Thiết kế hệ thống khí y tế cho bệnh viện nam sài gòn

Sơ đồ nguyên lý cho hệ thống

Tổng quan hệ thống khí Oxy

VIE (Vacuum Insulated Evaporator) hay còn gọi là thiết bị bay hơi cách nhiệt chân không, được sử dụng để lưu trữ các chất lỏng đông lạnh như oxy, nitơ và oxit nitơ Thiết bị này là một bình áp suất lạnh làm từ thép không gỉ, được bọc thêm một bình ngoài tương tự như bình chân không Hệ thống VIE mang lại lợi thế so với các hệ thống cung cấp oxy khác trong những trường hợp có nhu cầu cao, và thường được áp dụng khi chứng minh tính kinh tế, miễn là có vị trí lắp đặt phù hợp Việc lắp đặt oxy lỏng với số lượng lớn có thể tiết kiệm đáng kể chi phí Phần này của hệ thống thường thuộc sở hữu và trách nhiệm của nhà cung cấp khí, người chịu trách nhiệm pháp lý về việc tuân thủ các yêu cầu bảo trì và quy định liên quan đến hệ thống áp suất và bình chứa khí có thể vận chuyển theo quy định năm 1989.

Các nhà thầu khí y tế cần nắm vững các nguyên tắc hoạt động chung của bệnh viện, bao gồm việc tích hợp hệ thống VIE vào hệ thống báo động để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình cung cấp dịch vụ y tế.

SVTH: NGUYỄN VĨNH HUY- TRẦN NGỌC BÌNH

15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS TS VÕ VIẾT CƯỜNG

Việc tiêu thụ oxy ngày càng tăng, do đó, VIE cần được điều chỉnh kích thước phù hợp với nhu cầu hiện tại Để đảm bảo cung cấp liên tục, việc lắp đặt hệ thống đo từ xa là rất quan trọng.

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khí Oxy

Tổng quan hệ thống khí nén MA4 và SA7

Hệ thống không khí y tế (MA4) bao gồm các thành phần chính được trình bày trong hình 2.4, cùng với yêu cầu về hệ thống vận hành và chỉ thị phù hợp Việc bố trí và xác định địa điểm chính xác cho các thành phần này là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Không khí phẫu thuật ở áp suất 700 kPa (SA7) được sử dụng chủ yếu làm nguồn năng lượng cho các công cụ phẫu thuật Những công cụ này thường đòi hỏi lưu lượng cao, lên tới 350 l/phút, tại mức áp suất 700 kPa tại điểm sử dụng.

Hệ thống cung cấp khí nén cho phẫu thuật có thể bao gồm ống góp xi lanh, máy nén chuyên dụng 700 kPa hoặc máy nén có khả năng cung cấp cả 700 kPa và 400 kPa Việc lựa chọn hệ thống máy nén phù hợp cần được xem xét kỹ lưỡng dựa trên tốc độ dòng chảy cần thiết và tổng mức sử dụng.

Hệ thống phân phối khí thông thường là lựa chọn tối ưu cho hầu hết các ứng dụng, trong khi hệ thống máy nén chỉ cần thiết cho các trung tâm lớn chuyên về chỉnh hình hoặc phẫu thuật thần kinh, nơi yêu cầu sử dụng nhiều công cụ phẫu thuật chạy bằng khí nén.

Nitơ có thể được sử dụng thay vì không khí làm nguồn năng lượng cho các công cụ phẫu thuật, có thể lấy từ nguồn chất lỏng hoặc xi lanh Để áp dụng phương pháp này, các thiết bị đầu cuối cần được điều chỉnh khác biệt so với các thiết bị đầu cuối không khí y tế hiện tại với áp suất 700 kPa.

Bộ điều khiển áp suất phải bao gồm một van điều tiết với đồng hồ đo áp suất ngược dòng và hạ lưu.

Hệ thống tổng thể cần được thiết kế để đảm bảo áp suất tối thiểu 700 kPa tại đầu ra của mỗi đơn vị thiết bị, với lưu lượng 350 l/phút, bất kể loại hệ thống cung cấp nào được lắp đặt.

Xi lanh khí y tế luôn luôn có sẵn để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khí y tế MA4 và SA7

Tổng quan hệ thống khí hút chân không y tế

Hệ thống đường ống chân không y tế mang đến khả năng hút mạnh mẽ và ổn định, đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu y tế, đặc biệt là trong môi trường phòng mổ.

Hệ thống đường ống chân không y tế bao gồm ba thành phần chính: hệ thống cung cấp chân không, hệ thống đường ống phân phối và thiết bị đầu cuối Hiệu suất của toàn bộ hệ thống phụ thuộc vào việc lắp đặt chính xác và các thông số kỹ thuật của từng bộ phận.

Hệ thống đường ống chân không y tế cần được thiết kế để duy trì độ chân không tối thiểu 300mmHg (40kPa) tại mỗi thiết bị đầu cuối trong quá trình thử nghiệm dòng chảy của hệ thống.

Công suất hệ thống cung cấp chân không cần phải tương thích với nhu cầu ước tính của bệnh viện Việc điều chỉnh công suất một cách hợp lý có thể thực hiện thông qua việc lắp đặt hệ thống cung cấp chân không theo các tiêu chí thiết kế, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư và giải phóng không gian sàn.

Ngoại trừ việc xả chân không vào khí quyển, hệ thống phân phối đường ống cho chân không theo truyền thống được xây dựng bằng đồng.

Nhà máy cần có ít nhất hai máy bơm giống nhau, một bể chứa chân không với thiết bị thông qua, hai bộ lọc vi khuẩn, bẫy thoát nước, van một chiều phù hợp, van cách ly, đồng hồ đo, công tắc áp suất, cùng hệ thống vận hành và chỉ thị cho hệ thống ống xả, cũng như một điểm kiểm tra.

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khí hút chân không

Tính toán thiết kế lưu lượng từng chủng loại khí, đường ống

Yêu cầu về lưu lượng và áp suất cho thiết bị đầu cuối

Khi thiết kế hệ thống phân phối đường ống, cần xem xét ba khía cạnh quan trọng của dòng khí: đầu tiên, lưu lượng yêu cầu tại mỗi thiết bị đầu cuối; thứ hai, lưu lượng cần thiết cho từng nhánh trong hệ thống phân phối; và cuối cùng, tổng lưu lượng, tức là tổng hợp các luồng trong mỗi nhánh.

Khi tất cả các thiết bị đầu cuối hoạt động đồng thời, hệ thống ống và trung tâm sẽ cần lớn hơn Tuy nhiên, do không phải tất cả thiết bị đều sử dụng cùng lúc, cần áp dụng các yếu tố đa dạng cho dòng chảy ở từng nhánh của hệ thống để đạt được thiết kế thực tế.

Các yếu tố đa dạng được sử dụng được lấy từ kết quả khảo sát sử dụng khí thực tế tại các bệnh viện điển hình.

Tổng lưu lượng cho hệ thống là tổng lưu lượng đa dạng cho từng bộ phận.

Cần lưu ý rằng kích thước ống có giới hạn và nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về yêu cầu lưu lượng, nên chọn kích thước ống lớn hơn để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Tất cả các dòng chảy được tính bằng lít bình thường mỗi phút (l/phút) trừ khi có quy định khác.

Lưu lượng và áp lực yêu cầu điển hình cho từng thiết bị đầu cuối ( Quy định theo bảng 4 tiêu chuẩn HTM 2022).

Bảng 2.2 Lưu lượng, áp lực cần thiết ở thiết bị đầu ra

Các loại Địa điểm khí

Tất cả các phòng khác

Khí hút Phòng mổ chân Phòng hồi sức không CCU

Lưu lượng từng loại khí

Theo quy chuẩn HTM 2022, lưu lượng oxy tiêu chuẩn cho thiết bị đầu cuối là 5-6 lít/phút, nhưng có thể đạt tới 10 l/phút ở áp suất 400kPa Trong các phòng bệnh thông thường, yêu cầu lưu lượng oxy là 10 l/phút cho thiết bị đầu cuối đầu tiên và 6 l/phút cho phần còn lại Đối với các phòng yêu cầu lưu lượng oxy cao như phòng mổ, lưu lượng oxy được yêu cầu là 100 l/phút cho phòng mổ đầu tiên và 20 l/phút cho các phòng mổ còn lại trong cùng một tầng.

Tương tự đối với phòng gây mê 10 l/phút cho phòng đầu tiên và 6 l/phút cho các phòng bệnh còn lại ở cùng tầng, khu vực.

Dựa vào bảng 6 quy chuẩn HTM 2022, chúng ta có thể xác định lưu lượng oxy cần thiết cho từng phòng, từ đó tính toán tổng lưu lượng oxy cần thiết cho toàn bộ bệnh viện.

Bảng 2.3 Công thức tính lưu lượng khí O 2

Trong đó: n = số thiết bị đầu cuối nB = số không gian giường

2.4.3.2 Lưu lượng Khí nén (MA4, SA7):

Theo quy chuẩn HTM 2022, lưu lượng khí oxy cho phòng bệnh thông thường được quy định là 20 lít/phút cho thiết bị đầu cuối đầu tiên Đối với các phòng bệnh còn lại trên cùng tầng hoặc khu vực, lưu lượng khí oxy sẽ giảm xuống còn 10 lít/phút, chỉ chiếm 33% so với lưu lượng đầu tiên.

Dựa vào bảng 10 tiêu chuẩn HTM 2022, chúng ta có thể xác định lượng khí MA4 cần thiết cho từng phòng trong bệnh viện, từ đó tính toán tổng lưu lượng MA4 cần thiết cho toàn bộ cơ sở y tế.

Bảng 2.4 Công thức tính lưu lượng khí MA4

ICU và các phòng điều trị tích cực

Phòng điều trị và các phòng chuẩn đoán

Trong đó: nB: số giường

Quy chuẩn HTM 2022 quy định rằng áp suất của dụng cụ phẫu thuật phải nằm trong khoảng từ 600 đến 700 kPa, với lưu lượng có thể thay đổi từ 200 đến 350 L/phút Hầu hết các dụng cụ phẫu thuật được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong phạm vi áp lực này Nếu áp suất quá cao, có thể gây hại cho dụng cụ, trong khi hiệu suất không đạt yêu cầu có thể do thiếu lưu lượng ở áp suất quy định.

Các hệ thống đường ống cần được thiết kế để đảm bảo lưu lượng 350 l/phút ở áp suất 700 kPa tại đầu ra từ thiết bị đầu cuối Hiện tại, các hệ thống đang hoạt động có thể không đáp ứng yêu cầu này, nhưng vẫn phải có khả năng cung cấp tối thiểu 250 l/phút tại thiết bị đầu cuối.

Dựa vào bảng 10 tiêu chuẩn HTM 2022, chúng ta có thể xác định lượng khí SA7 cần thiết cho từng phòng trong bệnh viện, từ đó tính toán tổng lưu lượng SA7 cần thiết cho toàn bộ cơ sở y tế.

Bảng 2.5 Công thức tính lưu lượng khí SA7 Các khu vực

Dựa theo tiêu chuẩn HTM 2022 tổng số các thiết bị đầu ra nếu dưới 40 ổ thì lưu lượng sẽ là 40 l/phút.

Hệ thống phồng mổ được phân chia thành các loại phòng mổ khác nhau, bao gồm phòng mổ đơn, gây mê đơn và cụm phòng mổ, trong đó tích hợp cả phòng mổ và phòng gây mê.

Dựa vào bảng 13 tiêu chuẩn HTM 2022, chúng ta có thể xác định lượng khí VAC cần thiết cho từng phòng trong bệnh viện, từ đó tính toán tổng lưu lượng VAC cần thiết cho toàn bộ cơ sở y tế.

Bảng 2.6 Công thức tính lưu lượng khí chân không vaccum

Các thiết bị đầu ra dưới

S: phòng phẫu thuật có phòng gây mê và phẫu thuật trong đó. nB: số giường trong một tầng.

2.4.3.4 Hệ thống hút khí gây mê: Đối với hệ thống lọc khí gây mê, cần giả định rằng đối với mỗi bộ vận hành, hai thiết bị đầu cuối có thể được sử dụng đồng thời, ví dụ trong phòng gây mê và phòng mổ (hệ thống tiếp nhận có thể được kết nối khi bệnh nhân được chuyển từ phòng gây mê sang Phòng phẫu thuật)

Dựa vào mục 4.75 trong tiêu chuẩn HTM 02-01, chúng ta có thể xác định lượng khí AGS cần thiết cho từng phòng, từ đó tính toán tổng lưu lượng AGS cần thiết cho toàn bộ bệnh viện.

Bảng 2.7 Công thức tính lưu lượng khí AGS

Trong đó nT: số giường phòng mổ

Theo như thiết kế của thiết bị hệ thống khí y tế thế giới thì V được lấy từ

Tương tự như công thức tính lưu lượng khí O 2 :

Bảng 2.8 Công thức tính lưu lượng khí CO 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trong đó T: số phòng mổ

Thiết kế đường ống

Các đặc tính kỹ thuật và điều kiện lắp đặt đường ống phải tuân thủ tiêu chuẩn HTM 02-01 hoặc tương đương Toàn bộ ống dẫn khí phải là ống đồng và các cút nối bằng đồng, đạt tiêu chuẩn BS EN 13348 hoặc tương đương, được làm sạch và khử độc tố, đảm bảo không có Arsenic và hàm lượng carbon thấp hơn 32 mg/dm2 Ống đồng cần có độ dày đồng nhất và khả năng chịu áp lực cao để đảm bảo an toàn Đường kính ống đồng thay đổi theo lưu lượng từng khu vực và được tính toán theo phương pháp suy hao áp lực của tiêu chuẩn HTM.

Theo tiêu chuẩn HTM 02-01, yêu cầu về suy hao áp lực quy định rằng độ suy hao áp lực tại điểm đầu cuối xa nhất của mỗi loại khí trong hệ thống phải được kiểm soát chặt chẽ và không được phép vượt quá mức cho phép.

2.4.4.2 Thiết kế đường ống dẫn truyền khí, tính toán suy hao áp lực trên đường truyền và lựa chọn kích thước đường ống.

Tính toán suy hao áp lực: Theo tiêu chuẩn HTM 02-01, HTM 2022

Suy hao áp lực được tính theo công thức:

DP : Suy hao áp lực cần tính

L ACT :Chiều dài đường ống thực tế

L TH :Chiều dài đường ống lý thuyết (tra theo bảng A1,A2,A3, A5 -

F ACT :Lưu lượng thiết kế của đường ống

P TH : Mức suy hao áp lực lý thuyết của đường ống (tra theo bảng A1,A2,A3, A5 của HTM 02-01)

Khi lựa chọn đường ống, cần chọn kích thước nhỏ nhất có thể để đảm bảo độ suy hao áp lực từ đầu ra cấp khí xa nhất đến máy trung tâm không vượt quá 10% áp lực của hệ thống.

2.4.4.3 Nơi đặt của đường ống:

MGPS cần được bảo vệ khỏi các khu vực có nguy cơ thiệt hại cơ học, thiệt hại hóa học, nhiệt độ cao, cũng như tránh tiếp xúc với các hợp chất dầu, mỡ, bitum, và tia lửa điện.

Để ngăn ngừa nồng độ khí nguy hiểm trong trường hợp rò rỉ, các ống dẫn và lỗ rỗng chứa ống dẫn khí y tế cần được thông gió đầy đủ.

Không được lắp đặt đường ống tiếp xúc trong các khu vực như trục thang máy, nhà bếp, tiệm giặt ủi, nhà nồi hơi, phòng máy phát điện, phòng đốt rác và các khu vực lưu trữ vật liệu dễ cháy Nếu việc lắp đặt đường ống trong những khu vực nguy hiểm này là không thể tránh khỏi, cần sử dụng vật liệu không cháy để bảo vệ, nhằm ngăn chặn khí độc thoát ra vào phòng khi đường ống bị hỏng.

Khi các đường ống được lắp đặt trong các ống dẫn kín cùng với các hệ thống khác như đường ống hơi và cấp nước, việc kiểm tra định kỳ là rất quan trọng để phát hiện sự ăn mòn do lắng đọng clorua từ rò rỉ Các đường ống này không nên được lắp đặt chung với các dịch vụ khác mà không thể kiểm tra thường xuyên.

2.4.4.4 Màu để nhận biết đường ống:

Hình 2.6 Màu sắc để phân biệt đường ống 2.5 Lựa chọn máy, thiết bị phù hợp với hệ thống:

2.5.1 Thiết bị đầu ra của khí:

Hình 2.7 Thiết bị đầu ra của khí Theo HTM 2022 & HTM02-01.

Các thiết bị đầu cuối nên được đặt tại vị trí cho đoạn đường ngắn nhất để kết hợp linh hoạt với các thiết bị khác.

Nơi một dãy các ổ đầu ra cung cấp tại một vị trí, các ổ đầu ra phải được sắp xếp theo quy tắc sau:

+ Đối với dãy nằm ngang, nhìn từ phía trước,từ trái sang phải

+ Đối với dãy thẳng đứng, tương tự như dãy nằm ngang với khí O2 trên cùng

+ Đối với dãy hình tròn, sắp xếp như sau

Chiều cao lắp đặt của các thiết bị đầu cuối nên từ 900mm đến 1400mm trên mức sàn khi lắp đặt trên tường hoặc trên bề mặt thẳng đứng.

Các thiết bị đầu cuối lắp đặt trên tường cần được xác định khoảng cách giữa trung tâm của các thiết bị: 135 ± 2.5 mm cho ba thiết bị trở lên và 150 ± 2.5 mm cho hai thiết bị Việc này đảm bảo rằng các thiết bị ngoại vi không bị va chạm khi sử dụng.

Các hộp khí được lắp đặt tại vị trí đầu giường tại các khoa phòng như trong bản vẽ thi công.

2.5.2 Thiết kế hệ thống khí Oxy:

Một hệ thống khí oxy bao gồm một bồn oxy lỏng và một dàn oxy dự phòng.

2.5.2.1 Kích thước bồn oxy lỏng:

Một bồn oxy lỏng sẽ được lựa chọn để cung cấp cho hệ thống khí y tế khoảng từ 1-3 tháng.

Dung tích bồn được xác định thông qua các bước tính sau khi đã biết được lưu lượng oxy cần dùng cho bệnh viện:

-Tổng lưu lượng qua control panel dưới 7 bar -Tổng lưu lượng xài trong 1 ngày: -Số khí tính dưới 137 bar:

-Việc theo tiêu chuẩn HM2022 thì 200 lít oxy lỏng sẽ bằng 24 chai oxy size J ( 1 chai tương đương 6800l(thể tích thực là 6540l))

=> ta sẽ lựa chọn được dung tích bồn oxy lỏng cần thiết

2.5.2.2 Hệ thống bay hơi cách nhiệt chân không (V.I.E):

Hệ thống V.I.E bao gồm: Dàn hóa hơi và Bộ phận giảm áp

Dàn có chức năng chính là dẫn khí hóa lỏng với áp suất ổn định và tạo ra quá trình trao đổi nhiệt nhanh chóng thông qua các cánh tản nhiệt Khi luồng khí hóa lỏng ở nhiệt độ -196°C đi qua thiết bị, nhiệt độ sẽ đạt trạng thái cân bằng với môi trường bên ngoài.

Ta sẽ lựa chọn bằng cách lấy tổng lưu lượng cần cung cấp x1.5

Khí hóa hơi đang hoạt động ở áp suất 7 bar, bộ phận giảm áp có tác dụng giảm áp suất của khí từ 7 bar xuống 4 bar.

Hình 2.10 Bộ phận giảm áp

Việc lựa chọn vị trí đặt bồn oxy lỏng là rất quan trọng để đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, an toàn và tiện lợi trong quá trình vận hành Đơn vị cung cấp cần hợp tác chặt chẽ với chủ đầu tư và nhà thầu xây dựng để xác định vị trí phù hợp Sau đó, nhà thầu sẽ tiến hành thi công khu vực đặt bồn theo đúng quy cách mà đơn vị cung cấp đã chỉ định.

Khu vực lắp đặt bồn oxy lỏng cần được xây dựng trên nền đất vững chắc, đảm bảo thông thoáng và cách xa các khu vực có nguy cơ cháy nổ Hơn nữa, cần thiết phải có đường nội bộ để xe có thể dễ dàng vào nạp oxy lỏng.

Khu vực lắp đặt bồn oxy lỏng cần có diện tích tối thiểu 5m x 5m, được xây dựng ngang bằng với khu vực xung quanh Khu vực này phải được bao quanh bởi tường rào thép B40 cao từ 2 đến 3 mét, có cửa rộng 2 mét mở ra 180 độ.

Khu vực xung quanh bồn oxy lỏng cần đảm bảo không có nước đọng và phải giữ khoảng cách an toàn tối thiểu 5m đến các hầm, giếng, rãnh thoát nước và đường hở để phòng tránh nguy cơ lún sụt và sạt lở.

Khu vực chứa bồn oxy lỏng cần được trang bị hệ thống đèn chiếu sáng chống cháy nổ và nguồn nước thông thường để phục vụ cho công tác bảo trì và nạp oxy lỏng.

Gần khu vực đặt bồn oxy lỏng cần bố trí vòi chữa cháy phòng khi có sự cố.

Tất cả các khối kim loại, bao gồm hàng rào và cổng, cần được nối tiếp đất bằng cọc tiếp đất bằng đồng, với điện trở tiếp đất không được vượt quá 10Ω.

Các biển báo cấm lửa, cấm hút thuốc, không đổ xe, giới hạn phạm vi, khu vực nhất thiết phải được lắp đặt.

Hình 2.11 Vị trí lắp đặt của bình oxy lỏng

Hình 2.12 Hệ thống dàn O 2 dự phòng

Lựa chọn máy, thiết bị phù hợp với hệ thống

ÁP DỤNG THIẾT KẾ CHO BỆNH VIỆN NGOẠI

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Khí Y Tế Cho Bệnh Viện Nam Sài Gòn
Tác giả	Trần Ngọc Bình, Nguyễn Vĩnh Huy
Người hướng dẫn	PGS. TS. Võ Viết Cường
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện-Điện Tử
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	153
Dung lượng	9,37 MB