质子重离子治疗室空调系统管理研究

□ 史伟忠

上海市质子重离子医院 上海 201314

1 研究背景

目前，随着我国经济的发展，社会的整体生活水平日益提高，国家为了应对越来越多的肿瘤疾病和各种癌症，建设了上海市质子重离子医院。医院的核心设备是质子重离子加速器，为了保障设备的正常运行，配套设置了供热通风与空气调节设备。

质子重离子治疗室的温湿度稳定与否直接影响到医疗设备能否正常工作，质子重离子治疗室对应的空调系统用于保障治疗室的温湿度。为保证空调系统的正常运行，医院在运行管理中引入设备预防性维护保养、数据分析、工作流程管理，通过以防为主的动态管理代替以修为主的计划检修，降低空调系统的故障率，减少维修费用，保证空调系统始终处于最佳状态。

笔者对质子重离子治疗室空调系统的管理进行研究，以供技术人员参考。

2 预防性维护

对空调系统进行预防性维护，可以提高设备的安全性和运行效率,延长设备的使用寿命，减少或避免由于空调系统发生故障而影响正常运行，进而节省人力和物力，保障质子重离子治疗室温湿度的稳定。

空调系统进行预防性维护，指在设备未发生故障前对设备进行有针对、有计划、有目的的维护，包括根据维护保养制度对设备进行必要的检查、加油、清洁、清洗，更换易损材料与零件，以及视具体情况而进行的紧固、调整、小修小补等工作。基于空调系统不同的构造、性能、作用和工作环境，维护的内容和要求也有所差别，需要根据制造厂商的使用手册，结合现场的实际使用情况，制订不同的维护周期。质子重离子治疗室空调系统具有运行强度大、时间长，以及自动化控制程度高等特点，所以在制订空调系统维护计划时要全面考虑，既要保证不影响医院物理治疗区设备的正常工作，又要保证空调系统的安全运行。

质子重离子治疗室空调系统的预防性维护计划见表1。

3 运行数据检查与记录

空调自动控制系统用于确保质子重离子治疗室内的温湿度稳定，保证空调系统安全可靠运行。为了确保空调自动控制系统正常工作，需要对质子重离子治疗室内的温湿度变化情况和空调设备的工作情况进行实时监测。通过监测可以了解质子重离子治疗室内的温湿度是否满足要求，及时发现空调设备工作是否正常，以便于及时发现问题并排除故障隐患。

操作人员可以通过计算机屏幕了解质子重离子治疗室的实时温湿度情况和空调系统运行情况，包括空调送风、回风，冷热源供回水温度、压力，阀门开启度等。需要注意的是，空调自动控制系统出现问题，如现场传感器损坏或出现零点漂移，会造成显示数据错误，这就需要操作人员和运行维护人员定期进行检查，发现问题及时处理。

表1 空调系统预防性维护计划

空调自动控制系统的操作人员每2 h记录1次，通过对运行数据进行监测，就可以判断空调自动控制系统是否工作正常，发现问题及时解决。需要做好运行记录工作，按照空调系统的运行要求，记录空调系统的运行和反馈数据，确认空调系统的性能，为制订预防性维护计划提供依据。所记录的数据有助于技术人员及时了解空调系统的运行状况，为故障的分析判断提供原始数据，有利于快速排除故障，保障整个空调系统的安全运行。

4 运行数据汇总与分析

空调自动控制系统设有带数据记录功能的计算机，可以存储一段时期内所采集到的空调系统各种运行数据，这些数据存储于计算机硬盘。质子重离子治疗室空调自动控制系统24 h工作，需要对每天的运行数据进行汇总分析。通过观察空调系统运行参数曲线，可以了解空调系统的运行情况，以便采取预防措施。

在进行运行数据分析时，需要用到四种模型。

第一种模型是焓湿图模型。人体舒适区域对应的温度为20～26℃，对应的相对湿度为40%～60%。以32℃、70%相对温度空气为例，绝对湿度为21.2 g/kg，经过降温使原空气降温至露点温度25.8℃，焓值降低。此时，原空气中的相对湿度已100%饱和，绝对湿度仍为21.2 g/kg。继续降温至舒适区域对应的露点温度10.2℃，此时，空气中的相对湿度为100%，但绝对湿度只有7.8 g/kg，水汽通过冷盘管析出，原空气中的湿度就去除掉了，这个过程为过冷除湿。然后将处理后的空气重新加热至21℃，焓值增加，绝对湿度不变，为7.8 g/kg，相对湿度降低至50%。这样就完成了一个完整的模型过程。这一模型对应夏季大部分时间、春季艳阳天，以及黄梅天等常见天气。

第二种模型将高温低湿的空气通过降温加湿的方法处理到舒适区域，过程为先降温至舒适温度，再加湿至舒适湿度。如果先加湿，由于热空气的含湿能力比冷空气要强得多，那么会造成原空气高温高湿，再通过第一种模型来处理，会增加很多能耗。这一模型对应秋末初冬艳阳天。

第三种模型将低温低湿的空气通过加温加湿的方法处理到舒适区域，过程为先加温至舒适温度，再加湿至舒适湿度。如果先加湿，由于冷空气的含湿能力比热空气要弱得多，那么即使相对湿度已经饱和到100%，仍然会造成原空气绝对湿度不足。这一模型对应冬季大部分时间。

第四种模型将低温高湿的空气通过降温除湿再加温的方法处理到舒适区域，过程为先降温至舒适温度对应的露点温度，使绝对湿度降下来，再加湿至舒适湿度。这一模型对应冬季下雨天气。

根据以上模型进行治疗仓和采光走廊的模式切换，通过室外温湿度计算出室外的露点、焓值、绝对含湿量等数据，再通过室内温湿度传感器采集计算出室内的露点、焓值、绝对含湿量等数据，两者进行比较，判断出应采用哪种模型处理。

通过以上模型，可以分析具体事例。例如，过冷除湿是除湿的有效途径，关闭加热设备，包括热盘管和电加热，使冷盘管全开，观察送风温度能否到达目标温湿度对应的露点温度14℃。如果能，则表示制冷能力足够，除湿的能力也足够。如果不能，则可能的原因是进水温度太高，相应开足冷冻机降低进水温度。如果进水温度达到要求，但送风温度还是太高，则可能的原因是制冷能力不足，由进水流量不足造成，检查相应管道的流量，开足冷冻水循环泵。

再以送风温度低、送风湿度正常举例，如除湿能力没有问题，则表示过冷除湿后的空气再热能力不足。检查热盘管的进水温度和流量，如果在锅炉的能力范围之外，那么开启辅助的电加热设备，调高电加热的功率，使送风温度达到能力范围之内。

因为计算机数据记录功能在一定时间段后会由新数据覆盖旧数据，造成数据丟失，所以需要将每天的运行数据汇总为.pdf格式长期保存。每天汇总的数据注明日期，排好顺序，可以作为空调自动控制系统运行情况的原始记录使用。

5 巡回检查

每天由运行值班人员对空调机房进行巡回检查，对于连续运行的设备和修理过的设备增加检查次数。

空调机房的检查内容主要为设备是否有不正常的振动、噪声，以及是否过热、结露、泄漏，保温层是否有损坏，风机皮带松紧是否合适等。

运行值班人员巡回检查中发现问题要立即处理，无法立即处理的应向上级汇报，并做好有关记录。

6 运行与检修记录

运行与检修记录是设备技术档案的重要组成部分，也是原始技术资料。运行和检修记录是在空调系统投入运行后形成并不断积累起来的，通过这些记录，可以使运行和管理人员掌握系统和设备的运行情况，一方面可以防止因情况不明、盲目使用而发生问题，另一方面还可以总结规律性，经过总结、提炼，再用于工作实际，使管理和检修水平不断提高。

7 设备改造

物理治疗设备安装调试过程中，进行基础束流调试测量，发现束流数据测量值不稳定，数据间存在差异。经过研究，确认是由于基础测量设备从质控机房移至质子重离子治疗室过程中，因不同房间内温度差异导致测量设备内水的密度改变，使基础测量数据发生变化。为此，设备厂商提出将质子重离子治疗室温度恒定在同一个基准点上，治疗室温度范围为22～24℃、相对湿度范围为30%～75%。通过分析数据，提出改造方案。

质子重离子治疗室共有四间，对应的空调出风温度波动范围大。将八套线性慢速普通阀改为线性快速动态平衡阀，四个精度为0.6℃的风管温湿度传感器更换为精度0.2℃的设备，提高空调出风温度的精度控制。将四个精度0.6℃的治疗室温湿度传感器更换为精度0.1℃的设备，提高治疗室温度反馈精度。

原先采光走廊的温度要求范围为21～26℃。采光走廊和治疗密切相关，质子重离子治疗室内为负压，在开门时吸入采光走廊的空气，会影响治疗室内的温湿度。通过数据分析，发现采光走廊的AHU-H-1-1空调设备除湿能力差，出风温度波动范围大。

将AHU-H-1-1空调设备的25 kW热盘管更换为75 kW热盘管,同时将空调冷热线性速度差阀更换为线性快速动态平衡阀，精度为0.6℃的风管温湿度传感器更换为精度0.2℃的设备，提高空调出风温度精度和空调除湿能力。再在治疗室进门处增加四个精度为0.1℃的房间温湿度传感器，提高采光走廊的温湿度反馈精度。

质控机房用于放置物理治疗基础测量设备，原先房间温度由两个精度为0.5℃的温度面板控制，两个风机盘管冷热水阀是普通通断阀，无法精细控制空调出风温度。

将两个风机盘管冷热水阀更换为线性快速动态平衡阀，拆除两个精度0.5℃的温度面板，并在房间内增加一个精度为0.1℃的房间温湿度传感器，提高质控机房的温湿度反馈精度。

原先物理治疗区地下室等候大厅的要求较低，温度要求范围为18～26℃。物理治疗区地下室等候大厅与采光走廊相连，如果温差过大，就会对采光走廊温湿度造成影响。地下室等候大厅AHU-H-B1-1空调设备的制热量设计偏小，将AHU-H-B1-1空调设备的69 kW热盘管更换为120 kW热盘管，增大空调制热量，提高空调出风温度。

8 管理成效

通过以上管理方法，质子重离子治疗室温湿度异常现象从每年的几百次降低到目前的几十次。目前，四间质子重离子治疗室的温度控制在22～24℃范围内，相对湿度控制在40%～60%范围内，实现有效恒温，湿度波动小，完全满足温湿度的要求。

可见，通过对空调系统进行预防性维护、数据分析、专业化管理，保障了质子重离子治疗室温湿度的稳定，确保物理治疗设备的开机率和正常运行。