制冷工艺论文范文
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第1篇
1二级制冷系统
与中间冷却器中的液氨进行热交换冷却，冷却后的氨气送入压缩机的高压吸气，经过压缩机压缩成高压热氨气经排气总管后进入氨油分离器，经氨油分离器分离掉绝大部分压缩机油后的氨气流到冷凝器，氨气在冷凝器中与冷却水完成热交换变成液氨，液氨通过冷凝器的排液管流到储氨器（储氨器与冷凝器之间有平衡管），完成液氨的制备。储氨器中的液氨（正常工作时压力约1.4MPa）经过高压调液站的节流阀节流，经过中间冷却器中的盘管冷却成过冷液氨，注入低压系统的低压循环桶或氨液分离器（正常工作时压力约0.4MPa）。低压等其余系统的流程与一级制冷系统相同。整个氨制冷系统工艺流程图如图1所示。
2重点检验部位
常规的检验内容在《定检规》里已有详细叙述，基于近20年氨制冷系统装置检验的实际经验，仅就管道宏观检验和无损检测方面应重点检验的部位做以下相应的分析和概括：(1)压缩机与中间冷却器的接管角焊缝、压缩机与排气总管的接管角焊缝、氨油分离器的进气接管角焊缝和排气接管角焊缝等部位，往往由于拘束度大，在压缩机工作过程中，连接管道的振动不断，焊缝部位容易产生疲劳裂纹；(2)立式冷凝器下部出液接管角焊缝附近，往往会产生应力腐蚀裂纹、冷却水所溅到部位的容器表面也会产生电化学腐蚀；(3)排气总管、高压调液站、回气总管的管帽若是采用平端盖方式连接往往会发生开裂失效，尤其是配备了速冻系统并且需要进行热氨融霜的回气总管与其管帽连接焊缝；(4)压力容器焊缝的丁字口和收弧不良处的弧坑等部位，是表面无损检测的重点考虑部位；(5)冷凝器冷却水所溅到的储氨器表面会产生电化学腐蚀，储氨器与其鞍座的接触部位往往会发生缝隙腐蚀；(6)系统上所有安全阀与系统的连接接管上是否已装阀门，以利于安全阀拆换检修；(7)热氨融霜管是否已经配置防止产生超压、液击的控制装置。
3总结
第2篇
关键词：天然气，天然气液化，装置
天然气的主要成分是甲烷CH4，将普通天然气在常压下，通过一定方式深冷至-162℃就可得到液化天然气（LNG）；相对于压缩天然气（CNG），LNG具有如下优点：①能量密度大、储运成本低；②燃点较高，安全性好；③使用洁净，几乎无污染。目前的LNG主要依赖进口，已建和在建的LNG接收站主要分布在沿海大型港口码头；而由于缺乏成熟的技术，利用当地天然气自行建设LNG生产装置的工厂并不多。而本文作者曾从事天然气液化综合利用项目，通过分析归纳，对一种国外进口LNG制取技术进行了解析。
1、概述
以建设一套调峰型LNG生产装置，天然气利用为50万立方/天，LNG产量为10万吨/年为例。项目分三大部分：LNG工艺装置、LNG运输、LNG相关系统配套，其中，LNG工艺装置引进国外先进单循环混合制冷剂液化方式。不同于老式的级联式液化流程，丙烷/MCR和其他混合制冷剂系统等复杂的制冷工艺，单一制冷系统的使用不但减少了设备的数量（包括消耗），简化了操作，而且控制系统当中的仪表数量也减少了50%以上，从而使维护成本更加降低。
该工艺装置主要分三大阶段，一是预处理阶段，主要是通过脱除酸性CO2、H2O等杂质净化原料天然气，二是液化分离阶段，通过由N2及多分子烃类物质等组成的混合制冷剂对已得到净化的天然气进行液化分离，三是冷剂的补充和储存，LNG产品的储存和运输。
2、工艺流程及设备
2.1 脱碳流程：在液化之前，管道天然气（CNG）中所含的水分和二氧化碳必须除掉，否则这些组分在液化单元的低温环境中会冻结，并堵塞设备或影响热交换器的工作。因此整个工艺中必须包含两道预处理步骤，以保证装置的正常工作，即进料天然气将以4.0~4.5Mpa的压力，20℃的温度从管道进入预处理工艺界区：首先经过进料过滤分离器以祛除从管线带来的锈渣和碎片，接着进入胺液处理区，通过在胺接触塔内自下而上与胺液（甲基二乙醇MDEA溶液吸收剂）的充分接触，天然气中的CO2基本被胺液体所吸收掉，此时天然气温度已上升到40.7℃；再经过冷却器，则进料天然气中CO2的浓度减少到50ppmv以下，此时压力为3.9Mpa，温度上升至30.4℃。
另一方面，吸收了大量CO2的饱和富胺液（3.9Mpa，57.9℃）从胺接触塔底部流出进入闪蒸罐减压，并于罐内分离掉其在吸收CO2过程当中所夹杂吸收的部分原料天然气杂质；经过减压和净化的富胺液通过贫富胺换热器加热升温至96.0℃进入胺汽提塔，通过在胺汽提塔内的反应，富胺液体中的CO2被分离出来，此时，胺液（0.086Mpa,120.5℃）已得到初步再生；
得到初步再生的胺液于胺汽提塔底部被贫胺吸收罐吸收，再被5.5KW电动离心泵增压至0.42Mpa后分别进入贫富胺换热器、胺液冷却器、贫胺过滤器及活性碳过滤器等，经过以上的降温和净化再生，胺液体（0.28Mpa，40.3℃）得到了完全再生，最后，其通过15KW电动循环泵加压至4.2Mpa进入胺接触塔，开始准备进行下一轮CO2的吸收工作，至此， 胺再生流程全部完成，当然，整个过程是不断循环的，并且由分布系统DCS进行自动控制，保证脱碳装置的可靠运行。硕士论文，天然气。
第3篇
[论文摘要]通过对制冷空调行业发展状况的调查以及行业、企业对人才需求情况的预测分析，制定人才培养目标，确定职业岗位，使培养的学生成为适合社会需要、符合企业要求的高素质、技能性人才。
教育部在16号文中明确指出：“针对区域经济发展的要求，灵活调整和设置专业，是高等职业教育的一个重要特色。”了解行业发展动态，预测人才需求状况，是专业人才培养目标准确定位的重要依据。据此制定人才培养方案才更符合高等职业教育开放性、实践性和职业性的要求，毕业的学生才能成为企业真正需要的高素质、技能性人才。
一、行业前景发展状况
目前，我国制冷空调工业产值约为2000亿元人民币，平均年增长率达到20%，仅次于美、日两国，是世界第三大冷冻空调设备的生产国，中国制冷空调行业是全球同行业内发展最迅速、最具活力的市场。
2007年底，“武汉城市圈”获批资源节约型和环境友好型综合配套改革试验区，随着“中部崛起”战略实施和“两型社会”建设的推进，武汉将实现先进制造业和现代服务业协调发展的格局。作为先进制造业和现代服务业的一部分，制冷与空调行业也迎来了前所未有的发展空间和机遇。
武汉有着悠久的制冷空调制造业历史和雄厚的行业基础，由于其得天独厚的地理优势和四季分明的气候特征，使得武汉成为国内外制冷空调企业的焦点。众多国际国内品牌纷纷来汉投资建厂，武汉已经成为国内最具规模的制冷空调产业制造基地之一，其空调制造企业占据了全国的一半以上。同时，与发达的现代服务业相关联，武汉各种食品的冷冻加工和冷藏能力达数万吨；空调制冷工程安装公司近千家；已注册的能承担制冷空调系统设计工作的设计院200余家；新的节能型制冷空调装置与机器设备，成为业内科研人员的热门课题。
武汉经济技术开发区建区16年来，以优良的投资环境吸引了法、美、英、日等20余个国家和地区的客商来区投资，总投资额达600多亿元。经济技术开发区已经成为投资积聚的洼地，并成为武汉市汽车及机电产业的聚集区。而武汉商业服务学院位于武汉经济开发区内，这为制冷与空调专业以及相关专业群的建设带来良好的发展机遇。
二、人才需求情况分析
（一）社会需求量大
据调查，目前我省现有食品冷藏行业一线运行管理的技术人员大多是中专及以下文化层次，专科层次人才极少。制冷空调工程施工技术人员的情况略好于运行管理，但大专及以上文化层次技术人员仍很缺乏，这在中小型规模及县级施工队伍中表现得尤为突出。目前普遍存在的制冷空调系统运行能耗大、费用高，冷冻冷藏食品变质等现象与运行管理人员的技术水平有直接关系，这已严重制约了该行业的发展。仅以每个中等规模以上食品冷藏库需要两个高职生计算，我省现有冷库的运行管理就需要约6000人。2007年，我省超过1万平方米建筑面积的中央空调系统就有5000多家，需要高层次运行管理人员至少20000人。施工单位至少需要2000人。还有设备生产企业的销售、技术支持等岗位也需要大量高职层次的人员。由此可见，我省制冷与空调行业有着庞大的社会需求和广阔的发展前景。
据武汉制冷学会统计，全国平均每年需要本专业的高职生约20000人，仅武汉市区，2008年制冷与空调行业专业人才的需求量逾5000人以上，预计2009~2010年的需求量还将以几何级数递增，这些都为我院制冷空调专业毕业生的就业提供了广阔的前景。
（二）技术规格要求高
行业技术进步和跨国经营的发展，对从业人员的专业技术水平有了更高要求，主要表现在：1．具有较强的专业技能与实践能力，毕业后可直接上岗。2．高技能的复合型人才，可独立承担较综合的工作任务；如工程公司最渴望技术人员能承担从项目的投标一直到最后的完工验收全套的技术工作，这要求技术人员具有工程设计的一般知识、工程预算技能、施工组织管理等能力。3．具有较强的独立思考、分析与解决问题的能力、创新能力，以及适应新技术不断发展的能力。4．具有强烈的事业心和责任感，扎根基层、服务基层的意识，踏实的工作作风、团结合作的精神等基本素质。5．具备信息技术及电气控制系统的应用能力。6．具备本行业新产品、新技术的应用和国际交流合作能力。
制冷空调行业的大力发展对一线高层次技术人才的需求不仅表现在数量上，对人才的技术规格要求也有了明显变化。从岗位来看，以冷库制冷系统和中央空调系统的运行管理、工程安装施工管理对人才需求量最大。
三、职业岗位能力要求
（一）制冷工
从事的工作主要包括：（1）操作制冷压缩机，使制冷剂升压、冷却、冷凝、液化；（2）控制节流阀，使制冷剂在蒸发器中汽化吸收载冷体的热量，降低载冷体温度达到工艺指标；（3）使用冷却泵，将低温的载冷体输送到用冷设备；（4）调控制冷系统的压力、温度、流量等工艺参数；（5）向制冷系统中补充制冷剂或载冷体；（6）发现并处理制冷系统中的异常现象和事故；（7）填写生产记录报表。
（二）中央空调操作工
从事的工作主要包括：（1）看懂中央空调系统平面图、立面图、管道图、电力配置图、系统与管道轴测图；（2）能掌握各类机组的操作规章(包括：开机前准备、开机顺序、停机操作)；（3）熟悉中央空调各组成部分的工艺流程，不同情况条件下的正常运行参数；（4）懂得常用测量仪表的使用、调定，懂得系统中安全保护装置的作用，额定安全值及调整方法；（5）掌握运行中调节技术；（6）能判断制冷系统、通风系统、水系统的常见故障并在本工种规范内排除。
（三）制冷设备维修工
从事的工作主要包括：（1）核检、判断来件故障和损坏程度；（2）根据需要更换、修理的零部件程度，确定修理价格和修理期限；（3）使用万用表、兆欧表等仪器仪表、工具，修理、更换坏损部件，添加冷冻液等；（4）使用有关检测仪器调试、检验所修设备；（5）交件并解答用户提出的问题。
四、结论
根据以上对制冷与空调行业企业的发展状况的前景预测以及对人才的需求情况的市场调查结果，并在此基础上召开了行业专家、学者、企业经理、车间班组长、毕业生代表座谈会，听取他们对人才培养方案的意见和不同的职业岗位对人才在素质、知识、能力等方面的要求。在此基础上确定了《制冷与空调》专业的培养目标是：
本专业培养拥护党的基本路线，德、智、体、美等方面全面发展，具有良好职业道德和文化修养，面向制冷与空调行业从事小型制冷装置的安装调试、技术支持，制冷与空调系统（设备）的运行管理、维护保养，中小型制冷与空调工程的设计施工、组织管理等工作的高素质、技能型专门人才。
第4篇
【关键词】技工学校；制冷与空调；问题；对策
目前，我国制冷空调工业产值约为2000亿元人民币，平均年增长率达到20%，仅次于美、日两国，是世界第三大冷冻空调设备的生产国，中国制冷空调行业是全球同行业内发展最迅速、最具活力的市场。随着制冷行业的飞速发展，电冰箱、空调器等各式各样的制冷设备已经不断深入人们的工作和生活，技工学校在这个信息化的时代当然也不甘落后，纷纷开设了制冷与空调专业，制冷与空调专业因此也成为了现代技工教育的一门较热门的专业。制冷与空调专业教育越来越受到技校的重视，制冷与空调专业教学也在不断的改革和完善。但是，目前技工学校制冷与空调专业毕业生的专业能力普遍存在一些问题，不少学生理论没学好，实际操作也不过硬，许多学生既不能很好地运用理论知识，又不能独立解决实际的技术性问题。实际上，技工学校培养的制冷与空调专业学生应该是具有综合职业能力的应用型，技能型高级人才。对于技工学校制冷与空调专业教学的如此现状，我们不得不对制冷与空调专业教学进行一番思考，是什么原因促使学生的能力在逐年下降呢？根据本人十几年的教学体验，认为技工学校制冷与空调专业教学存在以下问题：
一、教育不能打破旧的格局
传统的授课方法基本上是“板书＋讲解”，制冷与空调专业课程是具有灵活性、实践性、综合技能性较强的课程，对于制冷与空调这种操作性很强的课程来说，如果没有直观、清晰的演示，内容就会显得枯燥、乏味，学生听课昏昏欲睡，渐渐丧失学习兴趣，教学效果非常差。在有些技工学校制冷与空调专业教学仍然是跟普通课程一样，大部分时间还是老师在长篇大论的讲述。甚至连应用多媒体教学等教学手段都没有，这些看似简单的东西对学生来说却像听天书。老师在上面讲得天花乱坠，下面却是不知所云。制冷与空调专业课程大都实践性强，不通过让学生实际动手、实际演练，学生不可能真正理解、掌握，更不能做到举一反三。
二、盲目效仿高校教法，教学不能体现技工教育特点
目前许多技工学校并没有自己的教育教法而是照搬照抄高职院校，实行“拿来主义”，殊不知技工学校学生与高职学校的教育背景的不同。技工学校学生普遍文化基础薄弱,理解力较差，在学习专业课程时显得力不从心。
三、教材选择不恰当或更新缓慢
技工学校学生的基础较差，许多学校没能清楚地认识这一点，教材选择过于随便，不考虑学生的实际情况。过于简单的教材学生学不到东西，过难的学生又接受不了。另外中级班和高级班一个教材，这样都是不正确的做法。制冷技术的发展日新月异，许多学校不能跟上时代的步伐，教材和实习、试验设备不能得到及时的更新，常常出现教材与实习、实验不配套，无疑给教学和实习都带来一定的不便。
四、教师素质不高，不能满足现代教育的需要
许多技工学校教师学历普遍不高，尤其是实习老师学历普遍较低，教育水平比较一般，教师更新知识备感吃力。教师只有自己能把知识吃透，才能在传授给学生的过程中游刃有余，而由于技工学校普遍对教师专业培训重视不够,教师缺乏或没有机会和外界同行交流,没有机会外出学习新知识、新技术,不少教师教学靠吃专业老本，很多新的内容都没法给学生解释清楚。还有的老师教育观念本身就不正确，觉得技校学生基础差，不用给他们讲得太深，随便敷衍一下就行。其实许多学生并不是由于基础差才选择就读技工学校，而是想踏踏实实学习一门技能。
五、学校硬件设施落后，给教学带来明显难度
制冷技术正在日新月异地发展, 而制冷与空调专业教学设施如实习、实验设备、多媒体教学设备等由于资金不足不能及时配备, 造成理论教学与实际严重脱轨。有些学校盲目认为,有实习、实验室，就可以开设制冷与空调专业。其实不然，仅有普通制冷与空调专业的实习、实验室,是不能满足制冷与空调专业教学需要的，没有多媒体教学设备，没有适应现代制冷技术的专用示教平台，教师就很难直观地给学生讲述，学生只能机械地记忆, 难以理解上升到较高层次, 更不用说学以致用, 活学活用了。通常是老师讲完了全部课程，学生却不知从何处做起。
针对以上制冷与空调专业教学存在的问题，要想制冷与空调专业课程能够顺利有效的开展，我认为应该采取以下对策：
一、不断改进教学方法
在教学实践中,不断探索适合技工学校学生特点的制冷与空调课程教学方法,是教师的重要任务。
1. 引导学生多动手操作
制冷与空调专业课教学不同于其他文化课教学，制冷设备的维修与安装的操作性极强，让学生学会操作是教学的首要目的。硬记知识和技能要点并不是我们教学的初衷，要求学生学会操作才是我们最终目的。我们完全没有必要去强迫学生硬性记忆这些枯燥的知识，而要引导他们如何进行实际操作。通过实际操作获取知识。
2. 实施多媒体教学
目前已有许多技工学校把多媒体引入教学，这是非常可取的。多媒体技术是以数字化为基础的集通信技术、传播技术和计算机技术为一体的综合技术，将多媒体引入教学，能把理论与实践更好地联系在一起，降低了学习难度，使一些难用语言文字表达的知识，显得浅显易懂，从而使学生容易接受和掌握，也能对制冷设备有更进一步的了解，也能激发他们对学好制冷与空调专业课程的热情。
3. 合理的教学目标
进行制冷专业实操时，学生可以自己支配的时间相对比较自由，教师不可能百分之百控制，让学生有目的的学习和实践，可以提高学习效率，也能锻炼学生的探索能力。充分利用好“一体化”教师的优势，在教学中我通常“一课一任务”，每节课都制定切实的教学目标，让学生在“任务”中学习知识。
4. 共同学习，共同进步
学生们在进行实操的过程中会遇到各种各样的问题，有简单的，也有复杂的。这时，我们应该站在与他们平等的角度和学生共同探讨，相互切磋。作为教师，一定要认真对待学生们提出的每一个问题要耐心辅导学生，学生与老师合作，学生与学生合作，达到共同进步的目的。
5.教学与企业挂钩
目前许多技工学校制冷与空调专业班级都是定向班，毕业单位已经确定。所以，在教学中还要考虑到企业的需要有侧重点地对学生加强培训，让学生毕业以后能够快速地把学到的知识运用到实际中，更快地投入角色。
二、看清市场，培养应用型、操作型技能人才
必须认识到技工学校制冷与空调专业与大学技工学校制冷与空调专业培养目标的不同,认真分析社会对技工学校制冷与空调专业的需求,认真分析技工学校制冷与空调专业学生在就业竞争中的优势和不足,进行培养目标的恰当定位。技校学生的抽象思维和逻辑思维能力弱,对理论课的学习不感兴趣,课堂上的理论讲授效果不理想,学生学习效果差。但是比较直观实用的动手操作和技能训练,学生还愿意做,还有一定的兴趣。技工学校制冷与空调专业的目标定位就是培养应用型、操作型技能人才,所以重在操作、实践。实践技能的形成不是一朝一夕,必须经过不断实践,反复训练,有了量的积累才能产生质的飞跃,因此教学中要注重学生平时实践训练过程的监督、检查和经验总结。总之, 技工学校制冷与空调专业人才培养必须坚持以就业为导向,主动适应市场需求,重视学生实践能力的培养，“在学习中实践，实践中学习”,使学生毕业后走上工作岗位,具有较强的解决实际问题能力,在激烈的就业竞争中立于不败之地。
三、精心选择适合技校学生学习的教材
“一纲多本”的教材政策和越来越开放发达的教材市场，意味着教师在教材的选择和使用上将有越来越多的责任和义务。许多技工学校在教材选择上不下功夫，面对琳琅满目的教材，哪些才适合自己的学生是值得我们思考的问题。选择教材并不是越详细、越深刻越好，更不能为了给学生省钱而挑一些便宜但不适用的课本。要合理地选择和使用教材，就必须对教材进行科学、系统的分析和评价。选择制冷与空调专业教材应该考虑两点：第一要注意实效性。制冷工艺性课程要注意选择教材的版本。第二注重理论与实践相结合的教材。对于技工学校来说，各专业老师应该根据自己学生的实际情况和现代制冷设备更新的情况综合考虑，选择合适配套的教材。
四、搞好制冷专业实习、实验室和教学设备建设,保障制冷与空调专业教学顺利进行
制冷和空调课程的教学与其他机械类课程一样，不仅要上好理论课，而且要及时地进行理论知识的巩固和延伸，也就是实习操作。上好实习实验课是学好制冷专业课程的基础,没有良好的实验实训环境,是学不会、学不好制冷专业知识的。传统的“粉笔+黑板”的授课模式已不能适应制冷和空调专业的教学，这就要求学校能够提供更多实习、实验设备，让学生得到充分练习的机会。技校的制冷和空调专业实习、实验室首先应该保证学生做练习的工位，让每个学生都能同时进行实习操作。如果不能保证这一点，那学校也可以充分利用业余的时间灵活调节好分班次上好实习、实验课，让学生有更多的学习机会，同时也使投入的设备能够更充分的发挥作用。另外，只有普通实习、实验室还是不能满足教学要求，还要配备多媒体等教学辅助设施。通过加强硬件建设和学习平台建设,创建良好的、能调动教学双方积极性的互动教学平台,提高制冷专业教学质量。
五、加强师资培训,提高教师素质
在科技日新月异，现代教育手段不断运用于教学实践的今天，如何培养学生学习能力与创新能力，是摆在广大教师面前的一个重要问题。俗语说：“名师出高徒”，要培养现代化建设具有综合素质的人才，要从提高老师素质入手。
1.教师应端正教学态度
作为一名人民教师，首要的是要端正教学态度，不能误人子弟。不能因为学生基础差就缺乏耐心，对技工学校学生更要多加关心，不仅要教会他们学习文化知识的方法，在其他方面也要言传身教，让他们对未来充满信心。
2.教师应加强业务学习
只有具有过硬的基本技能，有广泛深厚的文化科学知识，扎实、系统的专业知识和全面准确的教育学、心理学知识，才能自信地去面对学生，鉴于此，学校应该多组织老师出外进行培训。作为一名教师，不管学历再高，知识再渊博，也应不断学习新知识、新技能，以适应教学需要。不管工作再忙，都应积极参加必要的业务培训和专题讲座，长期不懈坚持学习，不断提高自己的素质，做一名合格的人民教师。
3.提高教师的创新意识
“ 创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”在制冷与空调专业教学中，教师不仅要在教法上创新，更重要的是想办法提高学生的自主创新能力。时代呼唤创新型人才，而创新型人才的关键在于教育创新。在教育教学中既不能重复别人，也不能重复自己，要塑造出新的自我。
4.不能只教书，教死书
作为一名教师不能单纯完成教书任务就行了，还应积极开展教改实验，研究探讨科学方法和撰写教育教学论文的知识技巧，推动教育教学教改蓬勃发展。通过校本培训，更新教育观念，拓宽知识面，提高教育教学能力。
旧的教育教学思想，培养出的人才，已经不再适应现阶段由后工业时代向知识经济转型期间的社会发展对人才的需求，教育的创新与变革是时代的需要。现代社会是一个综合性技能人才缺乏的社会，要培养具有综合素质的制冷专业人才，需要我们大家认真分析技工学校制冷与空调专业目前所存在的问题，及时解决以保证制冷专业教学的顺利进行。
【参考文献】
[ 1 ] 张钰玲.制冷与空调专业面临的挑战与创新[M].中国工业出版社.2005.
[ 2 ] 方筒生.在制冷专业课程教学中开展项目教学法的研究[J].华南理工大学报.2006-06-20.
第5篇
关键词：手术室 手术环境控制 送风天花装置 性能评述
Abstract: This article reviews the control of the key components of the surgical regional environment -importance and safety of Operating room Ceiling air supply unit. They believe that performance and its control of the surgical operating room air ceiling effects is more important than clean air zone control system from the surgical characteristics and requirements for environmental control. China's R & D products Ceiling air leakage resistance layer break the traditional theory and product models. the overall performance of the ceiling air supply has been greatly improved. Achieved the goals that surgical region's economic, effective control and the risk of surgical site infections greatly reduced.
Keywords: Operating room Environmental control surgery Ceiling unit air Performance review
doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2011.10.004
一、引言
手术是医院中最长的开放性医疗过程。手术过程中将患者最好的屏障――表皮或粘膜打开，使得机体的内部直接暴露在外，不同途径带入的病菌均有可能轻而易举地进入机体内部，极易引起感染。因此术后感染一直是医院一种普遍的、最难以提防的、可能诱发严重后果的院内感染。
一般来说术后感染可涉及到下列因素，这些因素分为可控因素和不可控因素：
（一）患者自身风险因素（不可控因素）
高龄、肥胖、糖尿病、吸烟、营养不良、身体状况、药物、感染、放疗/化疗、术前住院时间等。
（二）手术本身风险因素（可控因素）
手术类型、抗菌药物使用、切口大小、无菌操作、手术技巧与手术时间长短等。
（三）其他感染风险因素（可控因素）
器械、敷料、手术衣与手套消毒灭菌以及手术室环境（菌、尘浓度，压差，温湿度控制等）。
其中，“患者自身风险因素”和“手术本身风险因素”是最大的影响因素。
患者自身风险，如在手术前有潜在的内脏器官功能损害，再加上手术和麻醉的打击，术后感染很有可能使这类患者术后发生一系列严重的并发症，乃至威胁患者的生命。手术所造成的生理紊乱可持续一个较长的过程，不会因为成功的手术而被立即纠正。如果患者自身免疫缺省或服用抗排异药物，万一感染后果更不堪设想。
手术本身的风险，可通过手术部位清洁消毒、术前正确使用有效的预防性抗生素、严格防范手术过程中内源性污染、接触手术部位的器物彻底消毒灭菌等对手术部位感染进行控制，对于普通外科手术来说空气途径感染是次要的。但对于器官移植、关节置换等大手术，加上患者服用抗排斥药物，使得将手术环境处于受控状态成为一个关键因素。
对于“其他感染风险因素”，只能采用工程控制措施进行控制，特别是手术环境，将可控风险因素处于受控状态，可以有效降低手术风险。
二、手术室送风天花装置的重要性
不论是我国2002年颁布的GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》（以下简称“规范”）[1]，还是国外的医院相关标准均对手术环境控制格外重视，尽可能降低在手术过程中对病患的伤害。
如何从技术措施保障手术环境控制？由于整个手术室所保护的只是手术区域，但传统的思路是将整个手术室处于无菌状态，不仅难以达到，而且更难以维持。近年来发展了手术区域局部控制的理念，即将所有送风口集中布置在手术床上方，形成送风天花。由于其有效性、简便性、造价低、运行费用少，得到了极大的推广，并被各国医院相关标准所采用，作为推荐的控制模式。就连美国医院通风标准也在2008年采用了这种方式。
但是无论设计院，还是医院业主都普遍重视手术室空调系统性能及控制系统，在客观上忽视了局部净化的送风装置――送风天花的性能。有的医院误认为只需进口国外空调机组、先进的自控系统、甚至配置智能化或数字化的手术室，就可实现完善的手术环境控制。因此在评审设计方案或工程公司投标标书时，往往重视手术部装修、配置、空调净化系统及其控制，鲜有过问工程公司自产的送风天花的性能。
为什么要强调手术室送风天花性能的重要性以及对术后感染的控制作用？因为它的性能决定了手术区域环境控制质量，极大地影响了手术感染风险控制。
同样是对环境要求高度无菌的无菌病房，其技术措施与控制方式和手术室不同。鉴于手术室的特点，环境控制的关键在于手术区域，而手术区域控制的关键在于手术切口，因此需要高度无菌程度控制的只是一个局部区域而非全室。从手术过程来说，真正需要控制的只是在切口被打开的状态。因为手术前切口尚未打开前以及手术后切口已经缝合后，环境控制并非重要。或者说从空间上来讲，控制的只是一个局部的点；从时间来讲，控制的只是某个时间段[2]。而不像无菌病房必须一天24小时对整个病房持续地控制，丝毫不能马虎。无菌病房对于免疫缺省的病患犹如一个生命岛。
另外，手术区域无菌无尘程度影响直接进入机体内部的空气质量。最新研究表明，不仅是悬浮菌浓度，尘埃浓度也影响术后感染率。主刀医生操作手与手术器械上的落菌几率，也会加大感染的风险。特别对于那些器官移植、关节置换、整形手术等深部手术尤为重要。因为这类手术风险太高，术后感染会危及生命。而不像无菌病房那样特别重视空气中悬浮病菌，对于免疫能力低下的病患，即使新鲜空气中的真菌也会造成不堪设想的后果。为此我国“规范”定为特别的洁净手术室（I级），不同于Ⅱ级标准的洁净手术室。德国等欧洲标准是将I级别再分出Ia级，日本标准定义为生物洁净手术室，美国标准归类为特殊手术室。
手术室送风天花性能，是利用了空气洁净技术领域中低速单向流气流（或称低紊流度的置换流）和局部净化技术。局部净化方式节能、有效，但也有不足[3]，由于局部净化装置常常处在无菌程度较低的环境中，在送风过程中无菌送风气流会与周边区空气进行动量交换，内部高度无菌区域易受周围环境影响。送风气流速度也会逐步衰减，其衰减量大于全室单向流。要维持低速单向流流态，相对于全室单向流需要较大的出口面风速。
如果直接将工业用的层流罩（FFU）套用在生物领域往往流速过大、噪声过高、反而会使无菌区域缩小。尽管美国医务界一直对手术室净化不太感兴趣，但美国通风空调制冷工程师学会（ASHARE）一直推广高效过滤与层流技术。为了适应手术环境控制特点、扩大送风天花装置送风区域内的无菌范围，减少周边污染气流的干扰，必须对手术室送风天花装置性能进行研究。率先研究的是柏林工业大学的艾斯东教授（Esdorn）[4]，1977年提出了手术室送风天花的模式，采用了原德国DIN1946-4标准中提出的手术室最小20次换气的送风量集中在手术台上方的3.0m×3.0m送风天花送出，由于此时送风速度过小，当送热风时下不来，在我国上海应用时就发生了这种情况。此时手术区达到的细菌浓度仅为室内的一半。后来柏林工业大学的费次纳教授（Fitzner）[5]继续研究了这项工作，对手术室送风天花作了一些改进，效果进一步提高。
从理论上分析，送风气流同时依靠出风动量和送风温差来维持其运动，后者相当于热（冷）动力，当送风温度低于室温时气流作下沉运动。从工程意义上讲，热（冷）动力对气流运动所起的作用一般不予考虑。但对于低速送风天花装置来说，因其出风动量不大，温差对气流的作用不容忽略。随着送风量的增大，出口风速变大，温差减小，即送风气流的空气动力增强，而热（冷）动力减弱，那么由温差引射的周边空气越少，且中心区抗干扰的能力增强，控制效果更好。送风温差太大，中心无菌区域会缩小；送风温差太小，送风气流送不下来。艾斯东教授研究认为送风温度低于室温不小于 0.5℃ 、不大于2 ℃~3 ℃ 的范围效果最佳[4]。当风量超过某一范围后，接近于等温送风时，热（冷）动力的作用已经很小，此时送风的动量对控制效果起决定性作用，如果局部装置的风速过大，易加剧射流诱导，把室内悬浮菌引导到送风天花上风侧，再被局部高速气流带至下风侧，导致污染程度的加大。
低速低紊流度的置换流为了克服避免热源（手术灯）和横向扰动（手术过程操作）对送风气流的干扰，早期产品不得不靠气流喷管来支撑着低速的送风气流（图1），继而又采用了塑料围帘（图2）来降低低速送风气流的衰减，两者效果均不理想。后来的送风天花装置开始向提高送风速度或缩小送风面积两个方向发展[6]，造就了各种形式的产品（图3），但现已很少采用气流喷嘴与塑料围帘。
传统的送风天花装置（图3）是将高效过滤器布置在送风静压箱的末端，靠末端过滤器性能和安装质量作最后把关来实现其性能。这种传统装置要在那么大的送风面积上安装那么多的高效过滤器、并产生洁净（完全过滤而不泄漏）、均匀（完善的气流分布）、单向和平行（垂直于过滤器面）的气流十分不易。这等于要求整个送风面上每个高效过滤器不仅仅本身起过滤作用，而且还起类似孔板的均流作用和气流分布作用，又要象盲板一样的不泄漏作用，这三个作用的“耦合”，使得满布高效过滤器的做法对送风末端要求异常高，无论静压箱本体，还是过滤器及其接合面只要有一点渗漏，就会沿着单向流直接达到工艺关键部位，会使得整个局部净化失败。因此传统装置不但加工难度高，安装复杂，检漏麻烦，而且其造价昂贵。
1995年，中国建筑科学院许钟麟教授提出了有自主知识产权的阻漏层理论，推动了送风天花装置进一步发展。阻漏层理论提出不再将高效过滤器设置在末端，而适当前移，单独组成的过滤箱设置在送风天花装置外。过滤箱内采用零压密封解决了高效过滤器安装接合面的渗漏问题。在送风装置内设有混流器和在末端设置具有亚高效水平的阻尼层。这种新型的送风天花装置，即使高效过滤器及其接合面有一点渗漏，渗漏粒子数相对于那样大的送风量是一个高价小量，经送风末端气流混合和过滤，使得原来局部的“漏”变成了整体的“不漏”，起到了阻挡渗漏的作用。大大降低了静压箱本体、高效过滤器本体及其接合面的安装要求，也简化了加工、安装和检漏过程。因此阻漏层理论将传统的送风末端装置的过滤、防漏和气流分布三个作用的“耦合”非常巧妙地解耦，从理论和实践上突破了高效过滤器必须布置在末端的传统模式，从本质上改变了末端密封堵漏的性质，消除了发生漏泄的危害。扩大了单向流洁净空间的活塞流满布比，提高了送风气流品质[7]。现在阻漏层理论已经转化为成熟的送风天花产品（图4），已经批量生产，并实现标准化、模数化和装配化，为设计者、施工者和使用者带来极大的方便。
三、手术室阻漏式送风天花的安全性
手术室送风天花的安全性主要取决于两个方面：送风天花的大小与性能。
德国权威的研究机构罗伯特-科赫研究所认为，送风天花形成的保护区域必须包含手术台与器械桌，这要求高度无菌手术室（相当于德国标准Ia级）送风天花的保护区域面积至少维持在2.8m×2.8m，德国2008年修订了标准DIN1946第4部分，规定送风天花的出风面积3.2m×3.2m。当然对于一般无菌手术室（相当于德国标准Ib级）的送风天花只要求保护手术台，即保护区域为2.0m×0.8m，出风面积需为2.4m×1.8m。如图5、图6所示。
而美国医疗机构则对此并不认同。美国设施指南学会（FGI）和美国供热通风空调制冷工程师学会合作，沟通了双方的观点，协调了双方的控制措施，同意采用手术区域集中送风，并将送风速度降到0.13~0.18m/s。2008年颁布的ASHRAE170规定手术室送风口每边只要比手术台面大0.3～0.45 m（这送风口尺寸与我国标准Ⅲ级手术室相仿，大大小于德国标准），并要求使用的无影灯和气塔投影面积不能超过送风口面积30%。
我们认为送风天花的大小与手术风险及保护级别有关。《医院洁净手术部建筑技术规范》根据手术室的级别提出了不同大小的送风天花的送风面积（表1），因为手术室的级别本身就体现了手术风险与保护级别。经过近十年来的实施，医护界认为是合适的。
其次是送风天花的性能。送风天花的性能主要表现为气流的极强抗干扰性，必须形成一股低紊流度的垂直置换气流。为此要提出“动态屏蔽”的概念，意在达到手术区域动态保护，不仅要求快速而有效地将源自手术区域的污染从保护区域排除出去，而且要对周围区域形成一个有效屏障进行屏蔽。这要求送风气流在手术区域仍保持较强的抑制污染的能力，为此德国不得不建议在送风天花增设围挡，并且该围挡可以延长至距地面2.1m处，以减缓送风气流衰减。
送风天花性能体现了动力和热力性对气流抗干扰性能的综合影响。送风气流动力性能主要体现了送风速度和紊流度。低速、均匀、致密的送风气流，对外的诱导性小，保护区域大，对内抗干扰能力大，能有效抑制污染。送风气流的热力主要涉及送风温湿度以及送风温差。这对低速气流来说十分重要。美国相关标准对此很少涉及。而德国标准DIN1946第4部分却有详尽的规定。规定了Ia级手术室的送风天花应达到以下要求[10]：
送风速度不低于0.23 m/s。
出风气流紊流度（除了4个角落的所有测试位置）：≤0.15；在4个角落的测试位置：≤0.25；在离地1.2m高的保护区域气流紊流度（除了4个角落的所有测试位置）：≤0.20；在4个角落的测试位置：≤0.30。
送风温度不低于室温0.5 K，送风温差不超过3 K；
我国《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的送风速度不低于0.25m/s，在离地0.8m高的保护区域内送风气流的紊流度≤0.25。应该说中德两个国家标准基本相当。其实气流性能与末端过滤器的满布比有关，其他国家标准没有涉及，对此我国规范有明文规定。由于我国研发的阻漏式送风天花采用了阻漏层，极大地提高了满布比，大大提高了送风气流的性能。
送风天花的性能还表现在阻漏性。如上所述，传统的送风天花装置是将高效过滤器布置在送风静压箱的末端，一旦末端过滤器因自身或安装质量出现渗漏，就无法保障其送风的无菌性能。最新研究再次证实，引起手术部位感染的环境微生物源是细菌，而不是病毒。再次肯定了过滤除菌的有效性。因此保证末端过滤装置不渗漏是一个首要条件，各国的传统送风天花就是靠强调制造工艺、材料以及技术来达到不漏。
我国研发阻漏式送风天花，利用阻漏层理论解耦了送风末端装置的过滤、防漏和气流分布三个作用，从原理上保证了送风气流经过充分过滤，不渗漏，形成了均匀、致密的低紊流度的置换流。保证了在离地0.8m高的保护区域内送风气流的紊流度≤0.25。而且大量的实际应用也充分证明了这一点。阻漏层的原理大大简化了送风天花制造工艺、材料以及技术。由于阻漏式送风天花是靠原理保障不漏，可以长期保持不漏。而传统送风天花是依赖制造工艺、材料以及技术来达到不漏，因此只是暂时的，或者说需要在运行过程中不断监测、不断调整才能达到。
手术室送风天花高性能以及高可靠性为我们提出了一个新的控制理念――“动态保护”。因为手术室真正要求保护的是某特定时间段（手术过程）内的局部区域（手术部位），无论室内处于任何污染状态下，只要手术室的送风天花一开启，就能够保证手术区域的无菌状态，使整个手术过程均能得到所期望的保护，送风天花这一性能被定义为“动态屏蔽”。这对送风天花的性能提出了更高的要求。可大大降低周边区域甚至整个手术部的无菌状态的控制，而且手术切口一旦被处理，完全可以大大降低送风天花的送风量。从工程上讲，可以降低对手术区域周边污染控制、邻室的环境控制以及整个手术部正压控制要求。这一节能、有效控制的思路正是由VDI2167提出[11]，现也被2008年12月颁布的最新一版德国标准DIN1946第4部分“医院通风空调”[10]所认可。
至于德国标准推荐的（不是规定）送风天花围挡，其要求不同于以往所使用的围挡。以前增设的围挡是为了使低速气流能送下来，围挡材料大多为塑料布，常因气流流动产生静电而吸附尘埃，增加了清洁的工作量。如今采用围挡是保护高速气流流动过程中维持低紊流度，围挡材料较为高级、结构较为复杂（图7），或与医疗气体供气桥架结合在一起（图8），形成了新型的送风装置。
四、结束语
手术是一种高风险的医疗，从工程控制角度来说，手术部位感染控制就是将可控因素处于受控状态。而将手术环境处于受控状态，是一项主要任务。从手术室的医疗要求与环境控制特点来看，手术室送风天花对局部手术区控制的重要性与安全性高于净化空调系统与控制系统。目前手术室送风天花性能在我国并没有引起足够的重视。我国应该了解手术室送风天花对手术区域控制的重要性与安全性，也是今后手术室节能运行的关键部件。必须高度重视手术室送风天花的研发、生产与检测，正确理解与执行我国《医院洁净手术部建筑技术规范》对送风天花性能及手术环境控制的要求[12]。
我国《医院洁净手术部建筑技术规范》对送风天花性能有较为详尽的规定，推荐较为简易、有效的区域控制思路与措施，强调了送风天花的重要性与安全性，并对送风天花的高效过滤器满布比、截面平均风速值和速度均匀度等要素提出了较高的要求[1]。最新颁布的德国标准1946第4部分也对手术室送风天花提出更高要求，促使我们对送风天花重要性认识进一步提高，也迫使我国必须进一步提高手术室送风天花的性能。我国大多工程公司生产的手术室送风天花的性能，如紊流度，难以达到我国《医院洁净手术部建筑技术规范》要求的0.25。手术室送风天花普遍存在气流均匀性较差，气流易扩散，抗干扰性差，污染诱入角较大，断面平均速度衰减较快，难以满足手术区域的环境控制要求。我们认为只有改变了一家一户的生产送风天花的制造模式，走专业化生产、专业化抽检之路，才能有效提高我国手术室送风天花的质量。目前我国由专业厂家生产的阻漏层手术室送风天花性能已经达到了国外标准，已被在华外商认可，并应用到工程实际[13]。
笔者期望本文有益于提高对手术室送风天花的重要性和安全性的认识，有助于进一步提高我国手术室送风天花性能，使得我国手术室环境控制更上一层楼，更为经济、更为有效。
参考文献
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［10］ DIN 1946/4: Ventilation in Buildings and Rooms of Health Care［S］. 12. 2008.
［11］ 沈晋明，黄建倩. 德国医院新标准新概念［J］. 中国医院建筑与装备，2008(9):20-25
