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醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制與實現(xiàn)

作者:CEO 時間:2023-02-23

信息摘要:摘要:醫(yī)用潔凈手術(shù)室對溫濕度要求較為嚴(yán)格,手術(shù)室的恒溫恒濕控制是確保手術(shù)環(huán)境溫度穩(wěn)定的重要措施。本文對醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制進行簡單分析,探討醫(yī)用潔凈手術(shù)室的恒溫恒濕實現(xiàn)策略。關(guān)鍵詞:醫(yī)用手術(shù)室;

醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制與實現(xiàn)

醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制與實現(xiàn)

  摘要:醫(yī)用潔凈手術(shù)室對溫濕度要求較為嚴(yán)格,手術(shù)室的恒溫恒濕控制是確保手術(shù)環(huán)境溫度穩(wěn)定的重要措施。本文對醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制進行簡單分析,探討醫(yī)用潔凈手術(shù)室的恒溫恒濕實現(xiàn)策略。

  關(guān)鍵詞:醫(yī)用手術(shù)室;潔凈手術(shù)室;溫度控制;恒濕控制;恒溫實現(xiàn)

  中圖分類號:TU246文獻標(biāo)識碼:A

  一.引言

  醫(yī)用潔凈手術(shù)室對室內(nèi)凈化要求較高,同時對室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度要求也較高。對醫(yī)用潔凈手術(shù)室的溫度進行恒溫控制有利于幫助患者盡快痊愈,對手術(shù)室的濕度進行控制有利于控制室內(nèi)微生物的繁衍,為醫(yī)護人員及患者提供舒適環(huán)境。醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫控制具有重要作用。

  二.醫(yī)用潔凈手術(shù)室對恒溫控制的基本要求

  1.系統(tǒng)對環(huán)境監(jiān)測的高精度

  恒溫恒濕空調(diào)所在的環(huán)境對溫度和濕度的要求十分嚴(yán)格,尤其是在醫(yī)用潔凈手術(shù)室高精密環(huán)境中。與此同時,由于這類環(huán)境中熱源、水源等分布十分復(fù)雜,導(dǎo)致環(huán)境中的溫濕分布并不均衡。因此就需要空調(diào)自動控制系統(tǒng)對環(huán)境的溫濕變化具有較高的敏感度,能夠迅速的感知環(huán)境中的溫濕變化,并極快的做出有效反映,保證環(huán)境中的溫度和濕度?,F(xiàn)在的恒溫恒濕空調(diào)要求一般在溫度精度達±2℃,濕度精度±5%,高精度空調(diào)可以溫度精度達到±0.5℃,濕度精度達到±2%。

  2.溫濕控制中高效能比

  在傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中,在溫度和濕度的控制上,機組有風(fēng)冷和水冷型兩種,配備有多級電加熱器和電極加濕罐及微電腦控制器。在冷卻祛濕工況條件下,蒸發(fā)盤管使空氣溫度低于露點溫度而去濕,通過加熱器的再熱控制室內(nèi)溫度保持在設(shè)定值。該類機組由于冷量的調(diào)節(jié)一般僅二檔或三檔,機組出口空氣的露點溫度不易穩(wěn)定,對室內(nèi)相對濕度的控制能力較低,一般宜用于相對濕度控制精度在±5%的試驗室,目前大多采用了該種定型產(chǎn)品。簡單來說就是冷卻、加溫、除濕的過程。雖然效果比較明顯,但是很顯然這個過程的當(dāng)中的空調(diào)能耗會比較大,尤其在濕度比較高的環(huán)境下,既要保證除濕的效果,又要保證預(yù)設(shè)的溫度,此時的耗能量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般機房空調(diào)的耗能量。為了避免這種情況,再設(shè)計上可以將室外空氣處理到機器露點再同室內(nèi)回風(fēng)混合,進入主空調(diào)箱干冷卻送風(fēng),把送風(fēng)溫差控制在相應(yīng)的規(guī)范范圍內(nèi);直到環(huán)境內(nèi)冷負(fù)荷減小至一定數(shù)值,再用冷卻盤管的冷凍水流量或進水溫度的改變來調(diào)節(jié)冷量,進一步減小送風(fēng)溫差。在這類空調(diào)工程設(shè)計中,應(yīng)該對其能耗和節(jié)能問題給予特別重視,提倡棄用二次加熱,以降低能耗。

  三.醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制的實現(xiàn)

  1.溫濕度控制系統(tǒng)的功能

  溫濕度控制系統(tǒng)中檢測當(dāng)前的環(huán)境溫濕度是通過西門子QFM1660溫濕度傳感器進行采集,然后通過AD轉(zhuǎn)換芯片到單片機芯片STC89C51處理并在液晶上顯示,同時單片機控制蜂鳴器和三個LED燈,用于對溫濕度進行實時控制操作。

  2.該溫濕度控制系統(tǒng)總體框圖

 ?。?)單片機最小系統(tǒng):采用AT89C51單片機;

 ?。?)溫濕度采集模塊:采用西門子QFM1660溫濕度傳感器;

 ?。?)溫濕度顯示模塊:采用LCD液晶顯示;

 ?。?)報警電路:采用蜂鳴器報警;

 ?。?)外部設(shè)備控制電路:采用的是LED燈顯示,用來實時監(jiān)測系統(tǒng)的工作。

  醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕控制空調(diào)機組原理圖如下圖所示。

  2.溫濕度控制模塊設(shè)計

 ?。?)控制模塊工作原理

  溫濕度傳感器通過AD轉(zhuǎn)換后進行單片機,經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換后形成0-10V的電壓,控制三通水閥。執(zhí)行風(fēng)閥、電加熱器通過IO信號進行控制。

  3.溫濕度顯示模塊設(shè)計

  本設(shè)計中,采用1602液晶顯示器為+5V電壓驅(qū)動,帶背光,可顯示兩行。每行16個字符,只能顯示字符,不能顯示圖形和漢字。

 ?。?)基本操作時序

  基本操作時序,在這里主要用的是寫指令和寫數(shù)據(jù)。寫指令輸入:RS=L,R/W=L,D0-D7=指令碼,E=高脈沖輸出:D0-D7=數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)輸入:RS=H,R/W=H,D0-D7=數(shù)據(jù),E=高脈沖輸出:無。

  4.報警電路設(shè)計

  本設(shè)計采用蜂鳴器配合發(fā)光二極管一起作監(jiān)測溫控系統(tǒng)的工作情況,當(dāng)單片機正常工作時,蜂鳴器不響,發(fā)光二極管D1亮;當(dāng)溫度上升到40度時,蜂鳴器響,發(fā)光二極管D3亮;當(dāng)溫度低于30度時,蜂鳴器響,發(fā)光二極管D2亮。51系列單片機上電復(fù)位后,I/O口處于高電平,這時二極管的正負(fù)極均處于高電平狀態(tài),此時燈不亮,如果要使燈亮,負(fù)極必須給低電平。單片機I/O口的輸出電流很小,一般只有4-20mA,如果要驅(qū)動大的負(fù)載,必須用到驅(qū)動電路,在這里采用了PNP三極管驅(qū)動。當(dāng)P3.2口輸出高電平時,三極管不導(dǎo)通,蜂鳴器不響;當(dāng)P3.2口輸出低電平時,三極管導(dǎo)通,蜂鳴器響,發(fā)出報警信號。

  5.恒溫恒濕空調(diào)控制器問題措施

  在醫(yī)用潔凈手術(shù)室恒溫恒濕空調(diào)控制中,針對室內(nèi)溫度與相對濕度偏高的問題,其原因或許是因為空調(diào)器的設(shè)計容量偏小而造成的,從而不能滿足有效的除熱、除濕需求,實際中可以在滿足工藝要求的情況下?lián)Q新的空調(diào)器,就可以很好的解決這個問題。針對恒溫恒濕空調(diào)控制中的相對濕度卻偏高問題,大多數(shù)的原因是因為機組在高溫高濕的室外環(huán)境下運行,然而由于其空調(diào)器制冷機在穩(wěn)定運行中,所以機器不好出現(xiàn)停機的現(xiàn)象,但是由于空調(diào)器的再熱量不夠,而且其制冷量容量也偏小,這樣就會導(dǎo)致該問題的發(fā)生,具體的解決辦法就是加大電加熱器的容量,若是還在出現(xiàn)相對濕度偏低的情況,那么還需要相應(yīng)的加大加濕量,通過加大熱量來抵銷冷量的方法,調(diào)整濕度控制正常,但這種方法會造成對能源的浪費。針對在恒溫恒濕空調(diào)控制出現(xiàn)的相對濕度偏低問題,大多情況下是因為調(diào)器制冷機組除濕能力大的因素,從而造成送風(fēng)狀態(tài)點的含濕量偏低,形成濕度偏低問題,具體的解決方法就是可以檢查機組控制系統(tǒng)中的邏輯動作,確保其風(fēng)管系統(tǒng)閥門與過濾器通暢,并適當(dāng)?shù)恼{(diào)大機組的風(fēng)量,從而可以有效提高送風(fēng)狀態(tài)點上的溫濕度。針對在恒溫恒濕空調(diào)控制中的制冷機停機問題,多數(shù)是因為相對濕度波動大而造成的,由于在重新啟動制冷機后,其溫濕度可以較快速的達到設(shè)計的范圍,那么若是機組的制冷量偏大,則其加熱量也就是會偏小,針對此問題可以采取加大加熱器容量的方法進行改善,但是這樣依然會造成能源上的浪費。

  6.提高恒溫恒濕控制的質(zhì)量策略

  在恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用中,為確保實際中溫濕度控制系統(tǒng)滿足設(shè)計需要,可以強化對其生產(chǎn)質(zhì)量的控制措施,這樣也可以有效避免能量損耗。因此在恒溫恒濕空調(diào)控制的應(yīng)用中,首先應(yīng)該根據(jù)業(yè)主提供的室內(nèi)溫濕度以及局部排風(fēng)量等參數(shù)資料,由設(shè)計人員對恒溫恒濕空調(diào)控制進行詳細(xì)的設(shè)計,并制定有效的執(zhí)行方案,提高恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)在實際運行中的穩(wěn)定性。然后由設(shè)計人員進行計算冷熱負(fù)荷計算,偏離實際負(fù)荷,并且根據(jù)不同工程的不同要求,設(shè)計人員可以制定合理的配置方案以及溫控制方案,以保證恒溫恒濕空調(diào)控制方案的經(jīng)濟性。并且在恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計中,優(yōu)化控制方案,還應(yīng)該有設(shè)備供應(yīng)商配置良好的控制器與傳感器設(shè)備,對室內(nèi)的濕度采用直接控制法進行設(shè)計,并采用新風(fēng)單獨降溫除濕的方案。而且在實際條件允許的情況下,還可以應(yīng)用制冷機冷凝器來作為加熱器,并在控制系統(tǒng)完成之后做好安裝調(diào)試工作,確保恒溫恒濕空調(diào)控制可滿足設(shè)計需求。

  四.結(jié)束語

  醫(yī)用潔凈手術(shù)室對溫度環(huán)境要求較高,針對醫(yī)用手術(shù)室進行恒溫控制具有重要意義。采用單片機進行模塊開發(fā)和設(shè)計,實現(xiàn)恒溫控制,對于確保醫(yī)用潔凈手術(shù)室穩(wěn)定環(huán)境溫度具有可行性。

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