質子重離子治療室空調系統管理研究

□ 史偉忠

上海市質子重離子醫院 上海 201314

1 研究背景

目前，隨著我國經濟的發展，社會的整體生活水平日益提高，國家為了應對越來越多的腫瘤疾病和各種癌癥，建設了上海市質子重離子醫院。醫院的核心設備是質子重離子加速器，為了保障設備的正常運行，配套設置了供熱通風與空氣調節設備。

質子重離子治療室的溫濕度穩定與否直接影響到醫療設備能否正常工作，質子重離子治療室對應的空調系統用于保障治療室的溫濕度。為保證空調系統的正常運行，醫院在運行管理中引入設備預防性維護保養、數據分析、工作流程管理，通過以防為主的動態管理代替以修為主的計劃檢修，降低空調系統的故障率，減少維修費用，保證空調系統始終處于最佳狀態。

筆者對質子重離子治療室空調系統的管理進行研究，以供技術人員參考。

2 預防性維護

對空調系統進行預防性維護，可以提高設備的安全性和運行效率,延長設備的使用壽命，減少或避免由于空調系統發生故障而影響正常運行，進而節省人力和物力，保障質子重離子治療室溫濕度的穩定。

空調系統進行預防性維護，指在設備未發生故障前對設備進行有針對、有計劃、有目的的維護，包括根據維護保養制度對設備進行必要的檢查、加油、清潔、清洗，更換易損材料與零件，以及視具體情況而進行的緊固、調整、小修小補等工作。基于空調系統不同的構造、性能、作用和工作環境，維護的內容和要求也有所差別，需要根據制造廠商的使用手冊，結合現場的實際使用情況，制訂不同的維護周期。質子重離子治療室空調系統具有運行強度大、時間長，以及自動化控制程度高等特點，所以在制訂空調系統維護計劃時要全面考慮，既要保證不影響醫院物理治療區設備的正常工作，又要保證空調系統的安全運行。

質子重離子治療室空調系統的預防性維護計劃見表1。

3 運行數據檢查與記錄

空調自動控制系統用于確保質子重離子治療室內的溫濕度穩定，保證空調系統安全可靠運行。為了確保空調自動控制系統正常工作，需要對質子重離子治療室內的溫濕度變化情況和空調設備的工作情況進行實時監測。通過監測可以了解質子重離子治療室內的溫濕度是否滿足要求，及時發現空調設備工作是否正常，以便于及時發現問題并排除故障隱患。

操作人員可以通過計算機屏幕了解質子重離子治療室的實時溫濕度情況和空調系統運行情況，包括空調送風、回風，冷熱源供回水溫度、壓力，閥門開啟度等。需要注意的是，空調自動控制系統出現問題，如現場傳感器損壞或出現零點漂移，會造成顯示數據錯誤，這就需要操作人員和運行維護人員定期進行檢查，發現問題及時處理。

表1 空調系統預防性維護計劃

空調自動控制系統的操作人員每2 h記錄1次，通過對運行數據進行監測，就可以判斷空調自動控制系統是否工作正常，發現問題及時解決。需要做好運行記錄工作，按照空調系統的運行要求，記錄空調系統的運行和反饋數據，確認空調系統的性能，為制訂預防性維護計劃提供依據。所記錄的數據有助于技術人員及時了解空調系統的運行狀況，為故障的分析判斷提供原始數據，有利于快速排除故障，保障整個空調系統的安全運行。

4 運行數據匯總與分析

空調自動控制系統設有帶數據記錄功能的計算機，可以存儲一段時期內所采集到的空調系統各種運行數據，這些數據存儲于計算機硬盤。質子重離子治療室空調自動控制系統24 h工作，需要對每天的運行數據進行匯總分析。通過觀察空調系統運行參數曲線，可以了解空調系統的運行情況，以便采取預防措施。

在進行運行數據分析時，需要用到四種模型。

第一種模型是焓濕圖模型。人體舒適區域對應的溫度為20～26℃，對應的相對濕度為40%～60%。以32℃、70%相對溫度空氣為例，絕對濕度為21.2 g/kg，經過降溫使原空氣降溫至露點溫度25.8℃，焓值降低。此時，原空氣中的相對濕度已100%飽和，絕對濕度仍為21.2 g/kg。繼續降溫至舒適區域對應的露點溫度10.2℃，此時，空氣中的相對濕度為100%，但絕對濕度只有7.8 g/kg，水汽通過冷盤管析出，原空氣中的濕度就去除掉了，這個過程為過冷除濕。然后將處理后的空氣重新加熱至21℃，焓值增加，絕對濕度不變，為7.8 g/kg，相對濕度降低至50%。這樣就完成了一個完整的模型過程。這一模型對應夏季大部分時間、春季艷陽天，以及黃梅天等常見天氣。

第二種模型將高溫低濕的空氣通過降溫加濕的方法處理到舒適區域，過程為先降溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度。如果先加濕，由于熱空氣的含濕能力比冷空氣要強得多，那么會造成原空氣高溫高濕，再通過第一種模型來處理，會增加很多能耗。這一模型對應秋末初冬艷陽天。

第三種模型將低溫低濕的空氣通過加溫加濕的方法處理到舒適區域，過程為先加溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度。如果先加濕，由于冷空氣的含濕能力比熱空氣要弱得多，那么即使相對濕度已經飽和到100%，仍然會造成原空氣絕對濕度不足。這一模型對應冬季大部分時間。

第四種模型將低溫高濕的空氣通過降溫除濕再加溫的方法處理到舒適區域，過程為先降溫至舒適溫度對應的露點溫度，使絕對濕度降下來，再加濕至舒適濕度。這一模型對應冬季下雨天氣。

根據以上模型進行治療倉和采光走廊的模式切換，通過室外溫濕度計算出室外的露點、焓值、絕對含濕量等數據，再通過室內溫濕度傳感器采集計算出室內的露點、焓值、絕對含濕量等數據，兩者進行比較，判斷出應采用哪種模型處理。

通過以上模型，可以分析具體事例。例如，過冷除濕是除濕的有效途徑，關閉加熱設備，包括熱盤管和電加熱，使冷盤管全開，觀察送風溫度能否到達目標溫濕度對應的露點溫度14℃。如果能，則表示制冷能力足夠，除濕的能力也足夠。如果不能，則可能的原因是進水溫度太高，相應開足冷凍機降低進水溫度。如果進水溫度達到要求，但送風溫度還是太高，則可能的原因是制冷能力不足，由進水流量不足造成，檢查相應管道的流量，開足冷凍水循環泵。

再以送風溫度低、送風濕度正常舉例，如除濕能力沒有問題，則表示過冷除濕后的空氣再熱能力不足。檢查熱盤管的進水溫度和流量，如果在鍋爐的能力范圍之外，那么開啟輔助的電加熱設備，調高電加熱的功率，使送風溫度達到能力范圍之內。

因為計算機數據記錄功能在一定時間段后會由新數據覆蓋舊數據，造成數據丟失，所以需要將每天的運行數據匯總為.pdf格式長期保存。每天匯總的數據注明日期，排好順序，可以作為空調自動控制系統運行情況的原始記錄使用。

5 巡回檢查

每天由運行值班人員對空調機房進行巡回檢查，對于連續運行的設備和修理過的設備增加檢查次數。

空調機房的檢查內容主要為設備是否有不正常的振動、噪聲，以及是否過熱、結露、泄漏，保溫層是否有損壞，風機皮帶松緊是否合適等。

運行值班人員巡回檢查中發現問題要立即處理，無法立即處理的應向上級匯報，并做好有關記錄。

6 運行與檢修記錄

運行與檢修記錄是設備技術檔案的重要組成部分，也是原始技術資料。運行和檢修記錄是在空調系統投入運行后形成并不斷積累起來的，通過這些記錄，可以使運行和管理人員掌握系統和設備的運行情況，一方面可以防止因情況不明、盲目使用而發生問題，另一方面還可以總結規律性，經過總結、提煉，再用于工作實際，使管理和檢修水平不斷提高。

7 設備改造

物理治療設備安裝調試過程中，進行基礎束流調試測量，發現束流數據測量值不穩定，數據間存在差異。經過研究，確認是由于基礎測量設備從質控機房移至質子重離子治療室過程中，因不同房間內溫度差異導致測量設備內水的密度改變，使基礎測量數據發生變化。為此，設備廠商提出將質子重離子治療室溫度恒定在同一個基準點上，治療室溫度范圍為22～24℃、相對濕度范圍為30%～75%。通過分析數據，提出改造方案。

質子重離子治療室共有四間，對應的空調出風溫度波動范圍大。將八套線性慢速普通閥改為線性快速動態平衡閥，四個精度為0.6℃的風管溫濕度傳感器更換為精度0.2℃的設備，提高空調出風溫度的精度控制。將四個精度0.6℃的治療室溫濕度傳感器更換為精度0.1℃的設備，提高治療室溫度反饋精度。

原先采光走廊的溫度要求范圍為21～26℃。采光走廊和治療密切相關，質子重離子治療室內為負壓，在開門時吸入采光走廊的空氣，會影響治療室內的溫濕度。通過數據分析，發現采光走廊的AHU-H-1-1空調設備除濕能力差，出風溫度波動范圍大。

將AHU-H-1-1空調設備的25 kW熱盤管更換為75 kW熱盤管,同時將空調冷熱線性速度差閥更換為線性快速動態平衡閥，精度為0.6℃的風管溫濕度傳感器更換為精度0.2℃的設備，提高空調出風溫度精度和空調除濕能力。再在治療室進門處增加四個精度為0.1℃的房間溫濕度傳感器，提高采光走廊的溫濕度反饋精度。

質控機房用于放置物理治療基礎測量設備，原先房間溫度由兩個精度為0.5℃的溫度面板控制，兩個風機盤管冷熱水閥是普通通斷閥，無法精細控制空調出風溫度。

將兩個風機盤管冷熱水閥更換為線性快速動態平衡閥，拆除兩個精度0.5℃的溫度面板，并在房間內增加一個精度為0.1℃的房間溫濕度傳感器，提高質控機房的溫濕度反饋精度。

原先物理治療區地下室等候大廳的要求較低，溫度要求范圍為18～26℃。物理治療區地下室等候大廳與采光走廊相連，如果溫差過大，就會對采光走廊溫濕度造成影響。地下室等候大廳AHU-H-B1-1空調設備的制熱量設計偏小，將AHU-H-B1-1空調設備的69 kW熱盤管更換為120 kW熱盤管，增大空調制熱量，提高空調出風溫度。

8 管理成效

通過以上管理方法，質子重離子治療室溫濕度異常現象從每年的幾百次降低到目前的幾十次。目前，四間質子重離子治療室的溫度控制在22～24℃范圍內，相對濕度控制在40%～60%范圍內，實現有效恒溫，濕度波動小，完全滿足溫濕度的要求。

可見，通過對空調系統進行預防性維護、數據分析、專業化管理，保障了質子重離子治療室溫濕度的穩定，確保物理治療設備的開機率和正常運行。