医用气源设备

医院医用真空机组选型方法

医用真空机组的选型从终端开始:乘以各科室的终端数量,再乘以反映同时使用比例的同时使用系数,并计入系统泄漏量。所得结果就是真空泵在设计真空度下必须处理的标准状态空气流量。随后选择真空泵,使其在最大的单台泵停机时,运行机组仍能满足该流量——这正是 EN ISO 7396-1 所要求的冗余原则。

真空机组在每个终端处必须达到的指标

医用负压吸引的指标,是在终端处测得的、在规定真空度下的标准状态空气流量。EN ISO 7396-1 规定了名义设计工况,床旁的负压调节器则在该范围内设定。Tecnomed 负压调节器的调节范围约为 -250 mbar 至最大 -1000 mbar,在需要较低吸力的场合可提供儿科刻度型号。

因此选型并不只是真空泵排量的问题。机组必须在管道承载全部设计流量的同时,在最远、最高处的终端维持住设计真空度。管径与真空度是一体的:立管选小了,即使机组本身容量充裕,顶层也会吸力不足。

设计流量、同时使用系数与各科室用量特征

每个科室都有自己的使用特征。手术室和重症监护室对负压的使用量大且集中,因此同时使用系数很高,正在使用中的手术室有时接近 1。普通病区终端很多,但任一时刻在用的很少,因此同时使用系数很低。恢复室、急诊、产房和内镜室则介于两者之间。

计算应逐个科室进行,而不是对整院套用一个系数。列出各区域的终端数量,为每个在用终端指定流量和同时使用系数,并把这些假定条件清楚地留在设计文件中。日后医院增加床位时,计算可以更新而不必重做,评标专家也能清楚看到当初的取值依据。

  • 手术室和 ICU:同时使用率高,同时使用系数高
  • 恢复室、急诊和产房:同时使用率中等
  • 普通病区和门诊区域:终端多,同时使用率低
  • 为已安装管道和终端计入泄漏量
  • 为规划中的远期扩建计入有据可查的余量

计算实例:总标准状态空气流量的算法

以一家拥有 6 间手术室、20 张重症床位和 200 张病区床位(每床 1 个负压终端)的医院为例。对手术室和 ICU 取高同时使用系数,对病区取低系数,即可得到三个科室分项的标准状态空气流量小计。相加得到临床需求量。随后按总量的一定百分比计入泄漏量,再按固定值计入远期扩建余量。

所得结果就是机组的设计标准状态空气流量。选泵时应按设计真空度下的数值核对,而不是按样本首页的标称抽气量,因为真空度越深排量越低。务必按实际工作真空度查泵的性能曲线。Tecnomed 公布了 TEC025 至 TEC305 全系列真空泵的性能数据,便于在真实工况点而非样本极限值上校核选型。

泵型选择以及双机头或三机头配置

医院真空系统以旋片泵和爪式泵为主。油润滑旋片泵结构紧凑、适应性好,但需要管理机油和排气过滤。干式爪泵完全不用油、维护量更小,但采购成本更高。只要排气能安全排至室外、远离新风口和窗户,两者都可接受。

双机头机组适合单台泵即可承担全部设计流量的小型医院。三机头机组是中大型医院的常规选择,因为三台各按设计流量一半选型的泵,可以在第三台检修时由两台承担峰值。Tecnomed 生产三机头式、机架式和罐上式医用真空机组,因此同样的容量可以按机房实际能提供的空间形式交付。

储气罐、除菌过滤器与控制柜的选择

储气罐用于缓冲短时峰值并限制每小时的启停次数,而这正是保护电机寿命的关键。储罐容积应与泵的控制策略相匹配:定速泵比变频机组需要更大的储罐。罐上式机组把泵直接装在卧式储罐上,可节省占地面积,这在改造项目中往往是决定性因素。

除菌过滤器组设在泵的上游,保护泵和排气不受污染,并采用双路配置,以便在不停机的情况下更换其中一路。控制柜应在各泵之间轮换主用机以均衡运行小时数,在真空度下降时逐台投入备用泵,并把运行状态、故障和低真空信号上报报警系统。Tecnomed 的 PLC 控制柜可完成时序控制并输出这些信号。

冗余与备用要求

支配性的原则很简单:在最大的单台泵不可用时,机组仍须满足全部设计流量。这就是三机头机组每台按半负荷而非三分之一负荷选型的原因。同样的思路也应用于供电——应取自重要负荷回路,使市电故障时负压不中断——以及过滤,应采用双路配置。

隔离手段与容量同样重要。每台泵都需要自己的切断阀,以便在不泄放整个系统的情况下拆下检修;储罐需要排污口和检修旁通。HTM 02-01 还要求建立有据可查的维护制度,记录运行小时数、滤芯更换以及(如适用)换油情况。

常见选型错误

两个典型错误方向相反。把所有终端流量直接相加而不计同时使用系数,会得到一套大出两三倍的机组,频繁短周期启停、磨损泵体,并在几十年里白白耗能。忽略泄漏量和远期扩建,则会得到一套在移交后五年内、繁忙上午就维持不住真空度的机组。两者都源于跳过了逐科室的计算。

下面列出的是排查已建成机组时最常出现的问题。它们几乎都在设计阶段花很小代价就能避免,事后纠正却代价高昂,因为机房通常是建筑里最拥挤的空间,而等到问题显现时管道早已埋在管井和吊顶之中。

  • 按标称抽气量而非设计真空度下的曲线来读取泵的能力
  • 机组选型正确,却把立管和支管选小了
  • 漏算终端和长距离管道的泄漏量
  • 储罐容积过小,无法满足每小时启停次数要求
  • 排气口设在新风口或可开启窗户附近

常见问题

机组在终端处应维持多大的真空度?

应达到 EN ISO 7396-1 对终端处规定的设计真空度,并且要在最远端终端、满设计流量的条件下维持住。床旁负压调节器再设定临床所需的吸力值;Tecnomed 的调节器调节范围约为 -250 mbar 至 -1000 mbar,并有用于更低吸力的儿科型号。

双机头还是三机头,怎么决定?

看一台泵停机时会发生什么。如果单台泵能承担全部设计流量,双机头机组就足够。如果不能,则采用三机头机组、每台约按半负荷选型,这样在第三台检修或故障时,两台泵仍可满足峰值需求。

真空排气应该排到哪里?

排至建筑物外、足够的高度,远离新风口、窗户和人员通行区域,并在泵的上游设除菌过滤。排气管路应独立支吊,管径要保证背压不会在设计工况下削弱泵的性能。

应为远期扩建预留多少余量?

足以覆盖已知规划,再加上一个有据可查的裕量,并且要与医院商定而不是自行假定。在计算中单列一块明确的扩建量,好过把同时使用系数人为放大,因为这样在日后重新评估机组时,真实的临床需求仍然清晰可见。

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