医用空调机组研发思路与应用--解读国际《洁净手术室用空气调节机组》

医用空调机组泛指用于对微生物有控制要求的空间的空气处理机组，因此其应用场所不仅仅限于医院，还应包括制药、微生物学、遗传工程、生物检疫、医学实验、生物安全实验室等场所。医用空调机组的服务对象与应用场所见下表：
1、医用空调机组的控制思路
过去我国研发医用空气处理机往往只注重增加杀菌装置，特别重视化学消毒。但长期实施下来效果并不佳，化学消毒在客观上助长了耐药性菌株，化学药物残留产生的危害。针对化学消毒的弊病，医用空气处理机开始采用物理手段杀菌与除菌，如采用紫外线辐照、高压静电或等离子、过滤除菌、重金属离子抑菌和光催化等手段，但是控制思路没有变化，只是手段变了，仍然只考虑将系统中已存在病菌的消杀，仍未消除微生物滋生的问题。对此各国相关标准十分关注，特别要求尽可能避免在系统中积尘积水。归纳各国有关标准对空气处理机大致提出下表所示的措施，可见这些措施中并没有添加任何化学与物理消毒装置。
各国标准对应用空调机组的要求  
 
国标《洁净手术室用空气调节机组》GB/T 19569-2004注意到生物洁净技术不同于工业洁净技术，国标采用的一个重要思路在于从根本上破坏或消除微生物在系统中定植、滋生和传播这一关系链，也就是说消除细菌滋生的条件，抑制或降低细菌发生，切断系统所有潜在的污染传播途径。当然国标也为生物洁净室提供了有效的技术保证，如提供足够的余压可使用高效空气过滤器的物理方法有效将空气中的所有微生物清除掉；大风量可有效实施气流技术使室内的无菌程度达到了以前单靠化学消毒方法达不到的程度；并有利于采用压力控制技术有力的保证无菌空间免遭室外污染的侵入。
生物洁净技术与工业洁净技术的不同要求
传统空调机组与医用空调机组的区别

2、医用空调机组的控制要求
国标《洁净手术室用空气调节机组》GB/T 19569-2004明确对医用空调机组提出了新的要求，如强调“防止机组内部积尘滋菌，保证所输送的空气满足卫生要求"，强调是防止，而不是在空调机组内杀灭滋菌。防止滋菌的一个重要原则是长期保持空调系统的干燥与清洁。相对来说消除积尘较为简单，因此“有效净化除菌"的设计思路的关键在于“湿度控制优先观念"，从保障体系的思路来说，湿度就是关键的影响因子。应该优先考虑将系统中水分尽快排除，避免水分的产生、飞扬、积存或局部形成的高湿度。依据这样的思路可以认为高湿度就是污染物。这样将微生物控制简化为湿度控制的概念。提出“余湿时污染物"的理念，控制余湿措施就落实到新风与机组本身。
对于医用空调机组本身来说消除微生物滋生源关键是不要积水或引起高湿度。因此国标要求：“空调机组在试验工况下运行，应在3min内排出凝水"，并要求“中效过滤器进口空气的相对湿度不高于75%"。传统的空调机组难以做到。因为传统空调机组是将热湿交换部件设置在机组的负压段，凝水难以迅速排除。中效过滤器设置在盘管后侧的正压段，处理到露点的空调风通过中效过滤器无法达到75%。因此只有对医用空调机组内的各部件重新排序（见下图），才能满足国标的要求，并在动态控制中实施湿度优先控制。  
对空调系统来说新风是最大的热湿负荷，首先要消除新风的含湿量，尤其是雨天新风对机组积水的影响。一般常采用性能良好的防雨百叶和密闭阀等措施。而新风的任务又是消除污染，新风的量与送风参数应由这些污染负荷确定。由于新风中几乎不含致病菌，因此控制的重点应是室内回风。为有效控制室内微生物，首先要保证送风无致病菌。如果室内状态由新风与空调两个系统实现，室内循环空调机组只控制温度，或者说只处理显热，这样的机组就可成为无凝水机组，保持了整个机组干燥无水状态，*消除了滋菌的隐患。
由于新风承担消除整个系统的湿负荷，新风不再处理到传统的室内焓值点（不干扰室内状态的理念），而是要新风处理到更低的焓值，消除所有湿负荷，室内末端机组只消除余热。传统空调常常采用一次回风，保障舒适新风量与保证正压控制的补风量是耦合的。温湿度变化的新风易造成室内干扰，回风中微生物遇到高温高湿的新风易滋生，运行实践也证明对微生物控制不利。由于过滤器积尘引起新风与一次回风比变化，造成区域压力失控。因此在医用空调系统常采用专用新风系统，取消一次回风，加强二次回风。这些措施对消除微生物污染，发挥新风效益，隔离回风，防止交叉污染等十分有效。