压缩空气在医疗领域有非常广的用途，而且有非常严格的要求，美国国家消防协会（NFPA）编码99 2018中的5.1.3.6.1中定义了医用空气具有以下特征：
1.它应由钢瓶、散装容器或医用空气压缩机提供，或应由氧气USP和无油干燥氮气NF进行混合。
2.它应满足医用空气USP的要求。
3.它应没有可检测得到的液态烃。
4.它的气态烃含量应少于百万分之二十五（ppm）。
5.在正常大气压下，空气中微粒的大小应等于或小于1毫克/立方米（mg/m3）。
空气通过分配管道系统输送，该系统的末端是房间内的医用空气出口。每个房间的医用空气出口需要受到美国学会（AIA）医院和医疗保健设施设计与建造准则的约束。
将设备插入医疗空气出口以治疗患者。为确定医疗空气压缩机所需的负载，科研人员进行了许多研究，可以使用几种方法来计算尺寸。美国使用美式医疗空气的标准计算方法来计算压缩机尺寸。要使用此方法进行计算，需执行以下步骤：
1.计算该系统将服务的所有房间的数量。
2.然后乘以同时使用的系数。
3.加上所有占用的总和。
4.加上呼吸机的数量。
此计算过程按“最坏情况”进行计算，也就是所有房间都将被占用且都在使用医疗空气。此时通风机消耗的医疗空气最多。尽管基本上不会出现上述“最坏情况”，但是，必须为这种情况做准备，这使得大多数医院不得不配备超大型的医用空压机。
医用空气中央供应系统
NFPA 99 5.1.3.6详细说明了医疗空气的中央供气系统及其在美国医疗机构中的安装要求和局限性。5.1.3.6.2标准要求医用空气源只能连接到医用空气分配系统，并且只能用于人体呼吸和校准呼吸设备的医疗设备。
医用空气不能用于中央无菌操作、运行仪器或除了患者呼吸以外的任何其它用途，因此医疗保健机构中使用了多个空气压缩机，但是本文仅关注医用空气中央供应系统。
无油空气压缩机用于去除潜在的碳氢化合物，最常见的是涡旋式、往复式和螺杆式空气压缩机。除空气压缩机外，系统中通常还包含冷却器、干燥器、过滤器、储罐和监测设备，例如露点监测器和CO监测器。
冗余需求：重要的规模因素
为确保患者安全，压缩机不允许出现任何故障。NFPA 5.1.3.6.3.9（B）规定，医用空气压缩机应满足最大的空气压缩机停止运行时的峰值需求。在任何情况下，空气压缩机不得少于两个。
这意味着需要备用压缩机，备用压缩机也需与过滤器和干燥器配套。在计算空气压缩机的尺寸时，即使一台装置停止运行，其它压缩机也要保持负载。因此，在上述三台涡旋压缩机中，两台空气压缩机可以运行，其中一台作为备用。Quad软件包可以运行三个甚至更多。空压机仍将按顺序运行，以维持所有空压机的平均使用寿命。
满足峰值需求并满足额外需求的有效方法是使用多个较小功率的压缩机。过去，医院安装了30或50hp的大型医疗空气压缩机。这意味着，如果一间手术室投入使用，或者一台通风机开始运行，则将启动一台30匹马力的空气压缩机来满足需求。该空气压缩机将运行两到三分钟，达到所需求量，然后关闭。在设备的整个使用寿命中都将重复此循环。
通过使用多个10hp或15hp等较小马力的空气压缩机，医院可以减少消耗电能。在需求较大时，仅运行一台空气压缩机。如果一台空气压缩机不能满足需求，那么另一台空气压缩机可以继续工作，以此类推（为了保持冗余，第三台空气压缩机不工作）。 因此，医院运行的是一台15马力的空气压缩机，而不是一台30马力的压缩机。在大多数情况下，只需要运行一台压缩机就可以满足需求。
上述系统还可扩建。医疗保健建设项目通常是开放式的，在医院将要提供的服务中可以有较多选择。同样，由于预算限制，有时会留下空间以备将来扩展。这样可以降低成本，并且该机构可以更好地了解其医疗用空气量。
同时，与变频单螺杆空气压缩机相比，多涡旋空气压缩机的多路复用大大减少了空间，节省了可观的安装成本，并降低了投资成本。Pattons Medical具有完整的医用空气生产系统，在新建筑中，可为承包商节省任何额外的组件管道和电线。
干燥器技术
干燥器是医用空气压缩机套件的组成部分，会影响压缩机的尺寸和效率。为了在任何需求水平下维持344.7至379.2kpa，0℃最大露点的要求，并允许防滑设计的灵活性，干燥器已成为生产医用空气的标准。它们在医疗空气需求常见的低流量条件下运行良好。
干燥器装有活性氧化铝筒。滤筒设计与干燥剂松散相结合，去除了干燥剂中的粉尘，并根据需求确定尺寸，因此，通过干燥器的空气量将大大减少，从而降低空气压缩机需求。干燥器需要进行吹扫以使干燥剂再生，以保持干燥空气的能力。为了提高医疗用空气的效率，必须利用控制进行净化，通过露点传感器监控露点，直到露点达到-10℃时才进行吹扫。干燥器的另一个好处是可以水平或垂直安装，以减小整个系统的占地面积。
满足小型医疗机构的需求
在过去的15年中，医疗机构均建造了较小的医疗保健设施，以提供急诊服务，这些设施都位于大型医院内。
对于这些应用，医用空气压缩机的尺寸是相同的，但是负载要小得多。可以通过医用气瓶的高压管道输送医疗空气。这就要求医院决定是否可以承担空气压缩机的较大成本或购买医用气瓶的运营成本。
如果医院决定安装医用空气压缩机，但由于可用空间较小，并且此空间也较为靠近患者时，用于生产医疗空气的压缩机可选用涡旋式空压机。涡旋压缩机比往复式或螺杆式都安静得多，并且体积更小。通过利用垂直的水箱和适当大小的干燥器，滑块可以小至三乘四英尺。
医用气体专家介入
医疗机构必须与医用气体专家会面以完成医用气体检测。这将确认最初为机构调节尺寸这一措施是否正确，并且将解决由于安装了空气压缩机而产生的问题。医用气体专家将确认供气量、询问呼吸治疗师、并确定是否存在需要更换的组件。特别是，入口是否符合规定要求，并且主警报面板是否安装在合适的位置。通常，这一项会被遗漏，并会影响后续新的空压机的安装。
关于作者
Pattons Medical销售和业务开发副总裁hannon McAfee是一位化学工程师，在医疗气体行业拥有超过18年的经验。
本文由压缩机网：Hannon McAfee原创，欢迎关注，带你一起长知识！
原标题：压缩空气系统医疗领域应用浅谈
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