醫用空調機組研發思路與應用--解讀國際《潔凈手術室用空氣調節機組》

醫用空調機組泛指用于對微生物有控制要求的空間的空氣處理機組，因此其應用場所不僅僅限于醫院，還應包括制藥、微生物學、遺傳工程、生物檢疫、醫學實驗、生物安全實驗室等場所。醫用空調機組的服務對象與應用場所見下表：
1、醫用空調機組的控制思路
過去我國研發醫用空氣處理機往往只注重增加殺菌裝置，特別重視化學消毒。但長期實施下來效果并不佳，化學消毒在客觀上助長了耐藥性菌株，化學藥物殘留產生的危害。針對化學消毒的弊病，醫用空氣處理機開始采用物理手段殺菌與除菌，如采用紫外線輻照、高壓靜電或等離子、過濾除菌、重金屬離子抑菌和光催化等手段，但是控制思路沒有變化，只是手段變了，仍然只考慮將系統中已存在病菌的消殺，仍未消除微生物滋生的問題。對此各國相關標準十分關注，特別要求盡可能避免在系統中積塵積水。歸納各國有關標準對空氣處理機大致提出下表所示的措施，可見這些措施中并沒有添加任何化學與物理消毒裝置。
各國標準對應用空調機組的要求  
 
國標《潔凈手術室用空氣調節機組》GB/T 19569-2004注意到生物潔凈技術不同于工業潔凈技術，國標采用的一個重要思路在于從根本上破壞或消除微生物在系統中定植、滋生和傳播這一關系鏈，也就是說消除細菌滋生的條件，抑制或降低細菌發生，切斷系統所有潛在的污染傳播途徑。當然國標也為生物潔凈室提供了有效的技術保證，如提供足夠的余壓可使用高效空氣過濾器的物理方法有效將空氣中的所有微生物清除掉；大風量可有效實施氣流技術使室內的無菌程度達到了以前單靠化學消毒方法達不到的程度；并有利于采用壓力控制技術有力的保證無菌空間免遭室外污染的侵入。
生物潔凈技術與工業潔凈技術的不同要求
傳統空調機組與醫用空調機組的區別

2、醫用空調機組的控制要求
國標《潔凈手術室用空氣調節機組》GB/T 19569-2004明確對醫用空調機組提出了新的要求，如強調“防止機組內部積塵滋菌，保證所輸送的空氣滿足衛生要求"，強調是防止，而不是在空調機組內殺滅滋菌。防止滋菌的一個重要原則是長期保持空調系統的干燥與清潔。相對來說消除積塵較為簡單，因此“有效凈化除菌"的設計思路的關鍵在于“濕度控制優先觀念"，從保障體系的思路來說，濕度就是關鍵的影響因子。應該優先考慮將系統中水分盡快排除，避免水分的產生、飛揚、積存或局部形成的高濕度。依據這樣的思路可以認為高濕度就是污染物。這樣將微生物控制簡化為濕度控制的概念。提出“余濕時污染物"的理念，控制余濕措施就落實到新風與機組本身。
對于醫用空調機組本身來說消除微生物滋生源關鍵是不要積水或引起高濕度。因此國標要求：“空調機組在試驗工況下運行，應在3min內排出凝水"，并要求“中效過濾器進口空氣的相對濕度不高于75%"。傳統的空調機組難以做到。因為傳統空調機組是將熱濕交換部件設置在機組的負壓段，凝水難以迅速排除。中效過濾器設置在盤管后側的正壓段，處理到露點的空調風通過中效過濾器無法達到75%。因此只有對醫用空調機組內的各部件重新排序（見下圖），才能滿足國標的要求，并在動態控制中實施濕度優先控制。  
對空調系統來說新風是最大的熱濕負荷，首先要消除新風的含濕量，尤其是雨天新風對機組積水的影響。一般常采用性能良好的防雨百葉和密閉閥等措施。而新風的任務又是消除污染，新風的量與送風參數應由這些污染負荷確定。由于新風中幾乎不含致病菌，因此控制的重點應是室內回風。為有效控制室內微生物，首先要保證送風無致病菌。如果室內狀態由新風與空調兩個系統實現，室內循環空調機組只控制溫度，或者說只處理顯熱，這樣的機組就可成為無凝水機組，保持了整個機組干燥無水狀態，*消除了滋菌的隱患。
由于新風承擔消除整個系統的濕負荷，新風不再處理到傳統的室內焓值點（不干擾室內狀態的理念），而是要新風處理到更低的焓值，消除所有濕負荷，室內末端機組只消除余熱。傳統空調常常采用一次回風，保障舒適新風量與保證正壓控制的補風量是耦合的。溫濕度變化的新風易造成室內干擾，回風中微生物遇到高溫高濕的新風易滋生，運行實踐也證明對微生物控制不利。由于過濾器積塵引起新風與一次回風比變化，造成區域壓力失控。因此在醫用空調系統常采用專用新風系統，取消一次回風，加強二次回風。這些措施對消除微生物污染，發揮新風效益，隔離回風，防止交叉污染等十分有效。