Как сравнить кислородный концентратор и другие источники кислорода

Источники кислорода обычно сравнивают по цене, но в журнале службы эксплуатации их различия видны по другим записям. Для рампы это замены баллонов, для газификатора — заправки и контроль уровня, для концентратора — замены фильтров и проверки компрессора.

Каждый источник по-своему зависит от поставок, персонала, электроэнергии и помещения, и сравнение имеет смысл только по одному набору критериев. Ниже — как отделить вопрос об источнике от вопроса о схеме подачи, по каким семи признакам сравнивать баллоны, криогенные системы и концентраторы и в каком порядке выбирать источник для конкретного лечебного учреждения.

Коротко о главном:

• Для больниц СП 158.13 330.2014 требует централизованного снабжения кислородом. Поэтому обычно выбирают не между концентратором и централизованной системой, а источник, который её питает.
• Нормы допускают три источника: кислородно-газификационную станцию, 40-литровые баллоны с давлением не более 15 МПа и кислородный генератор (концентратор).
• Один 40-литровый баллон даёт 6000 л газообразного кислорода. При расходе 20 л/мин его хватает на 5 часов.
• Медицинский кислород из баллонов и жидкого запаса по ГОСТ 5583–78 содержит не менее 99,5% кислорода, концентратор выдаёт (93 ± 3) %.
• Сравнение ведут по семи критериям: нормы, качество газа, производительность, зависимость от внешних факторов, размещение, эксплуатация и стоимость владения.

Запрос «что эффективнее — концентратор или централизованное кислородоснабжение» смешивает два разных вопроса. Концентратор — это источник кислорода, а централизованная система — это способ доставить газ от источника до точек потребления по трубопроводам.

Пункт 7.4.1.1 СП 158.13330.2014 «Здания и помещения медицинских организаций. Правила проектирования» требует предусматривать снабжение медицинскими газами централизованным. Не предусматривать его допускается только в амбулаторных организациях мощностью до 50 посещений в смену. Для больницы вопрос звучит так: какой источник будет питать централизованную систему — газификатор, рампа, концентратор или их сочетание.

Концентратор может работать в обеих ролях. Небольшой аппарат ставят у пациента, а станцию из нескольких модулей подключают к кислородопроводу больницы как источник централизованной системы. В статье дальше речь идёт о второй роли.

Пункт 7.4.2.2 СП 158.13 330.2014 требует указывать источники кислорода в задании на проектирование и допускает три варианта.

Баллоны и рампы. 40-литровые баллоны с давлением газа не более 15 МПа объединяют в рампы. Двухплечевая рампа держит рабочую и резервную группы и переключается между ними вручную или автоматически.

Криогенные системы. Газификатор или криоцилиндр хранит жидкий кислород и переводит его в газообразное состояние через испаритель. Криоцилиндр — газификатор малого объёма с экранно-вакуумной изоляцией.

Концентраторы и генераторы. Установка отделяет кислород из атмосферного воздуха с помощью адсорбции прямо на территории больницы.

На практике источники комбинируют. Типовые сочетания — концентратор с баллонной рампой в резерве, концентратор с криогенным резервом, газификатор с рампой.

Все три источника разрешены, но с разными условиями. Пункт 7.4.2.17 допускает кислородные генераторы при особой стеснённости участка, когда другие источники нельзя разместить без нарушения норм, или при невозможности поставки газообразного или жидкого кислорода. Это обоснование записывают в задание на проектирование.

Для криогенного источника и рамп нормы задают минимальный запас. Если газификатор служит первичным или вторичным источником, каждый из них должен иметь запас кислорода не менее чем на пять суток. Для рампы в той же роли запас в баллонах должен покрывать не менее трёх суток. Централизованная система по пункту 7.4.2.1 СП 158.13 330.2014 и ГОСТ Р ИСО 7396−1 должна иметь как минимум три независимых источника — первичный, вторичный и резервный.

Медицинский газообразный кислород по ГОСТ 5583-78 содержит не менее 99,5 % кислорода — такой газ поступает в баллонах и в виде жидкого запаса. Концентратор по пункту 7.4.2.17 СП 158.13330.2014 выдаёт кислород чистотой (93 ± 3) %. Перед сравнением проверяют, какие требования к чистоте предъявляет подключаемая аппаратура. Если она требует 99,5 %, концентратор из сравнения выбывает на первом шаге.

Расход объекта считают по пункту 7.4.2.39 и таблице 7.3 СП 158.13 330.2014: номинальный расход на точку, количество точек, коэффициент использования и продолжительность работы в сутки. Дальше каждый источник проверяют по-своему.

Для рампы расход пересчитывают в количество баллонов. Один 40-литровый баллон даёт 6000 л кислорода: при расходе 20 л/мин его хватает на 300 минут, то есть на 5 часов, при 8 л/мин — примерно на 12,5 часа. По этим цифрам видно, как быстро растёт число баллонов и частота их замены с ростом потребления.

У газификатора проверяют два параметра отдельно: объём хранения и производительность испарителя. Объём отвечает за автономность, испаритель — за то, справится ли система с пиковым расходом. При высокой нагрузке ставят несколько испарителей или рабочую и резервную линии.

Концентратор проверяют по производительности модулей относительно пикового расхода с запасом. Если одного модуля недостаточно, станцию собирают из нескольких.

Рампа и криогенный источник зависят от поставок: графика доставки баллонов или жидкого кислорода, подъезда к площадке, работы поставщика. Концентратор зависит от электроснабжения и наличия фильтров и комплектующих для обслуживания. Поэтому для концентратора в проекте предусматривают резервное электропитание, а для криогенного источника — телеметрию уровня, чтобы планировать пополнение заранее.

Требования к площадке у источников разные.

• Рампы. Рампы с числом баллонов больше 10 размещают в центральном кислородном пункте — отдельно стоящем здании не ближе 12 м от других зданий. Рампы на 10 баллонов и меньше ставят в несгораемых шкафах у глухой стены, не ближе 3 м от окон и дверей, или в одноэтажной отапливаемой пристройке с выходом наружу.
• Кислородно-газификационная станция. Её размещают на открытой освещённой бетонной площадке с ограждением высотой не менее 1,6 м. Резервуары с жидкостью до 16 т ставят не ближе 9 м от зданий медицинской организации.
• Концентраторы. Установки производительностью 100 л/мин и менее допускается ставить внутри здания в отапливаемом вентилируемом помещении с окнами, преимущественно на первом этаже. Более производительные — в отдельном здании или контейнере, расстояние до корпусов для них не нормируется.

Для службы эксплуатации источники различаются набором ежедневных операций. При работе с рампой персонал меняет баллоны, хранит полные и пустые раздельно и ведёт учёт их оборота. На криогенном источнике контролируют уровень и давление, работу испарителей и график заправки. На станции с концентраторами — давление, концентрацию по анализатору, состояние компрессора и системы подготовки воздуха, сроки замены фильтров. Во всех трёх случаях нужна аварийная сигнализация о падении давления и переходе на резерв.

Сравнивать по цене покупки нельзя: у источников разная структура затрат. Для концентратора считают стоимость оборудования, энергопотребление, расходные материалы, периодичность обслуживания, комплектующие и ресурс. Для баллонов и криогенного источника — закупку и доставку кислорода, обслуживание рамп и ёмкостей, расходы на хранение и учёт. Итог зависит от объёма потребления, стоимости доставки в регионе и тарифа на электроэнергию.

По приведённым критериям сравнение концентратора и криогенной системы кислорода выглядит так.

Криогенная система хранит запас жидкого кислорода чистотой не менее 99,5% и обеспечивает высокую производительность при значительном и стабильном потреблении. Ей нужна площадка с нормативными расстояниями, подъезд для заправки и регулярные поставки. При роли первичного или вторичного источника нормы требуют запаса не менее чем на пять суток.

Концентратор производит кислород чистотой (93 ± 3) % на месте и не зависит от поставок. Установки до 100 л/мин можно разместить внутри здания, более мощные — в контейнере без нормирования расстояний. Взамен станция требует электропитания с резервом и планового обслуживания компрессора и системы подготовки воздуха.

Криогенный источник выигрывает там, где потребление высокое, поставщик жидкого кислорода рядом, а аппаратура требует чистоты 99,5%. Концентратор выигрывает там, где доставка затруднена, участок стеснён или объект удалён. Подбор газификаторов и испарителей по расходу, автономности и давлению описан на странице кислородных газификаторов и атмосферных испарителей.

Для частной клиники вопрос «концентратор или баллон с кислородом — что лучше» решает объём потребления и площадь.

Небольшой клинике с ограниченным числом потребителей подходит компактная система с небольшим источником и минимальной сетью. Баллонная рампа здесь остаётся рабочим вариантом: при эпизодическом расходе замены баллонов редки, а оборудование компактно. Если в клинике есть операционный блок, число точек и одновременная нагрузка растут, и вместе с ними растёт частота замены баллонов. Для такой клиники считают, во что обходится запас баллонов, их доставка и работа персонала, и сравнивают с собственным источником.

Когда внутри здания нет места для оборудования, технические установки выносят в контейнер. Решения для клиник разного масштаба — от небольшой до многопрофильной с операционным блоком — описаны на странице медицинского газоснабжения частной клиники.

Для ЛПУ (лечебно-профилактических учреждений), которые хотят уйти от постоянного оборота баллонов, есть три альтернативы.
Криогенный источник. Газификатор или криоцилиндр заменяет множество баллонов одной ёмкостью с жидким кислородом. Поставки остаются, но становятся реже, а замену баллонов заменяет заправка ёмкости.

Кислородная станция на концентраторах. Станция производит кислород из воздуха на территории больницы и снимает зависимость от поставок. Её можно разместить в здании или в контейнере.

Станция с заправкой баллонов. Пункт 7.4.2.19 СП 158.13 330.2014 допускает комплектовать установки в контейнерах станциями заправки баллонов произведённым кислородом, и эти баллоны можно использовать как резервный источник. Так построена мобильная кислородная станция ООО «Интегра-РУС» для Министерства здравоохранения Республики Хакасия: блочно-модульная установка производит кислород из атмосферного воздуха и заправляет им баллоны.

Отказ от баллонов как основного источника не означает отказа от них полностью: баллонная рампа часто остаётся резервным источником при концентраторе или газификаторе. Весь спектр источников и сопутствующего оборудования приведён на странице кислородного оборудования для медицинских учреждений.

Сводная оценка плюсов и минусов разных источников медицинского кислорода — по каждому источнику отдельно.
Баллонная рампа. Её сильная сторона — простота и небольшие вложения на старте, поэтому рампу применяют как основной источник на небольших объектах и как резерв на крупных. Слабая сторона проявляется с ростом потребления: растут число баллонов, частота замен, объём хранения и требования к площадке — при числе баллонов больше 10 нужен отдельный кислородный пункт в 12 м от зданий.

Криогенный источник. Хранит большой запас кислорода чистотой не менее 99,5% и выдерживает высокую производительность. Ограничение: нужны площадка с нормативными расстояниями, подъезд для заправки и регулярные поставки жидкого кислорода.
Концентратор. Не зависит от поставок, размещается внутри здания при производительности до 100 л/мин или в контейнере. Ограничения: чистота (93 ± 3) %, зависимость от электропитания и регламентное обслуживание компрессора и фильтров.

Комбинированная схема. Используют, когда нужно перекрыть слабые стороны одного источника сильными сторонами другого. Основной источник работает в штатном режиме, резервный включается автоматически при отказе или обслуживании, а аварийная сигнализация сообщает о переходе.

Если больница уже работает, сравнение начинают с обследования действующей системы. Технический аудит показывает фактическое давление на источниках и в конечных точках, соответствие производительности текущей нагрузке, готовность резервного оборудования и состояние трубопроводов, а по итогам формируют дефектную ведомость. Порядок обследования описан на странице технического аудита систем медицинских газов.

Дальше выбор источника кислорода для лечебного учреждения идёт по шагам:

1. Рассчитайте расход по таблице 7.3 СП 158.13 330.2014 — среднюю и пиковую нагрузку, с запасом на расширение.
2. Отсейте источники по требованиям к чистоте газа подключаемой аппаратуры.
3. Проверьте размещение каждого источника на участке и в здании по нормативным расстояниям.
4. Оцените зависимость от поставок в конкретном регионе и надёжность электроснабжения.
5. Сравните стоимость владения за расчётный срок службы.
6. Соберите схему из основного и резервного источников с автоматическим переключением и сигнализацией.

Как устроена система кислородоснабжения от источника до конечных точек и какие параметры нужны для её расчёта, показано на странице системы медицинского кислородоснабжения. ООО «Интегра-РУС» выполняет весь цикл работ: проектирование, поставку оборудования, монтаж, испытания, пусконаладку и сервисное обслуживание, а при заказе оборудования проектирование выполняется бесплатно.

Источники кислорода корректно сравнивать только после двух проверок: какая чистота газа нужна подключаемой аппаратуре и какой пиковый расход даёт расчёт по таблице 7.3 СП 158.13 330.2014. Первая проверка отсекает концентратор, если аппаратура требует 99,5%, вторая показывает, во сколько баллонов или какую производительность модулей обходится объекту каждый час работы. Остальные критерии — размещение, поставки, электроснабжение и стоимость владения — решают выбор между оставшимися источниками и составом резерва.

Вы можете связаться с нами любым удобным способом:

• Позвонить: +7 (499) 677-56-36
• Написать: info@integra-o2.ru
• Заполнить форму на сайте