng)。它完成了整個層流潔凈系統(tǒng)的空氣循環(huán)，送風(fēng)與回風(fēng)的傳輸管道稱為風(fēng)道，凈化風(fēng)道在手術(shù)室的天花板、四周與室外機組的空氣箱相連接。新風(fēng)與循環(huán)風(fēng)組成的風(fēng)稱為送風(fēng)，送風(fēng)量是由風(fēng)道內(nèi)部的調(diào)節(jié)閥、電動雙位定風(fēng)量裝置以及新風(fēng)機組的轉(zhuǎn)速，來操控著整個系統(tǒng)的送風(fēng)量。風(fēng)道外壁常包裹著保溫棉，支撐著對整個系統(tǒng)的能量傳輸。

（3）空氣凈化系統(tǒng)。它是由一些氣體過濾裝置組成，它們嵌在風(fēng)道中，一般是由三級過濾器構(gòu)成。分別為初、中、高效過濾器，它們對空氣進行三次凈化，過濾掉空氣中的灰塵顆粒、浮游微粒、細菌等有害氣體。初、中效過濾器通常安裝在室外空氣箱內(nèi)，而高效過濾器安裝在手術(shù)間天花板上的進風(fēng)口處，而回風(fēng)過濾器安裝在墻壁底部四周。過濾裝置功效如表1。

表1

（4）控制系統(tǒng)。一般是兩塊PLC 控制裝置的集成電路面板。一塊控冷熱源控制系統(tǒng)，另一塊是手術(shù)室情報面板（空調(diào)控制系統(tǒng)）。控制系統(tǒng)是手術(shù)室凈化系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，如果此裝置不能正常運轉(zhuǎn)，層流系統(tǒng)就無法得到正確的指令，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的紊亂或者癱瘓。層流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2。

圖2

5 層流潔凈系統(tǒng)設(shè)置

現(xiàn)代的層流凈化手術(shù)室密封性非常高，在密閉性強的情況下，使室內(nèi)擁有合適的溫度、濕度就顯得特別重要。每間手術(shù)室的層流控制系統(tǒng)要進行合適的優(yōu)化調(diào)整、規(guī)章管理，其中就包含擁有獨立以及備用的控制電源、空氣的溫濕度、送風(fēng)量等。根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50333-2013），手術(shù)室內(nèi)溫度控制在22～25℃，濕度在35%～60%，這也是人體感覺最舒適的環(huán)境。25 ～60℃為大多數(shù)病毒的存活溫度，所以合適調(diào)整的室溫也可以直接有效地阻止病毒細菌的存活。

6 層流潔凈系統(tǒng)維護

手術(shù)室層流潔凈系統(tǒng)里包含非常多溫濕度的傳感器，按照測量方式分類可為電阻式、電感式、電容式等，是一套精密的電器系統(tǒng)。日常的維護保養(yǎng)不僅可以有效地降低設(shè)備的故障率，并且可以延長整個系統(tǒng)使用的生命周期。為保證設(shè)備性能穩(wěn)定，需做好保養(yǎng)工作，指派專人熟練操作此系統(tǒng)，定期巡查機房情況，按照設(shè)備使用時出現(xiàn)的故障表現(xiàn)，實施相應(yīng)的維護保養(yǎng)工作。最好在手術(shù)室使用的前1 小時，提前開啟凈化空調(diào)系統(tǒng)，使用時要定時檢查機組運行狀況，查看控制柜報警燈狀態(tài)，查看每日歷史報警記錄，清潔機房衛(wèi)生，以及對機組運行狀況進行數(shù)據(jù)記錄，及時報告機組異常情況。

7 層流潔凈系統(tǒng)常見故障

層流潔凈系統(tǒng)使用中，即使對其進行定期維護保養(yǎng)，也難于會預(yù)見一些故障，對于目前我院預(yù)見的一些典型的故障情況做以下幾點介紹，以幫助及時修復(fù)。

（1）溫度控制效果過差。各個管道的腐蝕老化及保溫棉的失效，導(dǎo)冷媒丟失和能量損失過大。管道的腐蝕導(dǎo)致缺少空調(diào)冷媒，導(dǎo)致制冷效率偏低，壓縮機在長時間內(nèi)功率提高，會嚴(yán)重損壞壓縮機。為此工程師需要經(jīng)常對室外的層流機組進行維護保養(yǎng)，尤其是在冷熱溫度變化較大的季節(jié)，需要及時補充冷媒,修復(fù)更換保溫棉。

（2）溫濕度完全無法控制。一些情況為送風(fēng)風(fēng)機未啟動，查看風(fēng)機是否故障或送風(fēng)機的繼電器是否工作?？捎^察控制柜內(nèi)部送風(fēng)機的繼電器的燈光，測量風(fēng)機是否有380V 的輸入電壓，來考慮繼電器與風(fēng)機的故障。

（3）濕度無法精準(zhǔn)控制。層流系統(tǒng)的溫濕度管理裝置安裝在風(fēng)道的集裝空氣箱之間，北部地區(qū)的冬季相對干燥，一般配備加濕器裝置。手術(shù)室層流凈化中，通常是電加熱器加熱并且同時除濕。而一些水質(zhì)較硬（水中的鹽類物質(zhì)含量偏高，即鈣鹽與鎂鹽的含量偏高）的地方，應(yīng)定時清除加濕罐中的水垢，例如，每月清理1 次。電極式除濕器在長時間使用后，電極表面會被水垢包裹，影響電極片與水的接觸性，導(dǎo)致電極之間的阻值過大，影響加濕效果。保養(yǎng)時，可用弱酸性液體浸泡電極片除垢。

（4）送風(fēng)溫度過高。觀察是進風(fēng)口濾網(wǎng)是否堵塞，濾網(wǎng)堵塞會導(dǎo)致新風(fēng)不足，換氣次數(shù)、壓差減小，溫度傳感器無法及時準(zhǔn)確地反饋信號，因此，需要每天清潔層流機組房間的地面衛(wèi)生，還需要定期更換濾網(wǎng)，根據(jù)醫(yī)院的使用情況，考慮初效過濾器一般3 個月更換一次，中效過濾器一般6 個月更換一次，高效過濾器一般12個月更換一次。還要定期檢查回風(fēng)口濾網(wǎng)。

（5）壓縮機報高壓。需要觀察水泵前后兩端壓力一般為0.4MPa。如低于0.3MPa，壓縮機就會加大制冷制熱的功率，會導(dǎo)致壓縮機內(nèi)部壓力過大，就會報警，這時候就需要補充管道內(nèi)水量。補充管道水時，需要排空水管內(nèi)氣體。

（6）壓縮機過載。一般是室外冷熱源機組冷凝器金屬翅片集灰過多，無法正常散熱，導(dǎo)致壓縮機做功超載。需要用清洗液清洗散熱翅片，降低冷凝器溫度。

（7）出水溫度過低或過高。需要調(diào)節(jié)冷熱源系統(tǒng)的出水溫度進行設(shè)點觀察，溫度過低會導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)結(jié)冰，過高會導(dǎo)致?lián)p壞管道和保溫棉，影響熱交換效率。設(shè)點夏季溫度范圍大約在10 ～12℃，冬季大約在40 ～43℃。

（8）冷熱機組設(shè)置問題。一般大面積室內(nèi)的冷熱源機組不止一臺，例如，擁有2臺冷熱源機組的層流系統(tǒng)，通常以U1、U2的字母表示機組，在使用時需要切換好機組出廠時的工作設(shè)置順序，一般是U1 為主，U2 為輔的制冷制熱。

（9）控制系統(tǒng)故障。室內(nèi)控制面板與外機失去聯(lián)系，考慮信號控制板加載故障，需要斷開手術(shù)室情報面板電源復(fù)位，或者到室外機組控制柜進行系統(tǒng)復(fù)位操作。

8 結(jié)語

據(jù)醫(yī)院使用統(tǒng)計，99%以上手術(shù)的成功案例都離不開層流潔凈系統(tǒng)，專職使用人員掌握好其結(jié)構(gòu)和原理，在使用中累積層流故障經(jīng)驗，根據(jù)故障相關(guān)特性，做好日常維修工作，就能很好地提高層流潔凈系統(tǒng)的使用效能，從而減少手術(shù)感染風(fēng)險。層流潔凈系統(tǒng)是手術(shù)室必不可少的一項重要工具，只有充分發(fā)揮好其作用，才能使醫(yī)院更好地發(fā)展醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。