Umidificarea igienică în spitale și cerințele pentru proiectarea sistemului HVAC

Un sistem de umidificare introduce în fluxul de aer o cantitate controlată de apă, sub formă de abur sau de picături foarte fine care se evaporă. Apa trece de la sursă prin echipamentul de umidificare, sistemul de distribuție și tubulatură înainte ca aerul tratat să ajungă în încăpere.

Igiena depinde de întregul traseu. Calitatea apei, evacuarea condensului, golirea sistemului în timpul opririlor, poziția senzorilor și accesul pentru curățare se stabilesc încă din faza de proiectare.

Valorile de temperatură și umiditate cerute pentru sălile de operație, ATI și rezervele pentru pacienți cu arsuri grave sunt prezentate în articolul despre controlul umidității în zonele critice ale spitalelor. În continuare explicăm cum trebuie proiectat și exploatat sistemul care produce și distribuie umiditatea.

Ce înseamnă umidificare igienică într-un spital?

NP 015-2022 cere ca echipamentele de ventilare, climatizare și condiționare să respecte cerințele de calitate privind construcția igienică. Aceste cerințe se verifică la alegerea echipamentului, înainte de montaj.

Pentru întregul sistem trebuie analizate:

• sursa și calitatea apei;
• tratarea apei;
• tehnologia de umidificare;
• modul în care aburul sau apa sunt distribuite în aer;
• distanța necesară pentru absorbție;
• evacuarea condensului și a apei rezultate din funcționare;
• golirea instalației în timpul opririlor;
• poziția senzorilor;
• monitorizarea valorilor și a alarmelor;
• accesul pentru curățare și service.

Un echipament potrivit funcționează în condiții bune atunci când toate aceste elemente sunt proiectate împreună.

Calitatea apei se stabilește odată cu tehnologia

Apa influențează durata de funcționare a echipamentului, frecvența intervențiilor de service și calitatea procesului de umidificare.

Înainte de alegerea soluției trebuie cunoscute:

• sursa apei, din rețeaua publică sau dintr-o sursă proprie;
• duritatea, adică nivelul sărurilor care formează calcar;
• conductivitatea, pentru tehnologiile la care această valoare influențează funcționarea;
• tratamentele aplicate deja în clădire;
• debitul și presiunea disponibile;
• cerințele producătorului pentru apa de alimentare.

Apa de rețea

Apa de rețea poate alimenta anumite generatoare de abur, în limitele de duritate și conductivitate stabilite de producător.

O cantitate mai mare de calcar duce la depuneri mai rapide pe componentele încălzite. Echipamentul va avea nevoie de curățare mai frecventă, iar piesele care intră în contact cu apa pot necesita înlocuire mai devreme.

Apa dedurizată

Dedurizarea reduce cantitatea de calciu și magneziu care formează depuneri de calcar. Procesul ajută la protejarea echipamentului, dar păstrează o mare parte din sărurile dizolvate în apă.

Din acest motiv, apa dedurizată poate fi potrivită pentru unele generatoare de abur, în timp ce soluțiile adiabatice cer de regulă un nivel superior de tratare.

Apa demineralizată prin osmoză inversă

Osmoza inversă trece apa printr-o membrană care reține cea mai mare parte a sărurilor dizolvate. Rezultă o apă cu un conținut mineral foarte scăzut.

Soluțiile adiabatice folosesc apă demineralizată deoarece apa este pulverizată în fluxul de aer. Sărurile rămase în apa pulverizată pot forma particule și depuneri pe componentele instalației.

Condair DL, de exemplu, se alimentează cu apă demineralizată, obținută de regulă printr-o instalație de osmoză inversă dimensionată pentru capacitatea sistemului.

Alegerea corectă a apei reduce depunerile, menține performanța echipamentului și simplifică mentenanța pe termen lung.

Cum se gestionează apa în timpul opririlor?

Apa care rămâne pe loc în conducte, rezervoare sau alte componente favorizează în timp dezvoltarea microorganismelor și formarea biofilmului.

Biofilmul este un strat de microorganisme fixat pe o suprafață umedă. Aderența lui face ca simpla clătire să aibă un efect limitat, iar îndepărtarea poate cere curățare mecanică sau proceduri speciale de igienizare.

Riscul de stagnare apare mai ales în:

• instalațiile care funcționează doar în anumite intervale;
• zonele oprite în timpul nopții;
• echipamentele scoase temporar din funcțiune pentru mentenanță;
• secțiile sau încăperile folosite ocazional;
• perioadele lungi dintre montaj și punerea în funcțiune.

Proiectul trebuie să precizeze:

• cum se golește complet sistemul;
• dacă echipamentul are cicluri automate de golire, spălare sau recirculare;
• cum sunt evitate punctele în care apa poate rămâne pe traseu;
• ce procedură se aplică după o oprire lungă;
• ce verificări se fac înainte de repornire;
• când este necesară igienizarea.

Pentru o oprire obișnuită, automatizarea poate coordona oprirea producției de abur sau apă, golirea componentelor și repornirea controlată. După o perioadă lungă de inactivitate, sistemul poate avea nevoie de inspecție, curățare, înlocuirea unor consumabile și verificarea calității apei.

Aceste proceduri se stabilesc în funcție de tehnologie, de durata opririlor și de cerințele zonei deservite.

Absorbția, condensul și drenajul

Apa introdusă în fluxul de aer are nevoie de timp și spațiu pentru a fi absorbită complet. Lungimea necesară între punctul de introducere și primul obstacol din tubulatură se numește distanță de absorbție.

Această distanță depinde de:

• capacitatea sistemului de umidificare;
• temperatura aerului;
• umiditatea aerului înainte de umidificare;
• viteza aerului;
• forma și dimensiunea tubulaturii;
• tipul sistemului de distribuție;
• poziția componentelor montate în aval.

La umidificarea cu abur, distribuția se face printr-un ansamblu de conducte perforate montate în curentul de aer. Poziția și numărul acestora se stabilesc în funcție de debit și de dimensiunea tubulaturii.

Aburul trebuie să fie absorbit înainte de a întâlni:

• un cot;
• o clapetă;
• o baterie de încălzire sau răcire;
• un senzor;
• un atenuator de zgomot;
• un filtru.

Contactul cu o suprafață înainte de absorbția completă poate produce condens.

De ce contează condensul în zonele medicale?

În sălile de operație și în celelalte încăperi cu cerințe ridicate de asepsie, aerul trece prin mai multe trepte de filtrare. Ultima treaptă folosește filtre foarte fine, de tip HEPA sau ULPA, montate cât mai aproape de gurile prin care aerul intră în încăpere.

Condensul ajuns la filtrul final îi poate afecta performanța și poate impune înlocuirea lui. Umezeala persistentă în tubulatură poate favoriza și formarea depunerilor sau a biofilmului.

Distanța de absorbție se calculează în faza de proiectare, când poziția echipamentului și traseul tubulaturii pot fi încă adaptate.

Cum se proiectează drenajul?

Sistemul de drenaj trebuie să preia:

• apa evacuată în timpul golirii;
• apa rezultată din ciclurile de curățare;
• condensul;
• apa rămasă din procesul adiabatic;
• apa evacuată de instalația de osmoză inversă.

Pentru generatoarele de abur, apa evacuată poate avea o temperatură ridicată. Conductele, racordurile și punctul de evacuare trebuie să suporte temperatura și debitul prevăzute de producător.

Traseul trebuie să permită scurgerea completă și să evite zonele în care apa se poate acumula.

Accesul pentru mentenanță începe din proiect

Un echipament dimensionat corect poate deveni dificil și costisitor de exploatat atunci când accesul pentru service este limitat.

Înainte de stabilirea amplasamentului trebuie verificat:

• cum ajunge tehnicianul la echipament;
• cât spațiu rămâne în jur pentru deschiderea și demontarea componentelor;
• cum se scot cilindrii, filtrele, pompele sau rezervoarele;
• unde se face curățarea;
• cum se evacuează apa în timpul intervenției;
• ce consumabile folosește tehnologia;
• cât de des sunt necesare intervențiile;
• cât durează oprirea;
• cum se păstrează funcționarea zonei în timpul mentenanței.

Pentru ATI și alte zone cu funcționare continuă, proiectul poate include echipamente sau capacități de rezervă. În acest fel, o parte a sistemului poate intra în service în timp ce cealaltă continuă să asigure umidificarea.

Accesul trebuie proiectat în funcție de dimensiunile reale ale echipamentului și de operațiile de mentenanță descrise de producător. Un simplu spațiu de vizitare poate fi insuficient pentru scoaterea componentelor voluminoase.

Senzorii, controlul și monitorizarea

Senzorii măsoară umiditatea și transmit informația către sistemul de control. Echipamentul adaptează producția de abur sau debitul de apă în funcție de valoarea măsurată.

Senzorii pot fi montați:

• în încăpere;
• în tubulatura de introducere;
• în tubulatura de evacuare;
• în mai multe puncte, atunci când proiectul cere verificări suplimentare.

Poziția lor influențează precizia măsurării și viteza de reacție a sistemului. Un senzor montat prea aproape de punctul de introducere poate măsura un aer care încă se află în proces de amestecare. Un senzor amplasat într-o zonă cu circulație redusă poate reflecta doar condițiile locale.

Proiectantul HVAC, specialistul în automatizare și furnizorul echipamentului trebuie să stabilească împreună:

• valoarea de umiditate urmărită;
• intervalele acceptate;
• poziția și tipul senzorilor;
• viteza de reacție a sistemului;
• pragurile de alarmă;
• semnalele de funcționare și de avarie;
• valorile afișate în sistemul de management al clădirii;
• datele care trebuie păstrate în istoric;
• comportamentul umidificatorului la oprirea centralei de tratare a aerului.

Monitorizarea poate include umiditatea măsurată, comanda transmisă echipamentului, capacitatea utilizată, starea de funcționare, alarmele, necesarul de service și ciclurile de golire.

Păstrarea istoricului ajută la verificarea parametrilor, la identificarea variațiilor și la analiza unei alarme apărute în exploatare.

Umidificare cu abur sau umidificare adiabatică?

Există două metode principale de introducere a umidității în aer.

Umidificarea cu abur încălzește apa până la formarea vaporilor și distribuie aburul în fluxul de aer.

Umidificarea adiabatică pulverizează apa foarte fin sau o evaporă de pe o suprafață umedă. Procesul preia căldură din aer și produce și un efect de răcire.

Pentru zonele critice, NP 015-2022 include umidificarea cu abur în alcătuirea sistemului centralizat și interzice umidificarea prin stropire cu apă în sistemele de climatizare și condiționare. Soluția concretă se stabilește prin proiect, în funcție de funcțiunea zonei și de toate prevederile aplicabile.

Pentru celelalte spații ale spitalului, proiectarea urmează normativul I5 și categoria de ambianță corespunzătoare.