高寒地区高场磁共振的安装设计

2018-11-29 09:25高研张婷内蒙古林业总医院内蒙古呼伦贝尔022150
中国医疗器械信息 2018年17期
关键词:散热量室外机冷机

高研 张婷 内蒙古林业总医院 (内蒙古 呼伦贝尔 022150)

内容提要: 本文介绍根据本院的地处高寒地区就高场磁共振设计安装经验,为其他医院提供宝贵经验。

磁共振是一种技术先进、应用广泛的大型医疗设备,本院引进了美国GE公司的HDX Signa 3.0T磁共振。对设备进行安装时,不仅要考虑患者数量、科室内部设计,经济效益等,还要考虑安装场地以及四周环境等因素。根据本院地处高寒地区,对设计安装高场磁共振的经验,结合实际情况讨论如下。

1.高场磁共振的安装要求

1.1 环境要求

MR磁体的强磁场与大型运动金属物体、铁磁质物、震动、高压线、变压器、大型发电机、CT、超声等设备相互影响,应远离高场磁共振。

1.2 房间尺寸要求

磁体间、设备间、操作间的房间尺寸、门窗尺寸都有具体要求。

1.3 设备电源要求

设备系统供电,按照国家供电规范,采用供电制式为,电压380V(偏差小于±10%)。频率50Hz(偏差小于±3Hz)。相间电压间的最大偏差不小于最小相电压的2%。

1.4 接地线要求

高场磁共振地线要求有单独专用的保护接地线,接地电阻为2Ω以下。

1.5 射频屏蔽要求

只有将磁体间进行射频屏蔽,以阻止外界射频源对磁体的干扰,这样才能得到清晰的图像。

1.6 失超管要求

在磁体失超的情况下,将喷出的氦气排到室外。

1.7 温、湿度要求及散热量

磁体间、设备间、操作间的温度梯度应控制在3˚C以内。因为磁体间不能放置空调机组,必须单独控制,设计安装时,需安装上送风、上回风的风道系统。而设备间设计安装时,须安装下送风、上回风的风道空调系统。

1.8 电气环境要求

确保安装场地满足电气设备所要求的正常工作环境,例如:本院地处高寒地区一定要做好保温、保湿、防火、防鼠害等措施。

1.9 室外水冷机要求(两台)

室外水冷机安装时,需要放在通风良好的空间,温度-30~43˚C,湿度5%~100%。每台水冷机所释放的散热量为16.8kW。室外水冷机安装地点不能高于氦压缩机和梯度线圈30m,不能低于氦压缩机和梯度线圈3m。室外机和室内控制器的连线总长度小于30.5m,室外机和氦压缩机以及梯度线圈水管连接总长度小于60m。

1.10 其他要求

设备间地面上铺抗静电复合地板等等。

本院地处高寒地区,夏季温度平均20˚C左右,冬季气温最低可达到-47˚C,由于这个特殊的地理位置和地理环境,对高场磁共振的设计安装、日常维护保养和使用都有局限性。安装公司所提出的大部分的场地要求都可以达到预期标准,可是存在两个问题需要作出改进:①室外水冷机的安装要求。②设备间、磁体间、操作间的温、湿度要求及散热量的问题。

2.室外水冷机的安装要求及改进措施

①室外水冷机安装时,需要放在通风良好的空间,温度-30~43˚C,湿度5%~100%,一台室外水冷机的散热量为16.8kW。

②室外水冷机安装位置不能高于氦压缩机和梯度线圈30m,不能低于氦压缩机和梯度线圈3m。室外机和室内控制器的连线总长度小于30.5m,室外机和氦压缩机以及梯度线圈水管连接总长度小于60m。

③室外机重310kg,固定在室外水泥平台上。水泥平台建议采用标号不小于C20的混凝土,厚度不小于110mm。

因为本院所处特殊地理环境,若将水冷机置于室外,冬季室外温度较低一定会造成不能正常工作的后果,若将水冷机置于室内,夏季水冷机所产生的热量不能被及时散发,也会导致其不能正常工作。基于两方面因素的考虑,决定将水冷机放置在室内,并将室内房间进行系统改造。

具体改造方案如下:选定放置房间,必须有一面墙与室外连接,墙面需有窗户,将水冷机散热风扇一面,放在与墙平行并距离1m的位置,在水冷机散热风扇所对的墙面开一个与其风扇大小相当、位置高度相同的方形窟窿通向室外。在水冷机散热风扇处与方形窟窿之间做方形密封连接,并且方形的上盖可拆卸,另外,在密封处与墙面之间做一个垂直插板(保温插板),可将室内与室外隔离。

改造方案说明:方形窟窿的作用是在夏季时将水冷机所散发的热量直接排到室外,此时需将窗户打开,让气流循环,降低室内温度。冬季时将垂直插板插上,将室内、室外隔离防止冷空气直接吹到水冷机冷凝器,并将密封处的上盖打开,让散发的热量吹到室内,同时把窗户打开一定的角度(需要长期测试观察,找出规律),调节进入室内的冷空气,让散发的热量与进入室内的冷空气对流,使形成的温度在水冷机正常工作环境范围之内。

理论上这样的改造能够实现,可是实际操作起来是个长期的过程。试运行时工程师要实时监测、定时记录根据季节找出规律。这样就可以确保水冷机正常工作。

3.设备间、磁体间、操作间的温、湿度要求及散热量

设备间、磁体间、操作间的温、湿度要求及散热量,见表1。

①温、湿度要求及散热量:磁体间、设备间、操作间的温度梯度应控制在3˚C以内。

②因为磁体间不能放置空调机组,必须单独控制,设计安装时,需安装上送风、上回风的风道系统。而设备间设计安装时,须安装下送风、上回风的风道空调系统。

根据设备所需的要求,本院选定了力博特PEX系列风冷型精密空调机组,型号PEX2040F参数如下:

制冷容量:总冷量41kW(24˚C,50%RH)

双制冷回路

标准风量:10980m3/h

送风方式:下送风

供电方式:380V/50Hz/3相

标准35˚C全调速风扇冷凝器

满负荷电流值:42A

控制精度:±1˚C,±1%RH

显示:240×128图文显示中文液晶LCD显示器

先进的LECS15微电脑控制器,并可存储100个运行历史信息

标准加湿量:10kg/hr

加热器:电子式,加热功率为9-15-18kW可选

送风机外余压为25~75Pa

风冷过滤器效率为20%(符合ASHRAE 52-76标准)

可是它的送风方式为下送风并不能达到磁体间的要求,所以对其送风系统进行如下改造。

将空调放置在设备间,从设备间空调处底部到磁体间上部用密封的管道进行连接,管道进风口出添加一个阀门,可调节进风量,管道外面用隔温材料包裹(防止管道内的气温受设备间温度的影响,导致效果降低)。到磁体间上部后,分成四个路,分别放置在磁体间上部的四个角落,可达到室内温度均衡的条件。

综上所述,通过本院工程师和GE厂家设计工程师的共同努力,所设计出的安装计划,不仅能够使高场磁共振得以正常的运行,也为高寒地区各大医院提供安装高场磁共振宝贵经验。

表1.设备间、磁体间、操作间的温、湿度要求及散热量

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