潔凈手術(shù)室對空調(diào)自動控制技術(shù)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的舒適性空調(diào)。必須有完善的自動控制系統(tǒng),才能保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運行,使?jié)崈羰中g(shù)室可以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。本文就工程實例——某醫(yī)院潔凈手術(shù)部的凈化空調(diào)自動控制的設(shè)計作一些介紹。 

1 手術(shù)部凈化工程簡介 醫(yī)院病房大樓潔凈工程位于5層手術(shù)部及6層重癥監(jiān)護(hù)室( ICU) 。其中5層手術(shù)部設(shè)2套百級手術(shù)室、4套千級手術(shù)室、12套萬級手術(shù)室,以及潔凈走廊、污物走廊、輔助用房等; 6層設(shè)1間萬級重癥監(jiān)護(hù)室及其輔助用房;設(shè)備夾層位于5層與6層之間。百級、千級潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)采用一拖一形式,即一臺潔凈空調(diào)循環(huán)機(jī)組供應(yīng)一間手術(shù)室。萬級潔凈手術(shù)室采用一拖三形式,新風(fēng)集中預(yù)處理。潔凈走廊、污物走廊、輔助用房等設(shè)4臺潔凈空調(diào)循環(huán)機(jī)組,新風(fēng)自取。重癥監(jiān)護(hù)室及其輔助用房設(shè)一獨立系統(tǒng),采用1臺潔凈空調(diào)循環(huán)機(jī)組,新風(fēng)自取,空調(diào)系統(tǒng)采用一次回風(fēng)方式。大樓潔凈工程獨立設(shè)一套中央空調(diào)系統(tǒng),采用4臺風(fēng)冷熱泵式冷水機(jī)組,冷水機(jī)組(內(nèi)置冷凍水泵)集中設(shè)在6層裙房屋面。 手術(shù)室凈化工程

2　空調(diào)自動控制系統(tǒng)功能及其技術(shù)指標(biāo)手術(shù)部的凈化空調(diào)機(jī)組自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能: ①對各凈化空調(diào)機(jī)組的所有參數(shù)(如室內(nèi)溫度、濕度、壓力、過濾器狀態(tài)等) 進(jìn)行監(jiān)測;②對各凈化空調(diào)機(jī)組的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測; ③遠(yuǎn)程(監(jiān)控室或護(hù)士站)設(shè)置各手術(shù)室內(nèi)的溫度、濕度,并可遠(yuǎn)程調(diào)整控制參數(shù),保證環(huán)境參數(shù)的恒定,符合手術(shù)要求; ④各手術(shù)室內(nèi)就地顯示溫度、濕度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、機(jī)組的運行狀態(tài)和故障報警信息。

3　各空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計 

3. 1新風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計 

3. 1. 1新風(fēng)系統(tǒng)配置組成本工程手術(shù)室新風(fēng)采用集中預(yù)處理方式,共設(shè)計了2臺新風(fēng)機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組設(shè)置風(fēng)機(jī)、均流、中效、亞高效過濾、表冷、抽濕再熱、出風(fēng)等功能段,采用二管制。機(jī)組將冷熱盤管置于正壓段,有利于冷凝水順利排出,防止機(jī)內(nèi)積水而滋生細(xì)菌,避免空調(diào)系統(tǒng)二次污染。為達(dá)到凈化空氣的目的,新風(fēng)處理機(jī)組設(shè)置初效、中效和亞高效3級過濾,并在進(jìn)口處安裝防雨、防蟲網(wǎng)。同時,機(jī)組內(nèi)配置特定波長的紫外線燈,對過濾網(wǎng)及盤管進(jìn)行殺菌處理。 

3. 1. 2新風(fēng)系統(tǒng)DDC監(jiān)控　新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控的主要內(nèi)容包括溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)與空氣潔凈度處理。主要目的是對空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)風(fēng)量、溫度、濕度進(jìn)行控制,根據(jù)工藝要求把新風(fēng)量、新風(fēng)溫度與濕度控制在合適的范圍之內(nèi)。新風(fēng)系統(tǒng)的各類模擬量輸入(A I) 、輸出點(AO)與數(shù)字量輸入(D I) 、輸出點(DO)的設(shè)置?！?/p>

新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控控制功能及控制方式如下:(1) 狀態(tài)監(jiān)視檢測。檢測初效、中效、亞高效過濾器和風(fēng)機(jī)壓差開關(guān)狀態(tài),風(fēng)機(jī)變頻器運行狀態(tài)和故障報警,過濾器堵塞報警。(2) 溫度、濕度調(diào)節(jié)。① 送風(fēng)溫度自動控制。冬季自動調(diào)節(jié)熱水閥開度,保證送風(fēng)溫度為設(shè)定值;夏季自動調(diào)節(jié)冷水閥開度,保證送風(fēng)溫度為設(shè)定值。②送風(fēng)濕度自動控制。鑒于大樓內(nèi)無蒸汽來源及福州地區(qū)冬季濕度相對較大,手術(shù)室空調(diào)凈化系統(tǒng)冬季加濕采用新風(fēng)集中加濕(電極式加濕)后送入各循環(huán)機(jī)組的方式。為滿足Ⅰ級手術(shù)室及ICU的濕度要求,循環(huán)機(jī)組內(nèi)均設(shè)電極式加濕器。加濕水源可達(dá)到直接飲用水標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到現(xiàn)場地處福州,濕度較大,在整個系統(tǒng)的控制設(shè)計中采用除濕優(yōu)先的控制方法,即在控制時,始終優(yōu)先考慮控制濕度。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值而濕度仍然較高時,繼續(xù)打開冷水閥進(jìn)行除濕。同時,根據(jù)需要調(diào)節(jié)電加熱,進(jìn)行再加熱處理。由于在溫度上升過程中相對濕度也會隨之下降,從而可確保濕度控制在設(shè)定范圍內(nèi)。 

(3) 空氣潔凈度控制。通過設(shè)置初效、中效、高效空氣過濾網(wǎng)3級過濾,使空氣達(dá)到所要求的潔凈度。 

(4) 風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)控制箱設(shè)有手動/自動選擇開關(guān),平時位于自動狀態(tài)。由護(hù)士站(或監(jiān)控中心)通過自動控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制或按預(yù)先設(shè)計好的時間程序自動控制風(fēng)機(jī)起/停。 

(5) 聯(lián)鎖控制。電磁調(diào)節(jié)閥、新風(fēng)風(fēng)門與風(fēng)機(jī)起動聯(lián)鎖。當(dāng)送風(fēng)機(jī)起動時,開冷水閥(熱水閥)和新風(fēng)風(fēng)門,調(diào)節(jié)冷水閥(熱水閥) ;風(fēng)機(jī)停止后,新回風(fēng)風(fēng)門、電動調(diào)節(jié)閥、電磁閥自動關(guān)閉。風(fēng)機(jī)起動后,其前后壓差過大時故障報警,并聯(lián)鎖停機(jī)。新風(fēng)機(jī)組與空調(diào)機(jī)組聯(lián)鎖,先起動新風(fēng)機(jī)組才能起動空調(diào)機(jī)組。只要有一間手術(shù)室工作,新風(fēng)系統(tǒng)就起動運行; 只有在整個手術(shù)部關(guān)閉(檢修或維護(hù))時,新風(fēng)機(jī)組才可停止工作,關(guān)閉新風(fēng)口處電動閥。 手術(shù)室凈化工程

3. 2 空調(diào)循環(huán)機(jī)組的監(jiān)控設(shè)計 

3. 2. 1空調(diào)循環(huán)機(jī)組配置組成空調(diào)循環(huán)機(jī)組設(shè)置風(fēng)管、送風(fēng)、表冷、電加熱、電極加濕等功能段,采用二管制。機(jī)組將冷熱盤管置于正壓段,有利于冷凝水順利排出,防止機(jī)內(nèi)積水而滋生細(xì)菌,避免空調(diào)系統(tǒng)二次污染。為達(dá)到凈化空氣的目的,循環(huán)機(jī)組設(shè)置初效、中效2級過濾,并在靜壓箱處設(shè)置高效過濾器。 

3. 2. 2空調(diào)循環(huán)機(jī)組DDC監(jiān)控空調(diào)循環(huán)機(jī)組監(jiān)控主要實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、壓差調(diào)節(jié)與空氣潔凈度處理。其目的是對空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)風(fēng)量、溫度、濕度進(jìn)行控制,為手術(shù)室提供合適的溫度、濕度、氣流速度、高潔凈度的空氣。百級手術(shù)室空調(diào)循環(huán)機(jī)組各類模擬量輸入(A I) 、輸出點(AO)與數(shù)字量輸入(D I) 、輸出點(DO)的設(shè)置如圖2所示?？照{(diào)循環(huán)機(jī)組監(jiān)控功能及控制方式如下 

(1) 狀態(tài)監(jiān)視檢測。檢測初效、中效、高效過濾器和風(fēng)機(jī)壓差開關(guān)狀態(tài),風(fēng)機(jī)變頻器運行狀態(tài)和故障報警,過濾器堵塞報警等。 

(2) 溫度、濕度調(diào)節(jié)。① 送風(fēng)溫度自動控制。冬季自動調(diào)節(jié)熱水閥開度,保證回風(fēng)溫度為設(shè)定值;夏季自動調(diào)節(jié)冷水閥開度,保證回風(fēng)溫度為設(shè)定值。②回(送)風(fēng)濕度自動控制,監(jiān)測回風(fēng)濕度。潔凈手術(shù)部以濕度優(yōu)先。根據(jù)濕度設(shè)定值調(diào)節(jié)加濕閥,使?jié)穸葷M足各潔凈手術(shù)部需求。除濕控制為自動調(diào)節(jié)冷水閥開度及冷凍除濕機(jī)(新風(fēng)機(jī)) 。同時,根據(jù)溫度需要調(diào)節(jié)電加熱,進(jìn)行再加熱處理,保證濕度達(dá)到設(shè)定值。 

(3)壓差調(diào)節(jié)。各潔凈手術(shù)室空調(diào)循環(huán)機(jī)組的新風(fēng)支管上均設(shè)置電動雙位定風(fēng)量器,向各循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)分配新風(fēng),即手術(shù)室空調(diào)啟用時,定風(fēng)量器設(shè)定為高檔風(fēng)量,滿足新風(fēng)量及正壓要求。在手術(shù)室空調(diào)停用時,定風(fēng)量器設(shè)定為低檔風(fēng)量,維持手術(shù)室內(nèi)壓力穩(wěn)定。新風(fēng)機(jī)組及空調(diào)機(jī)組內(nèi),風(fēng)機(jī)根據(jù)系統(tǒng)阻力進(jìn)行變頻調(diào)節(jié),保證風(fēng)量達(dá)到設(shè)定值。 

(4) 空氣潔凈度控制。通過設(shè)置初效、中效、高效空氣過濾網(wǎng)3級過濾,使空氣達(dá)到所要求的潔凈度。 

(5) 風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)控制箱設(shè)有手動/自動選擇開關(guān),平時位于自動狀態(tài)。護(hù)士站(或監(jiān)控中心)可以通過自動控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制或按預(yù)先設(shè)計好的時間程序自動控制風(fēng)機(jī)起/停。 

(6) 聯(lián)鎖控制。電磁調(diào)節(jié)閥新風(fēng)風(fēng)門與風(fēng)機(jī)起動聯(lián)鎖。當(dāng)送風(fēng)機(jī)起動時,開冷水閥(熱水閥)和新風(fēng)風(fēng)門,調(diào)節(jié)冷水閥(熱水閥) 。風(fēng)機(jī)停止后,新回風(fēng)風(fēng)門、電動調(diào)節(jié)閥、電磁閥自動關(guān)閉;風(fēng)機(jī)起動后,其前后壓差過大時故障報警,并聯(lián)鎖停機(jī)。新風(fēng)機(jī)組與空調(diào)機(jī)組聯(lián)鎖,先起動新風(fēng)機(jī)組才能起動空調(diào)機(jī)組。 手術(shù)室凈化工程

3. 3　排風(fēng)機(jī)的監(jiān)控設(shè)計排風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)均設(shè)置手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥及止回閥。手術(shù)室排風(fēng)口均帶F8中效過濾器,其他潔凈區(qū)排風(fēng)口帶F5中效過濾器。排風(fēng)系統(tǒng)控制功能及控制方式如下: 

(1) 風(fēng)機(jī)控制。風(fēng)機(jī)控制箱設(shè)有手動/自動選擇開關(guān)。平時開關(guān)位于自動狀態(tài)。由護(hù)士站(或監(jiān)控中心)通過自動控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制或按預(yù)先設(shè)計好的時間程序自動控制風(fēng)機(jī)起停。 

(2) 聯(lián)鎖保護(hù)控制。潔凈手術(shù)室、潔凈走廊、污物走廊、重癥監(jiān)護(hù)室及無菌、消毒等輔助用房設(shè)有機(jī)械定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)。手術(shù)室排風(fēng)機(jī)與房間門及空調(diào)機(jī)組聯(lián)動。室內(nèi)排風(fēng)機(jī)與自動門聯(lián)鎖,設(shè)有延時裝置。瞬間開門,排風(fēng)機(jī)立即停止。關(guān)門并建立正壓以后,才可起動排風(fēng)機(jī)。 

(3) 過濾器堵塞報警。中效空氣過濾網(wǎng)兩端壓差過大時報警,提示清掃。 

3. 4　風(fēng)冷熱泵式冷水機(jī)組的監(jiān)控設(shè)計本潔凈工程獨立設(shè)一套風(fēng)冷熱泵式冷水機(jī)組系統(tǒng),為凈化空調(diào)提供冷熱源。目前,冷水機(jī)組的監(jiān)控設(shè)計有2 種方式: 一種是通過RS - 232 或RS - 485 /422串口通信(或通過標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)關(guān))的方式與冷水機(jī)組實現(xiàn)完全開放式的數(shù)據(jù)通信。在凈化自控系統(tǒng)中央站自由讀取冷水機(jī)組內(nèi)部數(shù)據(jù),取得內(nèi)部詳細(xì)參數(shù)(如運行狀態(tài)、油溫、油壓、供回水溫度、負(fù)荷狀況等) ,提高冷凍系統(tǒng)群控的性能,降低機(jī)組故障率,延長機(jī)組使用壽命。另一種是采取干接點的方式。此方式在冷水機(jī)組的控制箱內(nèi)提供干接點信號,直接同現(xiàn)場控制器的I/O點連接。 

風(fēng)冷熱泵、冷水機(jī)組控制功能及方式如下: 

(1) 冷負(fù)荷需求量的計算。根據(jù)空調(diào)供水、回水溫度和供水流量測量值,自動計算建筑空調(diào)實際所需冷凍負(fù)荷量。 

(2) 冷水機(jī)組臺數(shù)控制。根據(jù)建筑所需冷負(fù)荷及差壓旁通閥開度,自動調(diào)整冷水機(jī)組運行臺數(shù),達(dá)到最佳節(jié)能的目的?！?/p>

(3) 機(jī)組聯(lián)鎖控制。實現(xiàn)空調(diào)水蝶閥、起動循環(huán)水泵和開熱泵機(jī)組的開啟,以及停熱泵機(jī)組和關(guān)閉循環(huán)水泵及空調(diào)水蝶閥?！?/p>

(4) 空調(diào)水壓差控制。根據(jù)空調(diào)供水與回水壓差,自動調(diào)節(jié)旁通調(diào)節(jié)閥,維持供水壓差恒定?！?/p>

(5) 水泵保護(hù)控制。水泵起動后,水流開關(guān)檢測水流狀態(tài),如遇故障則自動停機(jī)。　

(6) 機(jī)組定時起/?？刂啤８鶕?jù)事先制定的工作及節(jié)假日作息時間表,定時起/停機(jī)組。自動統(tǒng)計機(jī)組各水泵的累計工作時間,提示定時維修。 手術(shù)室凈化工程

(7) 機(jī)組運行參數(shù)。監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各檢測點的溫度、壓差等參數(shù),實現(xiàn)自動顯示。并能夠?qū)崿F(xiàn)定時打印及故障報警。 

(8) 水箱補(bǔ)水控制。自動控制進(jìn)水電磁閥的開起與關(guān)閉,使膨脹水箱水位維持在允許范圍內(nèi),水位超限進(jìn)行故障報警。 

4、空調(diào)自動控制系統(tǒng)構(gòu)成自動控制系統(tǒng)的控制方式有集散式控制和分布式現(xiàn)場總線控制。工程設(shè)計中應(yīng)用較多的是集散式控制系統(tǒng)。集散式控制系統(tǒng)是隨著計算機(jī)在環(huán)境控制中的應(yīng)用而發(fā)展起來的一種智能化控制管理網(wǎng)絡(luò)。它由中央管理站、各種DDC控制器及各類傳感器、閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成,能夠完成多種控制及管理功能。具有集中操作、管理和分散控制的功能,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備管理自動化、智能化、安全化、節(jié)能化,為醫(yī)務(wù)人員和病人提供舒適、便利、安全、高效的環(huán)境。該工程凈化空調(diào)自動控制系統(tǒng)方案如圖3所示?！≈醒肟刂葡到y(tǒng)主機(jī)置于手術(shù)部監(jiān)控室內(nèi),DDC控制器分散置于技術(shù)夾層,護(hù)士站設(shè)有監(jiān)控分站。手術(shù)部的凈化空調(diào)機(jī)組工藝系統(tǒng)不同于一般基本配置的空調(diào)機(jī)組,且管理上較為獨立,歸手術(shù)部內(nèi)醫(yī)護(hù)人員使用。故需要在手術(shù)部獨立設(shè)置監(jiān)控室,以便于醫(yī)務(wù)人員對手術(shù)部的凈化空調(diào)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理,并可遠(yuǎn)程對手術(shù)室各參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行修正、調(diào)整。 

醫(yī)院凈化空調(diào)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中,由于空調(diào)控制工藝不盡相同,故電氣設(shè)計人員更需了解凈化空調(diào)的基本原理,并與空調(diào)設(shè)計工程師進(jìn)行溝通,結(jié)合空調(diào)設(shè)計的空氣處理流程方案,提對自動控制系統(tǒng)的自控要求,合理地設(shè)計電氣監(jiān)控方案。 想了解更多相關(guān)知識，請訪問我們官方網(wǎng)站。