【壓縮機(jī)網(wǎng)】本文原標(biāo)題：《壓縮空氣系統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用淺談》

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　　文/Hannon McAfee   譯/林棟

　　壓縮空氣在醫(yī)療領(lǐng)域有非常廣的用途，而且有非常嚴(yán)格的要求，美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA）編碼99 2018中的5.1.3.6.1中定義了醫(yī)用空氣具有以下特征：

 

　　1.它應(yīng)由鋼瓶、散裝容器或醫(yī)用空氣壓縮機(jī)提供，或應(yīng)由氧氣USP和無(wú)油干燥氮?dú)釴F進(jìn)行混合。

　　2.它應(yīng)滿(mǎn)足醫(yī)用空氣USP的要求。

　　3.它應(yīng)沒(méi)有可檢測(cè)得到的液態(tài)烴。

　　4.它的氣態(tài)烴含量應(yīng)少于百萬(wàn)分之二十五（ppm）。

　　5.在正常大氣壓下，空氣中微粒的大小應(yīng)等于或小于1毫克/立方米（mg/m3）。

 

　　空氣通過(guò)分配管道系統(tǒng)輸送，該系統(tǒng)的末端是房間內(nèi)的醫(yī)用空氣出口。每個(gè)房間的醫(yī)用空氣出口需要受到美國(guó)學(xué)會(huì)（AIA）醫(yī)院和醫(yī)療保健設(shè)施設(shè)計(jì)與建造準(zhǔn)則的約束。

 

　　將設(shè)備插入醫(yī)療空氣出口以治療患者。為確定醫(yī)療空氣壓縮機(jī)所需的負(fù)載，科研人員進(jìn)行了許多研究，可以使用幾種方法來(lái)計(jì)算尺寸。美國(guó)使用美式醫(yī)療空氣的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)尺寸。要使用此方法進(jìn)行計(jì)算，需執(zhí)行以下步驟：

 

　　1.計(jì)算該系統(tǒng)將服務(wù)的所有房間的數(shù)量。

 

　　2.然后乘以同時(shí)使用的系數(shù)。

 

　　3.加上所有占用的總和。

 

　　4.加上呼吸機(jī)的數(shù)量。

 

　　此計(jì)算過(guò)程按“最壞情況”進(jìn)行計(jì)算，也就是所有房間都將被占用且都在使用醫(yī)療空氣。此時(shí)通風(fēng)機(jī)消耗的醫(yī)療空氣最多。盡管基本上不會(huì)出現(xiàn)上述“最壞情況”，但是，必須為這種情況做準(zhǔn)備，這使得大多數(shù)醫(yī)院不得不配備超大型的醫(yī)用空壓機(jī)。

 

　　醫(yī)用空氣中央供應(yīng)系統(tǒng)

 

　　NFPA 99 5.1.3.6詳細(xì)說(shuō)明了醫(yī)療空氣的中央供氣系統(tǒng)及其在美國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的安裝要求和局限性。5.1.3.6.2標(biāo)準(zhǔn)要求醫(yī)用空氣源只能連接到醫(yī)用空氣分配系統(tǒng)，并且只能用于人體呼吸和校準(zhǔn)呼吸設(shè)備的醫(yī)療設(shè)備。

 

　　醫(yī)用空氣不能用于中央無(wú)菌操作、運(yùn)行儀器或除了患者呼吸以外的任何其它用途，因此醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)中使用了多個(gè)空氣壓縮機(jī)，但是本文僅關(guān)注醫(yī)用空氣中央供應(yīng)系統(tǒng)。

 

　　無(wú)油空氣壓縮機(jī)用于去除潛在的碳?xì)浠衔铮畛Ｒ?jiàn)的是渦旋式、往復(fù)式和螺桿式空氣壓縮機(jī)。除空氣壓縮機(jī)外，系統(tǒng)中通常還包含冷卻器、干燥器、過(guò)濾器、儲(chǔ)罐和監(jiān)測(cè)設(shè)備，例如露點(diǎn)監(jiān)測(cè)器和CO監(jiān)測(cè)器。

　　冗余需求：重要的規(guī)模因素

 

　　為確保患者安全，壓縮機(jī)不允許出現(xiàn)任何故障。NFPA 5.1.3.6.3.9（B）規(guī)定，醫(yī)用空氣壓縮機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足最大的空氣壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)的峰值需求。在任何情況下，空氣壓縮機(jī)不得少于兩個(gè)。

 

　　這意味著需要備用壓縮機(jī)，備用壓縮機(jī)也需與過(guò)濾器和干燥器配套。在計(jì)算空氣壓縮機(jī)的尺寸時(shí)，即使一臺(tái)裝置停止運(yùn)行，其它壓縮機(jī)也要保持負(fù)載。因此，在上述三臺(tái)渦旋壓縮機(jī)中，兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)可以運(yùn)行，其中一臺(tái)作為備用。Quad軟件包可以運(yùn)行三個(gè)甚至更多。空壓機(jī)仍將按順序運(yùn)行，以維持所有空壓機(jī)的平均使用壽命。

 

　　滿(mǎn)足峰值需求并滿(mǎn)足額外需求的有效方法是使用多個(gè)較小功率的壓縮機(jī)。過(guò)去，醫(yī)院安裝了30或50hp的大型醫(yī)療空氣壓縮機(jī)。這意味著，如果一間手術(shù)室投入使用，或者一臺(tái)通風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，則將啟動(dòng)一臺(tái)30匹馬力的空氣壓縮機(jī)來(lái)滿(mǎn)足需求。該空氣壓縮機(jī)將運(yùn)行兩到三分鐘，達(dá)到所需求量，然后關(guān)閉。在設(shè)備的整個(gè)使用壽命中都將重復(fù)此循環(huán)。

 

　　通過(guò)使用多個(gè)10hp或15hp等較小馬力的空氣壓縮機(jī)，醫(yī)院可以減少消耗電能。在需求較大時(shí)，僅運(yùn)行一臺(tái)空氣壓縮機(jī)。如果一臺(tái)空氣壓縮機(jī)不能滿(mǎn)足需求，那么另一臺(tái)空氣壓縮機(jī)可以繼續(xù)工作，以此類(lèi)推（為了保持冗余，第三臺(tái)空氣壓縮機(jī)不工作）。因此，醫(yī)院運(yùn)行的是一臺(tái)15馬力的空氣壓縮機(jī)，而不是一臺(tái)30馬力的壓縮機(jī)。在大多數(shù)情況下，只需要運(yùn)行一臺(tái)壓縮機(jī)就可以滿(mǎn)足需求。

 

　　上述系統(tǒng)還可擴(kuò)建。醫(yī)療保健建設(shè)項(xiàng)目通常是開(kāi)放式的，在醫(yī)院將要提供的服務(wù)中可以有較多選擇。同樣，由于預(yù)算限制，有時(shí)會(huì)留下空間以備將來(lái)擴(kuò)展。這樣可以降低成本，并且該機(jī)構(gòu)可以更好地了解其醫(yī)療用空氣量。

 

　　同時(shí)，與變頻單螺桿空氣壓縮機(jī)相比，多渦旋空氣壓縮機(jī)的多路復(fù)用大大減少了空間，節(jié)省了可觀的安裝成本，并降低了投資成本。Pattons Medical具有完整的醫(yī)用空氣生產(chǎn)系統(tǒng)，在新建筑中，可為承包商節(jié)省任何額外的組件管道和電線。

 

　　干燥器技術(shù)

 

　　干燥器是醫(yī)用空氣壓縮機(jī)套件的組成部分，會(huì)影響壓縮機(jī)的尺寸和效率。為了在任何需求水平下維持344.7至379.2kpa，0℃最大露點(diǎn)的要求，并允許防滑設(shè)計(jì)的靈活性，干燥器已成為生產(chǎn)醫(yī)用空氣的標(biāo)準(zhǔn)。它們?cè)卺t(yī)療空氣需求常見(jiàn)的低流量條件下運(yùn)行良好。

 

　　干燥器裝有活性氧化鋁筒。濾筒設(shè)計(jì)與干燥劑松散相結(jié)合，去除了干燥劑中的粉塵，并根據(jù)需求確定尺寸，因此，通過(guò)干燥器的空氣量將大大減少，從而降低空氣壓縮機(jī)需求。干燥器需要進(jìn)行吹掃以使干燥劑再生，以保持干燥空氣的能力。為了提高醫(yī)療用空氣的效率，必須利用控制進(jìn)行凈化，通過(guò)露點(diǎn)傳感器監(jiān)控露點(diǎn)，直到露點(diǎn)達(dá)到-10℃時(shí)才進(jìn)行吹掃。干燥器的另一個(gè)好處是可以水平或垂直安裝，以減小整個(gè)系統(tǒng)的占地面積。

　　滿(mǎn)足小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)的需求

 

　　在過(guò)去的15年中，醫(yī)療機(jī)構(gòu)均建造了較小的醫(yī)療保健設(shè)施，以提供急診服務(wù)，這些設(shè)施都位于大型醫(yī)院內(nèi)。

 

　　對(duì)于這些應(yīng)用，醫(yī)用空氣壓縮機(jī)的尺寸是相同的，但是負(fù)載要小得多。可以通過(guò)醫(yī)用氣瓶的高壓管道輸送醫(yī)療空氣。這就要求醫(yī)院決定是否可以承擔(dān)空氣壓縮機(jī)的較大成本或購(gòu)買(mǎi)醫(yī)用氣瓶的運(yùn)營(yíng)成本。

 

　　如果醫(yī)院決定安裝醫(yī)用空氣壓縮機(jī)，但由于可用空間較小，并且此空間也較為靠近患者時(shí)，用于生產(chǎn)醫(yī)療空氣的壓縮機(jī)可選用渦旋式空壓機(jī)。渦旋壓縮機(jī)比往復(fù)式或螺桿式都安靜得多，并且體積更小。通過(guò)利用垂直的水箱和適當(dāng)大小的干燥器，滑塊可以小至三乘四英尺。

　　醫(yī)用氣體專(zhuān)家介入

 

　　醫(yī)療機(jī)構(gòu)必須與醫(yī)用氣體專(zhuān)家會(huì)面以完成醫(yī)用氣體檢測(cè)。這將確認(rèn)最初為機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)尺寸這一措施是否正確，并且將解決由于安裝了空氣壓縮機(jī)而產(chǎn)生的問(wèn)題。醫(yī)用氣體專(zhuān)家將確認(rèn)供氣量、詢(xún)問(wèn)呼吸治療師、并確定是否存在需要更換的組件。特別是，入口是否符合規(guī)定要求，并且主警報(bào)面板是否安裝在合適的位置。通常，這一項(xiàng)會(huì)被遺漏，并會(huì)影響后續(xù)新的空壓機(jī)的安裝。

 

　　關(guān)于作者

　　Pattons Medical銷(xiāo)售和業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁hannon McAfee是一位化學(xué)工程師，在醫(yī)療氣體行業(yè)擁有超過(guò)18年的經(jīng)驗(yàn)。

 

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