医用中心负压站与液氧汽化器结合的节能改造

齐在然 刘青

青岛大学附属医院后勤管理部 山东青岛 266000

目前，现代化医院必备中心供氧系统、中心吸引系统、压缩空气系统三种医用气体供应装置，其配置及运行是衡量医院建设水平、设施设备管理水平以及综合水平的重要因素，其中中心负压系统是医院现代化的标志之一，现国内医疗系统使用的医用中心负压站系统主要分为两种：油冷（冷却方式：油冷）负压机组以及水循环式（冷却方式：水冷）负压机组[1]。

油冷负压机组因购置设备的造价较高，以及后期维护保养费用成本较高等系列问题并不被广泛使用。目前我国大多数医院因水循环负压机组系统造价低及维护便捷，而被广泛使用。水循环系统的主要缺点为：由于负压机组的冷却方式为水冷却，故而造成较大的水资源浪费。

基于以上情况，为提高水循环式负压机组及液氧汽化器的工作效率，减少能源浪费，做出如下两项分析及节能改造设计。

1 水循环式真空泵工作原理

水循环负压机组主要由真空泵、电动机及压力控制电磁阀、冷却水箱及配套管道组成。其运行方式为水环式真空负压方式，其工作原理为当水环式真空泵的叶轮逆时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮盒相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮壳与水环内界面之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被水环式真空泵的叶轮叶片分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0℃为起点，那么水环式真空泵的叶轮在旋转前180℃时小腔的容积由小变大，而且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝，当水环式真空泵的叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩，当小腔与排气口相通时，气体便被排出水环式真空泵外，泵内形成真空区。由于真空泵连续运行，形成连续不断的真空输出[2]。

真压泵运行所产生的气体在泵腔内压缩产生热量,所以需要用水冷的方式对泵体进行降温。由于气体在泵腔内压缩产生热量，所以需要每次循环水温都会有温升。运转时间越长，温度上升越严重。随着水温升高，水环泵的气量，真空度会有不同程度下降，反之，由于水环泵气量下降，造成所需运行时间会加长。

据测算，夏天有些地方，循环水温可以达到68℃。水环泵的真空度与吸气量与温度关联密切，当水温35℃时，实际气量大概只有标配气量的80%；当水温达到50℃时，实际气量只有标配气量的55%左右。我们假设医院的用气量一定，由于温度升高，真空泵气量衰减，加大了泵的运行时间，由于泵运行时间增长，又加大了水的温升，以此形成的恶性循环，只能应用水直排的方式。若不循环使用，虽然降低了水温，泵吸力大，缺点是浪费水，一天数吨到数十吨，严重影响经济效益和节能减排指标[3]。

目前我院有三台负压泵，每天三台交替工作，并有一台辅助工作，折合后为1.5台24小时工作。每台负压泵耗水量在1.2立方/小时左右,我院目前水费5元/立方米。以次，根据所得数据核算：每年这一个站消耗水费，即等于负压系统水费：[（1.5×1.2立方×24小时）×5元/立方]×（12×30天）=79056元/年

2 中心供氧站液氧工作原理

目前大多数医院采用液氧供氧方式。医院氧气通过液氧储罐、汽化器、减压装置和管道输送到各病房的终端处供临床使用。中心供氧系统工作原理是将氧气气源集中于一处，气源的高压氧气经减压后，通过管道输送到各个用气终端。液态氧经由汽化器通过光合作用吸收热量进行液态氧的气化，再经调压器系统减压后通过管路输送到各个终端用气点。目前由于各医院用气量比较大，液氧站的汽化器结露积霜量较大，从而导致液氧的气化效率比较低、效果差，气体汽化速度慢，过气管道带有液态氧等情况存在，造成液氧的损耗和浪费。需要人工频繁对汽化器进行清露除冰霜的工作[4]。

3 节能方案工作原理

充分利用中心负压站的负压汽水分离器中的热水高温与液氧汽化器的低温完成热交换，达到节能目的。具体实施方案为负压汽水分离器中的高温热水通过管道泵加压循环，经由管道循环输送到液氧汽化器，设置管道交错排列布置在汽化器中，做一次热交换。分离器中水温会下降，汽化器的温度会提高。从而减少负压站真压泵对冷却水的浪费，并提高汽化器的气化效率，从而减少液氧的损耗浪费。达到负压真空泵的水温要求以及液氧的气化标准要求。因此中心供氧结合负压站的实际情况，在技术上通过系统的设计改造完全可以达到相互辅助节能的要求。