醫(yī)用中心負(fù)壓站與液氧汽化器結(jié)合的節(jié)能改造

齊在然 劉青

青島大學(xué)附屬醫(yī)院后勤管理部 山東青島 266000

目前，現(xiàn)代化醫(yī)院必備中心供氧系統(tǒng)、中心吸引系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)三種醫(yī)用氣體供應(yīng)裝置，其配置及運(yùn)行是衡量醫(yī)院建設(shè)水平、設(shè)施設(shè)備管理水平以及綜合水平的重要因素，其中中心負(fù)壓系統(tǒng)是醫(yī)院現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，現(xiàn)國(guó)內(nèi)醫(yī)療系統(tǒng)使用的醫(yī)用中心負(fù)壓站系統(tǒng)主要分為兩種：油冷（冷卻方式：油冷）負(fù)壓機(jī)組以及水循環(huán)式（冷卻方式：水冷）負(fù)壓機(jī)組[1]。

油冷負(fù)壓機(jī)組因購(gòu)置設(shè)備的造價(jià)較高，以及后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用成本較高等系列問題并不被廣泛使用。目前我國(guó)大多數(shù)醫(yī)院因水循環(huán)負(fù)壓機(jī)組系統(tǒng)造價(jià)低及維護(hù)便捷，而被廣泛使用。水循環(huán)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)為：由于負(fù)壓機(jī)組的冷卻方式為水冷卻，故而造成較大的水資源浪費(fèi)。

基于以上情況，為提高水循環(huán)式負(fù)壓機(jī)組及液氧汽化器的工作效率，減少能源浪費(fèi)，做出如下兩項(xiàng)分析及節(jié)能改造設(shè)計(jì)。

1 水循環(huán)式真空泵工作原理

水循環(huán)負(fù)壓機(jī)組主要由真空泵、電動(dòng)機(jī)及壓力控制電磁閥、冷卻水箱及配套管道組成。其運(yùn)行方式為水環(huán)式真空負(fù)壓方式，其工作原理為當(dāng)水環(huán)式真空泵的葉輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的下部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪盒相切，水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）。此時(shí)葉輪輪殼與水環(huán)內(nèi)界面之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被水環(huán)式真空泵的葉輪葉片分成和葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的下部0℃為起點(diǎn)，那么水環(huán)式真空泵的葉輪在旋轉(zhuǎn)前180℃時(shí)小腔的容積由小變大，而且與端面上的吸氣口相通，此時(shí)氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕，當(dāng)水環(huán)式真空泵的葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮，當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，氣體便被排出水環(huán)式真空泵外，泵內(nèi)形成真空區(qū)。由于真空泵連續(xù)運(yùn)行，形成連續(xù)不斷的真空輸出[2]。

真壓泵運(yùn)行所產(chǎn)生的氣體在泵腔內(nèi)壓縮產(chǎn)生熱量,所以需要用水冷的方式對(duì)泵體進(jìn)行降溫。由于氣體在泵腔內(nèi)壓縮產(chǎn)生熱量，所以需要每次循環(huán)水溫都會(huì)有溫升。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，溫度上升越嚴(yán)重。隨著水溫升高，水環(huán)泵的氣量，真空度會(huì)有不同程度下降，反之，由于水環(huán)泵氣量下降，造成所需運(yùn)行時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)。

據(jù)測(cè)算，夏天有些地方，循環(huán)水溫可以達(dá)到68℃。水環(huán)泵的真空度與吸氣量與溫度關(guān)聯(lián)密切，當(dāng)水溫35℃時(shí)，實(shí)際氣量大概只有標(biāo)配氣量的80%；當(dāng)水溫達(dá)到50℃時(shí)，實(shí)際氣量只有標(biāo)配氣量的55%左右。我們假設(shè)醫(yī)院的用氣量一定，由于溫度升高，真空泵氣量衰減，加大了泵的運(yùn)行時(shí)間，由于泵運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，又加大了水的溫升，以此形成的惡性循環(huán)，只能應(yīng)用水直排的方式。若不循環(huán)使用，雖然降低了水溫，泵吸力大，缺點(diǎn)是浪費(fèi)水，一天數(shù)噸到數(shù)十噸，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排指標(biāo)[3]。

目前我院有三臺(tái)負(fù)壓泵，每天三臺(tái)交替工作，并有一臺(tái)輔助工作，折合后為1.5臺(tái)24小時(shí)工作。每臺(tái)負(fù)壓泵耗水量在1.2立方/小時(shí)左右,我院目前水費(fèi)5元/立方米。以次，根據(jù)所得數(shù)據(jù)核算：每年這一個(gè)站消耗水費(fèi)，即等于負(fù)壓系統(tǒng)水費(fèi)：[（1.5×1.2立方×24小時(shí)）×5元/立方]×（12×30天）=79056元/年

2 中心供氧站液氧工作原理

目前大多數(shù)醫(yī)院采用液氧供氧方式。醫(yī)院氧氣通過液氧儲(chǔ)罐、汽化器、減壓裝置和管道輸送到各病房的終端處供臨床使用。中心供氧系統(tǒng)工作原理是將氧氣氣源集中于一處，氣源的高壓氧氣經(jīng)減壓后，通過管道輸送到各個(gè)用氣終端。液態(tài)氧經(jīng)由汽化器通過光合作用吸收熱量進(jìn)行液態(tài)氧的氣化，再經(jīng)調(diào)壓器系統(tǒng)減壓后通過管路輸送到各個(gè)終端用氣點(diǎn)。目前由于各醫(yī)院用氣量比較大，液氧站的汽化器結(jié)露積霜量較大，從而導(dǎo)致液氧的氣化效率比較低、效果差，氣體汽化速度慢，過氣管道帶有液態(tài)氧等情況存在，造成液氧的損耗和浪費(fèi)。需要人工頻繁對(duì)汽化器進(jìn)行清露除冰霜的工作[4]。

3 節(jié)能方案工作原理

充分利用中心負(fù)壓站的負(fù)壓汽水分離器中的熱水高溫與液氧汽化器的低溫完成熱交換，達(dá)到節(jié)能目的。具體實(shí)施方案為負(fù)壓汽水分離器中的高溫?zé)崴ㄟ^管道泵加壓循環(huán)，經(jīng)由管道循環(huán)輸送到液氧汽化器，設(shè)置管道交錯(cuò)排列布置在汽化器中，做一次熱交換。分離器中水溫會(huì)下降，汽化器的溫度會(huì)提高。從而減少負(fù)壓站真壓泵對(duì)冷卻水的浪費(fèi)，并提高汽化器的氣化效率，從而減少液氧的損耗浪費(fèi)。達(dá)到負(fù)壓真空泵的水溫要求以及液氧的氣化標(biāo)準(zhǔn)要求。因此中心供氧結(jié)合負(fù)壓站的實(shí)際情況，在技術(shù)上通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造完全可以達(dá)到相互輔助節(jié)能的要求。