Как выбрать количество кислородных концентраторов для объекта

Число установок складывается из двух частей: рабочих концентраторов, которые покрывают расчётную нагрузку, и резервных, которые подхватывают подачу при отказе или обслуживании. Первую часть определяет пиковый расход, вторую — требования объекта к непрерывности подачи кислорода.

Площадь учреждения и коечный фонд дают лишь грубый ориентир. Две палаты с одинаковым числом мест могут иметь разную пиковую нагрузку: всё зависит от расхода на одного пациента и режима использования. Отделение реанимации на несколько мест с аппаратами ИВЛ (искусственной вентиляции лёгких) потребляет больше кислорода, чем палатное отделение с тем же числом коек, где подачу включают эпизодически.

Третий фактор — физические ограничения. Высота помещения, дверные проёмы, выделенная электрическая мощность и нормы размещения иногда заставляют заменить одну крупную установку двумя меньшими, даже если по расходу хватило бы одной.

Расчёт числа кислородных концентраторов на объект начинают с перечня потребителей, а не с каталога моделей.

1. Перечислите точки потребления. Палатные консоли, посты, процедурные, операционные, места подключения аппаратуры — с привязкой к помещениям.
2. Определите расход на каждую точку. Его берут из паспорта подключаемой аппаратуры и режима подачи. Для аппаратов ИВЛ и наркозных аппаратов расход зависит от режима вентиляции, заданной концентрации кислорода в дыхательной смеси и числа одновременно работающих аппаратов.
3. Примените коэффициент одновременности. Одновременно работают не все точки. В реанимации коэффициент близок к единице, в палатном отделении он существенно ниже. Складывают расход только тех точек, которые могут работать одновременно.
4. Получите пиковый расход и сопоставьте его с рабочей нагрузкой моделей. Именно пиковый, а не средний: для ОРИТ рассчитывают максимально возможный расход при одновременной работе нескольких потребителей.
5. Заложите запас на развитие. Если планируется расширение коечного фонда или ввод новых точек, резерв на развитие добавляют отдельной строкой сверху.

Перед применением коэффициента одновременности проверьте, как его учитывает задание на проектирование. В одной из редакций пункта 7.4.2.17 СП 158.13330.2014 «Здания и помещения медицинских организаций. Правила проектирования» сказано, что кислородный генератор должен обеспечивать суммарную расчётную часовую потребность всех точек с коэффициентом использования, равным единице. Какая формулировка действует для объекта, проектировщик сверяет по официальному тексту свода: от этого зависит, какой расход брать за основу при подборе источника.

Для отделений с высокой одновременной нагрузкой расчёт строят от числа мест и аппаратов, максимального и среднего расхода каждого потребителя и требований к резервному источнику. Порядок такого расчёта описан на странице кислородного оборудования AIRHON для ОРИТ.

Когда пиковый расход известен, подбор концентраторов по пиковому потреблению кислорода сводится к простому правилу:

• до 20 л/мин — AIRHON-20D;
• до 40 л/мин — AIRHON-40D;
• до 60 л/мин — AIRHON-60D;
• больше 60 л/мин — индивидуальное исполнение.

Концентрация кислорода (93 % ± 3 %), выходное давление (0,04–0,45 МПа) и питание (однофазная сеть 230 В / 50 Гц) у всех трёх моделей одинаковые. Модели различаются производительностью, потребляемой мощностью и габаритами, поэтому выбор модели и количества — это один вопрос: какой расход нужен объекту в пике.

Рекомендуемая рабочая нагрузка каждой модели ниже её максимальной производительности. Концентратор, который постоянно работает на пределе, быстрее вырабатывает ресурс и не оставляет запаса на рост потребления. При круглосуточной эксплуатации этот запас особенно важен: у установки нет пауз для остывания. Если пиковый расход подходит к максимуму выбранной модели вплотную, берут следующую по производительности модель или добавляют установку.

Давление в этом расчёте проверяют отдельно. Если подключаемой аппаратуре нужно больше 0,04–0,07 МПа, вопрос решают исполнением AIRHON с выходным давлением до 0,45 МПа и схемой подключения, а не увеличением количества концентраторов.

При одном и том же пиковом расходе станцию можно собрать по-разному. Сравним одну установку AIRHON-60D и две AIRHON-40D.

У AIRHON-60D одна установка занимает 0,41 м² площади пола, потребляет 3300 ВА и имеет высоту 2000 мм. Две AIRHON-40D занимают 0,82 м², потребляют в сумме 4400 ВА и имеют высоту по 1400 мм. По площади и мощности одна крупная установка компактнее.

Главное преимущество двух меньших установок — непрерывность подачи. При обслуживании или отказе одной из них вторая продолжает подавать кислород, и объект не остаётся без источника. Поэтому для объектов, которым нужен резерв, две установки меньшей производительности часто предпочтительнее одной крупной.

Второй довод связан с помещением. Если AIRHON-60D не проходит по высоте помещения, дверного проёма или лифта на маршруте монтажа, вместо неё ставят две AIRHON-40D. Такая замена решает проблему габаритов и заодно даёт частичное резервирование.

По пункту 7.4.2.1 СП 158.13330.2014 и ГОСТ Р ИСО 7396-1 «Системы трубопроводные медицинских газов» система централизованного кислородоснабжения должна иметь как минимум три независимых источника подачи кислорода — первичный, вторичный и резервный. Требования к количеству независимых источников на конкретном объекте определяют проектная документация и действующие нормы, и эти требования напрямую влияют на число концентраторов.

Резервирование кислородных концентраторов в клинике строят по одной из четырёх схем:

• N+1 — к установкам, которые покрывают расчётную нагрузку (N), добавляют одну резервную той же производительности. При выводе любой установки на обслуживание или при отказе оставшиеся покрывают полную потребность. Это базовая схема для объектов с непрерывным потреблением.
• Стопроцентный резерв — основной источник полностью дублируют. Схему применяют там, где перерыв подачи недопустим ни при каких условиях.
• Распределение нагрузки — потребность покрывают несколько установок, работающих одновременно. Наработка у них накапливается равномерно, и интервалы обслуживания совпадают.
• Чередование — основную и резервную установки периодически переключают, чтобы резерв не простаивал месяцами: так снижается риск, что он не запустится в нужный момент.

Для объектов с периодической нагрузкой резервирование определяют требования учреждения. Для реанимации, операционных и ОРИТ предусматривают вторую установку или сохраняют баллонную рампу как аварийный источник.

Работы с остановкой установки, например замену фильтров тонкой очистки, выполняют при переводе нагрузки на резерв, и подача кислорода на объект не прерывается. Порядок переключения фиксируют в схеме объекта и в инструкции для дежурного персонала: по какому признаку принимают решение, кто переключает и за какое время восстанавливается подача. Сценарии резерва и исходные данные для его расчёта собраны на странице резервного источника кислорода для клиники.

Однозначного ответа на вопрос, сколько концентраторов нужно для ЛПУ (лечебно-профилактического учреждения) на 100 коек, нет. Концентраторы AIRHON подбирают для учреждений от 5 до 100 коек, но количество установок определяется расчётом, а не только количеством коек.

Больница на 100 коек может состоять из палатного отделения, где кислород подают эпизодически, и отделения реанимации, где коэффициент одновременности близок к единице. Эти отделения дают совершенно разную пиковую нагрузку при одинаковом вкладе в коечный фонд. Поэтому вопрос, как определить количество концентраторов для больницы, решают по отделениям:

1. Для каждого отделения составляют перечень точек потребления и расход на каждую.
2. Применяют коэффициент одновременности, свой для каждого отделения.
3. Решают, будет ли станция общей для нескольких отделений или у каждого отделения будет своя установка.
4. Для отделений с непрерывным потреблением добавляют резерв по выбранной схеме.

Конфигурация может строиться по отделениям либо объединять несколько зон. Выбор зависит от расчётной нагрузки, расположения потребителей и требований объекта. Как это делают для многопрофильных стационаров, показано на странице кислородного оборудования AIRHON для больниц и клиник.

Комплектация кислородной станции концентраторами не ограничивается рабочими и резервными установками. В спецификацию включают ресивер (если он нужен по инженерной схеме), соединительные элементы для подключения к системе объекта, компоненты контроля параметров, запас расходных материалов и сервисные позиции. Если в схему входят ресиверы или другие сосуды под давлением, требования к ним уточняют на этапе проектирования конфигурации. Типовой состав таких комплектов приведён на странице готовых комплектов AIRHON.

Итоговое количество установок проверяют по помещению. Пункт 7.4.2.18 СП 158.13330.2014 допускает размещать генераторы производительностью 100 л/мин и менее внутри здания — в отапливаемом вентилируемом помещении с оконными проёмами, преимущественно на первом этаже. Одна из редакций этого пункта ограничивает число таких генераторов в одном помещении двумя. Если расчёт дал три установки и больше, это ограничение проверяют по действующему тексту свода: возможно, станцию придётся разнести по двум помещениям.

Для группы установок суммируют электрическую мощность (1200, 2200 или 3300 ВА на установку в зависимости от модели) и тепловыделение, включая резервные концентраторы. Под каждую установку нужна площадь пола 0,24 м² для AIRHON-20D или 0,41 м² для AIRHON-40D и AIRHON-60D, проходы для обслуживания и отступ не менее 20 см от стен.

Для расчёта количества и моделей AIRHON инженеру понадобятся:

• перечень точек подачи кислорода с указанием помещений;
• расход на каждую точку по паспорту подключаемой аппаратуры, л/мин;
• количество точек, работающих одновременно в пиковый момент;
• требуемое давление на входе аппаратуры;
• режим работы: круглосуточный, посменный или эпизодический;
• график нагрузки — равномерный или с выраженными пиками;
• требования к количеству независимых источников и допустимое время перерыва подачи;
• планы по расширению объекта;
• площадь, высота и вентиляция помещения, выделенная электрическая мощность;
• расстояние от места установки до самой удалённой точки потребления.

По этим данным инженер рассчитает пиковый расход, подберёт модель или комбинацию установок и подготовит спецификацию, стоимость и срок поставки. Если у объекта уже есть техническое задание, работа начинается с него — порядок описан на странице подбора AIRHON по техническому заданию.

Правильное количество концентраторов получается из двух расчётов, которые делают по отдельности: рабочие установки считают по пиковому расходу с коэффициентом одновременности и запасом на развитие, резервные — по требованиям объекта к непрерывности подачи. Перед тем как указать количество в задании, сверьте две вещи, которые чаще всего меняют итоговую цифру: какую формулировку пункта 7.4.2.17 СП 158.13 330.2014 применяет проект к коэффициенту использования и сколько установок разрешено поставить в одно помещение станции.