19-12-2012 KOLDING SYGEHUS OPTIMERINGSMULIGHED PÅ STERILCENTRAL Figur 1 http://kolding-netavis.dk/ Bachelorprojekt Anders Lund 6B 1
Titelblad Udarbejdet af: Projekttitel: Projekttype: Fagområde: Sted: Studie: Skole Anders Lund Optimeringsmulighed på sterilcentral Bachelorprojekt Termiske maskiner og anlæg Kolding Sygehus 6. Semester Aams Projektperiode: 6. august 2012 19. december 2012 Afleveringsdato Vejleder: Normal sider: 19. december Niels Bruun Clausen 28,5 af 2400 tegn Antal bilag: 35 Dato: Anders Lund 2
Indholdsfortegnelse Titelblad... 2 Indholdsfortegnelse... 3 Læsevejledning... 5 Abstract... 6 Forord... 7 Indledning... 8 Projektbeskrivelse... 10 Problemstilling... 10 Problemformulering... 11 Afgrænsning... 11 Metode... 12 Projektmuligheder vedrøremde afdelinger og anlæg... 13 Sterilcentralen... 17 Regler for sterilcentralen... 19 Mekanisk rengøring... 19 Pakkeområdet og Sterildepot... 19 Teknikrummet... 20 Blødgøringsanlæg... 21 Osmose anlægget... 22 Silex behandling... 22 El-patronerne... 23 Vakuum pumper... 23 Varm blødvandsvekslere... 24 Rørføringen... 24 Anlægsbeskrivelse... 25 Ventilationsanlægget... 26 Varmepumpen... 28 Analyse... 30 Belastningsoversigt... 30 Rør dimensioneringen og varmepumpe effekt... 31 3
Uge 36, 40... 32 Advansor... 33 Varmt vand... 33 Afgifter... 35 Varmepumpe afgift... 35 Elafgift... 35 Økonomi... 36 Fordele/ulemper... 37 Usikkerhed og fejlkilder... 38 CTS anlægget... 38 Beregningerne i Excel... 39 Konklusion... 40 Perspektivering... 41 Bilagsliste... 42 Kilder... 44 4
Læsevejledning For at få en bedre forståelse af rapporten, er kilderne og bilagene er nummereret og samlet sidst i rapporten. Det vil anbefales at bilagslisten lægges ved siden af rapporten når den læses. Rapporten er opbygget af problemstilling, beskrivelse af anlæg, analyse, resultater og konklusion. Udregninger der er foretaget i forbindelse med projektet er indført i et regneark, på nær udregningerne fra Advansor Alle bilag er vedlagt på en CD Alle billeder er, med mindre andet er angivet, fra forfatteren selv. Det anbefales at beregningerne læses elektronisk. 5
Abstract Titel: Optimeringsmulighed på sterilcentral This bachelor project is a product of the final semester at Aarhus School of Marine and Technical Engineering. During the internship at Kolding sygehus, who is a part of Sygehus Lillebælt, I was introduced to a variety of systems and departments required to run a hospital. This report is about possible ways to reduce the CO2 emissions from the hospital in Kolding. Their goal is to reduce the CO2 emissions with 40% by the year 2020, with reference in 2004. In the meantime, the hospital is expanding with 100.000 ambulant patient visits from 2012 to 2020. During the internship at Kolding sygehus, their departments were examined ranging from kitchen to their CT and MR scanners. The department with the most potential is their Sterilcentral. The hospital is planning an expansion which gives the opportunity to optimize in an area, which normally is off limits without long term planning. In this report there is a description of the different systems that will be affected with installing a heat pump. The current ventilation systems are very old and needs to be replaced as the requirements will change after the expansion. The heat pumps energy output will be stored in water used in block 8; therefore there will be a description of the water system regarding the Sterilcentral. There will furthermore be an analysis of the expected energy released to the air from the Sterilcentral, the cost of implementing the idea, the expected reduction of the CO2 outlet and an estimate on the annual savings on the power bill. 6
Forord Som et led i den afsluttende del af maskinmesteruddannelsen på Århus Maskinmesterskole er denne rapport udarbejdet af Anders Lund. Rapporten er skrevet ud fra de erfaringer der er gjort under praktik forløbet på Kolding sygehus. Rapporten består af en analyse omkring forholdene på sterilcentralen på Kolding sygehus, samt en undersøgelse af muligheden for at energioptimere og reducere CO2 udslippet via implementering af en varmepumpe i teknikrummet tilhørende sterilcentralen. Der skal rettes en stor tak til nedenstående personer og virksomheder, der har bidraget med informationer til projektet og denne rapport. Frank Steiner, Konsulent ved Getinge. Jacob Nielsen, Maskinmester og konsulent ved Advansor. Ann-Birgitte Liselotte Eltzholtz, Afdelingsleder på sterilcentralen ved Skejby sygehus. Hans Jørgen Guldager Kristensen, Konsulent ved Skat. Kirsten Wulff Møller, Miljøkoordinator i teknisk afdeling på Sygehus Lillebælt. Thomas Jelling Petersen, Afdelingsleder for teknisk afdeling på Kolding sygehus. Dennis Ry, Maskinmester i teknisk afdeling på Kolding sygehus. Christian Mølvaadgaard, Maskinmester i teknisk afdeling på Kolding sygehus. Marius Frandsen, VVS installatør i teknisk afdeling på Kolding sygehus. Alle medarbejderne i teknisk afdeling på Kolding sygehus. Alle medarbejderne på sterilcentralen på Kolding sygehus. 7
Indledning Kolding sygehus ligger centralt placeret i Kolding. Det er bygget først i 70 erne og er siden blevet udvidet frem til i dag. Layoutet af sygehuset er fladt i 3 plan og består af kælder, stue og 1 sal. Sygehuset er bygget som en lang gang med afdelinger ud til siderne. Sammenligner man med Vejle sygehus er det ca. samme størrelse i antal sengepladser, hvor Vejle sygehus er bygget i højden (Miljøredegørelse 2011 side 4 i ) Kolding sygehus står overfor en spændende tid, hvor en større del af sygehuset skal bygges om, imens det er i drift. Dette skyldes, at Fredericia sygehus og Kolding sygehus bliver lagt sammen til et stort sygehus. Tilbygningen til de ekstra sengepladser skal etableres på et stål fundament der skal konstrueres på taget af en del af det eksisterende sygehus. Dette betyder, at der skal bankes over 40 stålbjælker ned igennem etagerne og ned i kælderen hvor der graves ud og støbes fundament til hver søjle (informationsmøde teknisk afdeling ii ). Kolding sygehus har 299 senge pladser og beskæftiger 1673 personer, efter ombygningen er færdig, forventes antallet af senge at være på 323 med et personale på 2942 i år 2020. Samtidig vil antallet af ambulante patientbesøg stige fra 134.329 i år 2010 til 242.760 i år 2020. Antallet af senge kan holdes så lavt, da der regnes med, at folk kommer hurtigere hjem fra sygehuset efter en operation (bilag 1). Dette vil naturligvis betyde et øget pres på de forskellige afdelinger på sygehuset. Region Syddanmark har fastlagt en klimastrategi der siger, at der skal spares 40 % i CO2 inden år 2020 med reference i år 2004. I miljøredegørelsen fra 2011 side 13 og 14 ses det, at Kolding sygehus har brugt 6.954.812 kwh i el og 9.401.600 kwh i varme (Klima strategi 2012 side 3 iii ). Miljøpolitik for Sygehus Lillebælt Gennem Miljørådet er fastlagt en samlet Miljøpolitik, som skal godkendes af Sygehusledelsen, som er, vi belaster det omgivende miljø så lidt som muligt vi skåner miljøet i takt med den teknologiske udvikling og de muligheder vi har vi følger aktivt med i relevant udvikling på miljøområdet og søger hele tiden at gøre tingene bedre vi vil være blandt de bedste sygehuse i Danmark også på miljøområdet vi arbejder hen mod en bæredygtig organisation og viser det udadtil vi sætter fokus på dialog om miljø mellem ansatte i Sygehus Lillebælt og opnår derved de bedste resultater (Miljøredegørelsen side 7 iv ) 8
Det fremgår af Sygehus Lillebælts egen miljø politik, at de aktivt forsøger, at gøre noget for at forbedre deres eget CO2 udslip. Der fremgår af (miljøredegørelsens bilag G v ), at sygehusets tekniske afdeling har lavet flere tiltag til at spare energi. De har: 1. Forbedret klimaskærmen i form af nye vinduer på det meste af sygehuset. 2. De har skiftet gamle cirkulationspumper. 3. De har optimeret belysningen i kælderen. 4. De har og er ved at optimere på deres ventilationsanlæg. For yderligere at være på forkant med optimeringen af ventilationsanlæggene, søger de en teknikker der kun skal beskæftige sig med dette. Figur 2 Ventilation på sygehuset Flere af ventilationsanlæggene på sygehuset er fra den gang afdelingerne blev opført i 70 erne, eller fra dengang de forskellige tilbygninger blev bygget og er uden varmegenindvinding. Dette er der forbedret på i de efterfølgende år, men der findes stadig flere gamle anlæg på sygehuset uden genbrug af varme. Med henblik på størrelsen af deres forbrug af el og varme, er der potentiale for yderligere undersøgelser og kortlægning af sygehusets største energiforbrugere. Dette vil give et billede af potentialet for mulige energibesparelser og derved en indirekte reduktion af CO2 udledningen fra sygehuset. På grund af sygehuset skal udvides, men samtidig skal spare 40 % CO2 med reference i 2004, vil den egentlige besparelse være højere. I rapporten vil der blive undersøgt, hvilke afdelinger der har størst energi forbrug, samt vil der komme et forslag til reduktion af CO2 udledningen fra denne afdeling. 9
Projektbeskrivelse I bachelorprojektet skal den studerende lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Bachelorprojektet skal omhandle en problemstilling, der er central for maskinmesterprofessionen. Den studerende skal på bachelorniveau tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem. Han/hun skal identificere en relevant problemstilling fra praksis, indsamle og analysere datamateriale og koble det til relevant teori med henblik på udvikling og optimering af praksis. (Brochure fra aams vi ) Problemstilling Kolding sygehus skal spare/mindske deres CO2 udledning med 40 % inden år 2020 med reference i 2004. Inden år 2020 skal der ombygges og udvides på store dele af sygehuset, fordi sygehuset skal udvides med 24 antal senge og 100.000 ambulante patientbesøg. Dette er en forøgelse i ambulante behandlinger på næsten 100 % over 10 år (Bilag 1). Sygehuset udvides frem til år 2020, samtidig skal der skæres 40 % CO2, i forhold til 2004, derfor vil den reelle besparelse være højere, da belastningen bliver større og ikke er den samme som i 2004. Den store ombygning, samt udvidelsen af sygehuset, åbner op for områder, hvor det normalt ikke er nemt at komme til. Steder som operationsstuerne og sterilcentralen kan ikke lukkes, hvilket i realiteten betyder at sygehuset er nød til at lukke ned i den tid ombygningen står på. Derfor er dette ikke steder man normalt bygger om, eller opstiller nye anlæg uden meget grundig planlægning. Hvis nye anlæg, med lavere energiforbrug, kombineres med bedre udnyttelse af den energi der bliver brugt inde på de forskellige afdelinger, vil det samtidig betyde en besparelse på el og varme regningen til sygehuset og en indirekte besparelse i CO2. Flere anlæg er fra dengang bygningerne blev bygget, derved vil der være potentiale i energioptimering af de eksisterende anlæg eller opstilling af helt nye moderne anlæg. Grunden til der vil være potentiale i at opstille helt nye anlæg, skyldes udviklingen af nye maskiner med lavere energiforbrug. Sygehus Lillebælt, hvor Kolding sygehus er en del af, har købt solceller. Det er en måde at nå en del af regionens mål på, idet de får energien direkte fra solen og derved ikke udleder CO2 i el produktionen. 10
Problemformulering For at imødekomme regionens krav til nedskæring i CO2 udledningen på 40 %, ønsker sygehusets tekniske afdeling at få undersøgt mulighederne i energi besparelse eller grøn energi. - Er det muligt at opsætte en varmepumpe i forhold til ventilationsanlæg? o Hvilke afdelinger har det største forbrug og dermed største potentiale? o Hvilke anlæg bruger mest energi? o Hvilke anlæg/afdelinger er fysisk mulige at optimere på sygehuset? o Hvor lang bliver den forventede tilbagebetalingstid? Afgrænsning Der vil ikke blive gået i dybden med dimensionering af ventilationsanlægget, da dette er ingeniør arbejde. Der vil ikke blive gået i dybden med vindmøller og solceller, da sygehuset er placeret midt i en by, samt ideen med solceller er undersøgt Der vil kun blive fokuseret på de ventilationsanlæg der tilhører sterilcentralen Vandkemi vil kun blive berørt overfladisk i de forskellige processer. Medicore teknisk afdeling beskæftiger sig til dagligt med medicinsk udstyr og energireduktion af disse. Derfor vil rapporten ikke omhandle dette. Der vil ikke blive forklaret ret meget om de andre afdelinger ud over sterilcentralen, da samtale med personalet på sygehuset, samt egne observationer har vist, at sterilcentralen er den afdeling med størst potentiale. Der vil ikke blive gået i dybden med afgifter på el, på grund af at sygehuset ikke er momsregistreret. 11
Metode For at få et overblik over, hvilke anlæg og afdelinger der bruger mest energi på sygehuset, har specielt teknisk afdeling, samt driftspersonale været behjælpelige med, at finde svar på de spørgsmål der er stillet igennem praktiktiden. For at undersøge forholdene omkring sterilcentralen på Kolding Sygehus, er der i analysen anvendt en blanding af flere forskellige kilder som danner baggrund for et regneark. I dette regneark vil alle beregningerne være, på nær dem fra Advansor. For at få så valide udregninger som muligt, er kilderne til de enkelte tal angivet ved beregningerne i regnearket. Kilderne stammer fra datablade, lærebøger, mail til firmaer, skemaer til registrering af vandforbrug samt samtale med afdelingens maskinmestre og teknikere. I de tilfælde, hvor det ikke har været muligt at finde eller måle en værdi, er der antaget en. Med et besøg på Skejby sterilcentral, blev det muligt at få et andet perspektiv på, hvad det vil sige at drive en sterilcentral. Det er et godt sted at sammenligne data fra, da det er nybygget og opfylder de gældende krav til en moderne sterilcentral. Derfor er det et godt sted at få inspiration til forbedringer til sterilcentralen i Kolding. For at få bedre komponent kendskab omkring CO2 varmepumper, blev Advansor kontaktet, samt der blev aftalt et besøg hos dem. Besøget gav indblik i, hvad deres varmepumper kan, samt den fysiske størrelse af de anlæg som de producerer. Advansor er de førende på markedet vedrørende varmepumper med CO2 som kølemiddel. De har været behjælpelige med priser og beregninger på et anlæg, ud fra de kriterier, der forfindes i forbindelse med sterilcentralen. Getinge, der har leveret vaskemaskinerne på sterilcentralen, har været meget behjælpelige med at fremskaffe data på maskinerne igennem mail og telefon. Getinge leverer udstyr til medicinalindustrien, som bliver brugt til desinficering og sterilisering af udstyr. Der var usikkerhed på, hvor meget vand der bliver brugt i sterilcentralen af kold og varmt blødt vand, osmose vand og Silex behandlet vand, også kaldet demineraliseret vand. Derfor har personalet på sterilcentralen været behjælpsomme, ved at notere antal vask og vaskeprogrammer over en periode på simple skemaer. Disse danner grundlag for beregningerne af vandforbruget på årsbasis. 12
Projektmuligheder vedrøremde afdelinger og anlæg Af de afdelinger som findes på sygehuset er der 3 afdelinger der skiller sig ud som større energiforbrugere (Christian maskinmester på Kolding sygehus vii ). I det følgende vil der være en kort beskrivelse af hver afdeling med de observationer der er gjort undervejs, samt hvorfor de ikke er valgt som hovedemne i rapporten. Røntgenafdelingen Røntgenafdelingen på sygehuset bruger meget energi til deres scannere. Dette skyldes, at afdelingen har 2 MR scannere der opretholder et magnetfelt på 20 000 til 30 000 gange jordens magnetfelt. Disse 2 kan ikke slukkes uden de mister deres magnetfelt. MR scannerne køles af helium til en værdi af 100 000 kr. pr fyldning, hvis de slukkes ret længe, blæser de alt heliummet ud i atmosfæren. For at MR scanneren kan fungere, er lederne nød til at være kølet ned til en tilstand hvor de bliver superledere. Når anlægget slukkes begynder heliummet at koge og trykket stiger. Hvis trykket bliver højere end maksimalt er tilladt, blæses heliummet ud i atmosfæren via et rørsystem. (http://www.gehealthcare.com viii Figur 3 MR scanner på sygehuset http://www.falckproductions.com ix ) De 2 CT scannere udvikler varme, og fungerer ved hjælp af røntgenstråler der udsendes af en emitter, og fanges af en receiver der begge roterer rundt om personen inde i maskinen ved høj hastighed (Beskrivende video omkring CT scannere x ). Det kunne være en mulighed at undersøge potentialet i at udnytte varmen fra dem. Scannerne er ikke valgt som projektemne da maskinerne kan dreje og vippe. Hvis der skal etableres udsugning, må det ikke genere patienter samt personalet der benytter maskinen. Scannernes teknik rum er fuld af udstyr, derved er det ikke muligt at sætte ekstra maskiner ind, uden større omrokering. Derfor er der ikke muligt at arbejde videre med den ide. Figur 4 CT scanner på sygehuset 13
Køkkenet Køkkenet på sygehuset virker ikke til at være særlig energi effektiv. Dette skyldes at maden bliver forberedt vha. damp opvarmede gryder. Grunden til gryderne varmes med damp er, det giver en hurtig og jævn opvarmning over hele fladen af gryden. Figur 5 Gryde i køkkenet Vasketunnelen i køkkenet kan både vaske og tørre. Den fungerer ved at personalet sætter brugt køkkenservice på et transportbånd der trækker bakker og lign. i gennem tunnelen. Når det kommer ud på den anden side er det tørt og klar til brug. Vasketunnelen er gammel og ved at være utæt. Der er givet tilbud på en ny vasketunnel, samt nye gryder til køkkenet. Dampen bliver leveret af en stor gas fyret kedel, som producerer 5 m3 damp om dagen. Der har været tale om, at den skal nedlægges, så dampen skal produceres af el-patroner. Figur 6 Kedelen til køkkenet Ventilationen til køkkenet er med varmegenindvinding, som bruges til at forvarme varmt brugsvand på hele sygehuset. Varmeveksleren er gammel og det kunne være en mulighed at undersøge, om den passer til den effekt der sendes igennem. Grunden til den måske ikke passer længere er, at forholdene omkring køkkenet har ændret sig. Køkkenpersonalet oplever, at de ofte er nød til at åbne vinduerne for at holde temperaturen nede på et niveau, hvor de føler, de kan arbejde uforstyrret af temperaturen. Dette betyder, at energien ikke bliver udnyttet, derfor vil der være mulighed i optimering af ventilationen. 14
Sterilcentralen Sterilcentralen er en af de store energi forbrugende afdelinger på sygehuset. Dette skyldes den mængde varmt vand de bruger i forbindelse med sterilisationen af udstyr. De har 9 vaskemaskiner, 3 autoklaver og 1 kassevasker, som bruges flere gange om dagen. Maskinerne udvikler meget varme når de er i drift, hvilket afgives til luften på sterilcentralen. Personalet på sterilcentralen har det lige som køkkenpersonalet meget varmt og åbner vinduerne, hvilket som førnævnt ikke er hendsigtsmæssigt. Der er ikke føret nogen form for statistik eller logning over de forskellige typer Figur 7 Udstyr på sterilcentralen af vand der bliver brugt, derfor findes der ikke et klart tal på den nøjagtige belastning. Der findes krav til luftfugtighed og temperatur inde på sterilcentralen, dette vil være en hjælp, hvis en tilnærmet belastning skal findes. Optimeringsmuligheden på sterilcentralen vil være at bruge den energi, der afsættes i luften, andre steder inde i bygningen. Decentral varme i hver blok. Der føres fjernvarme og varmt brugsvand rundt i lange rør i kælderen, dette betyder der vil være tryk og varme tab i rørene. Hvis der var lokal brugsvandsopvarmning i hver blok bør tabene i rørene minimeres. Hvis det varme vand bliver produceret i de enkelte blokke vil det ikke være nødvendigt med dobbelt rørføring. Sygehusets blok 7 har en prototype stående på decentral varme vha. fjernevarme igennem en varmeveksler. Praktiktiden har været med fokus på reduktion af energiforbrug og CO2 udledning. Projektet kunne være, at undersøge forholdene omkring prototypen og blok 7. På den måde kan en potentiel besparelse synliggøres, hvis hver blok fik egen brugsvands opvarmning. Dette emne er ikke valgt at arbejde videre med, da sygehusets varmvandrør er i kælderen. Derfor vil det meste af varmen, der bliver afgivet af rørene, fordele sig til bygningen. Ventilation i blok 11. Ventilationen i blok 11 er bestående af flere anlæg af ældre dato. Projektet kan være, at opstille og beregne besparelsen for nye mere tidssvarende anlæg. På grund af udviklingen inden for ventilationsanlæg, må nye anlæg bruge mindre strøm, derved bliver de mere energi effektive. Dimensionering af ventilations anlæg kræver dybdegående kendskab inden for emnet og derfor er det ikke valgt som projekt emne i rapporten. 15
Lagring af varme i undergrunden. Sygehuset producerer varme både om sommeren og om vinteren. Om vinteren bruges meget af den varme til rum opvarmning, men om sommeren lukkes den ud i luften via åbne vinduer. Dette giver anledning til at undersøge muligheden for, at lagre energi i undergrunden, på el nettet eller fjernvarme nettet. Sygehuset har et problem, samtlige afdelinger er meget flade og har mange små anlæg. Lagring af energi fra sygehuset er derfor en stor udfordring, fordi det er et problem at samle energien 1 sted, uden at overskudsenergien går tabt undervejs i pumper og rør. Af de forskellige muligheder der er fundet i praktiktiden, virker sterilcentralen som den mest interessante, samt det sted på sygehuset hvor der er størst udbytte at hente. Derfor vil der efterfølgende i rapporten blive gået i dybden med sterilcentralen i form af kortlægning af energi og vandforbrug, samt et optimerings forslag til besparelse af energi og reduktion af CO2 udslippet. 16
Sterilcentralen Sterilcentralen er placeret i blok 8 i stueetagen på Kolding sygehus. Sterilcentralen skal i fremtiden være større både i kapacitet og i areal. Ifølge plantegningen (bilag 2) og (bilag 3) vil ombygningen af sygehuset berøre 3 ventilationsanlæg, som enten skal bygges om eller skrottes. Disse er uden varmegenvinding eller genvinding af energi på nogen anden måde. Derfor vil det være hensigtsmæssig, at få det bragt i orden under samme ombygning. I den forbindelse vil der blive undersøgt muligheden for at opstille en CO2 varmepumpe. Dette vil give mulighed for, at producere varme til forvarmning af varm vand i blok 8. Det kan være varm blødt vand, Silex behandlet vand eller varmt brugsvand, der cirkuleres i bygningen. Med en varmepumpe vil der være mulighed for en besparelse i fjernvarme og el, hvilket vil betyde en besparelse i CO2 udledning. Sterilcentralens arbejdsopgave er, at sterilisere de brugte instrumenter fra operationerne, inden de må bruges igen. Det urene udstyr leveres til sterilcentralen, i store kassevogne, via en dør til det område der klassificeres som urent. I det urene område bliver instrumenterne skyllet og placeret i kurve og på stativer, dette er alt efter, hvilket udstyr der skal steriliseres. Når kassevognene er tømte, køres de over i kassevaskeren. I kassevaskeren bliver kasserne vasket indvendig og udvendig inden de bruges igen. Kassevognene opbevares i rummet til rene vogne. Kurvene i det urene område placeres manuelt i vaskemaskinerne der adskiller den urene del og pakke området. De har 3 typer vaskemaskiner Figur 8 Billede af kassevaskeren der i princippet fungerer som en moderne opvaskemaskine der kan findes i næsten alle køkkener i dag. Sterilcentralens vaskemaskiner består af 5 gamle vaskemaskiner model 4656, 2 af en nyere model 46-2 og de 2 nyeste 46-T. De fungerer stort set ens, på nær vaske tiden er mindre på de nye, samt vandforbruget er højere på de nye. Vaskemaskinerne vasker med koldt blødvand i starten. Årsagen til der vaskes med koldt blødvand er, for at undgå blodet koagulerer. Derefter vaskes der med varmt blødvand og til sidst osmose vand. (bilag 4) Figur 9 Billede af vaskemaskinerne Efter vaskeprogrammet er kørt til ende tages udstyret ud på den anden side af vaskemaskinerne i pakkeområdet. 17
I pakkeområdet kontrolleres udstyret visuelt for rester, som ikke er gået af i første vask. Derefter pakkes det i pakker der passer til en specifik operationsopgave. På den måde spares der tid og problemer idet der ikke behøves at løbe rundt efter udstyr. Ved at pakke udstyret til en specifik opgave bibeholdes steriliteten, da pakken kun åbnes engang. Med en pakke til hver type udstyr, ville det øge smitte risikoen, hver gang pakken åbnes for at hente et instrument. Pakkerne fra pakkeområdet lægges i et andet stativ beregnet til autoklaverne. Det er inde i autoklaverne den egentlige sterilisationsproces foregår. Det foregår ved, at der tilføres damp i maskinerne fra el-patronerne i kælderen, samtidig produceres der vakuum på 100 millibar vha. vakuumpumperne. Processen gentages i alt 3 til 4 gange for at sikre, at luften er væk fra komponenterne der skal steriliseres. Vakuumpumperne fjerner omkring 90 % af den tilbageværende luft pr. gang trykket sænkes til 100 millibar. Vakuummet er nødvendigt, for at fjerne luften omkring instrumenterne. Hvis der stadig er luft omkring instrumenterne, kan dampen ikke nå ud i alle hjørner. Det er dampen der dræber bakterierne og sterilisere udstyret, derved er det vigtigt at autoklaveringsprocessen fungerer effektivt. Figur 10 Proces i autoklaverne For at opnå en optimal tørring af udstyret, når dampen op på en temperatur på 134 grader. Autoklavens tørreprogram er en pulserende tørring der fungerer ved at hæve og sænke trykket imellem 100 og 500 millibar (bilag 5). På den anden side af autoklaverne er sterildepotet og elevatoren. I sterildepotet opbevares en lille del af de lagervarer der skal holdes sterile, resten findes i kælderen. Elevatoren i sterilcentralen fungerer som bindeled imellem operationsstuerne, sterildepot og lageret i kælderen. I kælderen har sygehuset oprettet et sterilt miljø, der sikrer de rette forhold til udstyret, de har på lageret. Sterilcentralen har den fordel, at de kan transportere deres udstyr fra sterilcentralen og op på operationsstuerne i et sterilt miljø. Skejby sygehus, som har en sterilcentral der ligger langt fra deres operationsstuer, er nød til at pakke deres udstyr yderligere ind for at bibeholde udstyrets sterilitet under transport. 18
Regler for sterilcentralen Oversigtstegningen på DS2451-13:2010 (Bilag 6) skitsere reglerne for ventilationen vedrørende sterilcentralen. Der er specifikke krav og regler til, hvordan ventilationen skal opbygges. Reglerne er for at sikre, at den korrekte luftfugtighed og trykforskel overholdes. Der bliver desuden stillet krav til, hvilket udstyr personalet skal bære, hvordan de arbejder og måden de arbejder på. Mekanisk rengøring I det urene område, hvor udstyret bliver mekanisk rengjort, er det et krav, at der er et undertryk til de omkringliggende lokaler på 10 pa. Dette sikrer at en evt. luftbåren smitte ikke kan sprede sig ud på sygehuset. Der er ingen krav til renheden af luften inde i lokalet udover komfort ventilering. Pakkeområdet og Sterildepot I pakkeområdet efter vaskemaskinerne er der krav på 20 pa overtryk. Derved sikres det, at urenheder ikke kan suges ind i rummet. I pakkerummet skal luften skiftes 10 gange i timen og samtidig er der krav til luftens renhed. Luften skal være i isoklasse 8 herfra og indtil udstyret forlader sterilcentralen og depotet igen. Isoklasse 8 betyder, at der ikke må være mere end 3.520.000 partikler med en størrelse på 0,5 mikrometer i luften(http://d-s.dk/renrumsteril.html xi ). Luftfugtigheden må ikke overstige 70 % og temperaturen må ikke overstige 24 grader på noget tidspunkt af året, ellers er der stor risiko for, at vanddampen i luften kondenserer på bordene. Sker dette, begynder papiret der pakkes om pakkerne til autoklaverne at krølle. Bakterievæksten på udstyr, borde, flader og lign. forøges, som konsekvens der af. Dette betyder, at sterilcentralen ikke kan udføre deres job og at de er nød til at stoppe for at rengøre området. I de perioder sterilcentralen ikke kan sterilisere, bliver konsekvensen, at sygehuset bruger af det udstyr der allerede er rent. Skulle deres lager slippe op kan sygehuset ikke fungere. I sterildepotet er der de samme krav som ved pakkeområdet. I pakkerummet samt sterildepotet er der krav til måden personalet arbejder og hvilken påklædning de har. De skal gå i et roligt tempo for ikke at hvirvle partikler op fra gulvet, de skal vaske hænder eller spritte dem af og bære hårnet. Besøgende på sterilcentralen, som teknikere og gæster, skal iføre sig rene engangskitler og hårnet for at undgå unødig forurening af området. 19
Teknikrummet Teknikrummet til sterilcentralen er placeret i kælderen under sterilcentralen i blok 8 (Bilag 7). Her er der placeret flere forskellige anlæg som ventilation, vandbehandling, fjernvarme, varmt blødvandsvarmevekslere, Silex behandlet vand og vakuumpumper. For at give et overblik over, hvordan de forskellige anlæg arbejder sammen og hvor der er optimeringsmuligheder, vil de væsentlige anlæg i teknikrummet blive beskrevet i de følgende afsnit. Figur 11 Blødgøringsanlægget 20
Blødgøringsanlæg Blødgøringsanlægget er af typen SF/SFG fra Silhorko (Bilag 8 side 2). Det har en kapacitet på 9 m3 i timen. Idet sygehuset altid bruger mindre end 40 m3 på en arbejdsdag, er de dækket ind til fremtidige udvidelser på dette anlæg. 40 m3 er det højeste målte forbrug i den tid praktiktiden forløb. Grunden til sterilcentralen Figur 13 Til kalket rør fra SF/SFG datablad Figur 12 Blødgøringsanlægget ikke kan bruge alm. drikkevand skyldes meget kalk i vandet. Ledte man alm. drikkevand ind i rørene ville de kalke til. Billedet til venstre viser et vandrør der er kalket til, hvilket er uhensigtsmæssigt da den effektive størrelse af røret nedsættes. Belægninger er yderligere et problem da virkningsgraden på varmevekslerne vil falde, samt maskinerne vil stoppe til. Et andet problem der vil opstå er kalkbelægninger på instrumenterne, hvilket ikke må forekomme fordi udstyret skal være rent. Blødgøringsanlægget sænker hårdheden af vandet. Hårdheden betegnes dh ( Tyske hårdhedsgrader ). Calcium CA++ og magnesium MA++ er hårdhedsdannere, hvor en hårdhedsgrad svarer til 10 mg opløst calciumoxid pr liter eller 7,19 mg magnesiumoxid pr liter. Når vand betegnes som blødt har det en dh på under 10 (bilag 8 side 2, Wikipedia xii, Den store Danske xiii ). Måden hårdhedsgraden sænkes på er ved hjælp af kationbytning, hvor calcium og magnesium ombyttes til natrium. Blødgøringsanlægget kan anskues som et bil batteri, hvis batteriet har en kapacitet på 1000 Ah, og det belastes med 100 A vil det løbe tør for strøm efter 10 timer. Det samme gør sig gældende ved dette anlæg. Hårdhedsgraden af vandet i Kolding kan ses som belastningen af batteriet og kapaciteten af batteriet er størrelsen på anlægget. Over tid vil natriummet i tanken blive opbrugt og mere Calcium og magnesium vil slippe igennem. Derfor vil hårdhedsgraden af vandet over tid begynde at stige. Dette betyder, at det er tid til at regenerere tanken. Regenereringen fungerer ved at gennemskylle filteret med en mættet saltvandsopløsning af NaCl (natriumklorid). Det opsamlede calcium og magnesium skyldes ud i kloakken, skiftevis fra beholderne. På den måde er der altid er en i drift af gangen. Derefter vil blødgøringsanlægget fungere efter hensigten igen. 21
Osmose anlægget Osmose anlægget er af typen RO 01-1 og sidder i forlængelse af blødgøringsanlægget. Et RO anlæg, også kaldet omvendt osmose, fungerer ved, at et vandtryk presser vandet igennem en række filtre der tilbageholder op til 99 % af de salte, der bliver tilsat i forbindelse med blødgøringen af vandet. Osmosevandet ledes via et rør over i 2 beholdere, hvorfra det bliver pumpet rundt til de forskellige vaskemaskiner, kassevasker og Silex behandlingen. Anlægget er programmeret til at skylle filtrene når de bliver tilstoppede over tid og derved sikre den korrekte vandkvalitet/ledningsevne. Ledningsevnen i Figur 14 Blødheden efter osmosebehandlingen vandet er et udtryk for salt indholdet, det bliver målt hverdag for at sikre den ønskede værdi bliver overholdt. Ledningsevnen er på 5 micro siemens pr cm2, hvilket er måleenheden for ledningsevnen i vand. Micro siemens har den reciprokke værdi af ohm og måles som ampere over volt igennem en kubikcentimeter vand. Silhorko oplyste via. telefon, at anlægget har en vandvirkningsgrad på ca. 70 %, hvilket betyder, der kræves 500 liter vand for at producere 350 liter. Vandet bliver brugt som den sidste skyllefase i vaskemaskinerne, dette er det reneste vand de har på sygehuset inden Silex behandlingen (Bilag 9 side 4) og (http://en.wikipedia.org/wiki/siemens_%28unit%29 xiv ). Silex behandling Silex behandlingen fjerner yderligere salt fra vandet vha. kation og anion bytning. Når osmosevandet passerer ionbytterne erstattes de tilbageværende salte med brint- og hydroxylioner. Hydroxylioner er et mål for at angive surhedsgraden i vand(den store danske xv ). Dette nedsætter ledningsevnen til imellem 0 og 0,1, hvilket betegnes som demineraliseret vand, i daglig tale ultra rent vand (Forklaring om demineraliseret vand fra Silhorko xvi ). Vandet ledes herfra over til el-patronerne, som producerer damp og pumpes op til autoklaverne på sterilcentralen. Figur 15 Blødheden efter Silex behandlingen 22
El-patronerne El patronerne producerer damp til autoklaverne af vandet fra Silex behandlingen. Der er monteret 2 el patroner i kælderen på hver 61 kw. Ifølge de første antagelser der bygger på en antagelse af 4 driftstimer i ugen, vil de bruge 128 MWh om året(bilag 10). Dette giver anledning til yderligere analyse, da vandopvarmning er en mulighed for at lagre energi over en periode. Ifølge beregningerne passer effekten ikke som først antaget. Figur 16 El patron i teknikrummet Vakuum pumper Vakuumpumperne er en del af autoklaverne. For at reducere støjniveauet i sterilcentralen er de placeret i teknikrummet i kælderen. Dampen fra autoklaverne suges ud i løbet af autoklaveringsprocessen vha. vakuumpumperne. For at undgå de brænder sammen, køles de med koldt blødvand. Vandet samt den kondenserede damp ledes direkte ud i kloakken fra pumperne via kobberrøret til højre i billedet. Figur 17 Vakuumpumpen 23
Varm blødvandsvekslere Figur 18 Varmevekslere til varmblødvand Billedet viser varmevekslerne der vha. fjernvarme producere varmt blødt vand fra blødvandsanlægget. Vandet varmes op til 70 grader inden det sendes ud til vaskemaskinerne i blok 8. Da opvarmningen sker via fjernvarme, giver dette anledning til yderligere undersøgelse og kortlægning af forbruget af varmt vand på sterilcentralen, for derved at klarlægge hvilken besparelse der måtte være. De har 2 varmevekslere, på grund af en har svært ved at følge med alene. Der kan stadigt produceres varmt vand med reduceret vandforbrug, hvis en serviceres eller går i stykker. Den tredje måler i toppen af anlægget på billedet måler på forbruget til sengevaskeren og vaskemaskinerne på anæstesi. Sengevaskeren og vaskemaskinerne på anæstesi har ingen funktion i forbindelse med sterilcentralen udover de får vand fra samme sted og vil derfor ikke blive yderligere undersøgt. I analysen af vandforbruget vil der blive taget højde for afvigelsen imellem vandforbruget på sterilcentralen og den producerede mængde blødvand. Rørføringen Rørføringen i kælderen er en blanding af gamle og nye installationer. Grunden til dette er, at sterilcentralen har fået flere vaskemaskiner siden de oprindelige 5 vaskemaskiner blev købt. Vaskemaskinerne bruger både koldblødvand, varmblødvand og osmosevand. Vandet løber i sidste ende ud i kloakken, hvilket betyder, at der er 4 rør til hver vaskemaskine. I bunden af billedet er beholderne til osmosevand. Osmosevandet og blødvand føres i rustfrie rør, da vandet er aggressiv efter kationbytningen. Vandet bliver aggressiv, da alle mineraler er fjernet fra vandet. Hvis det var Figur 19 Rørføring i teknikrum alm. stål rør ville de afgive mineraler til vandet for at opretholde balancen i vandet, vandet vil derfor tære rørene op. Den sorte beholder op af vægen er til brine der bliver brugt i forbindelse med ekstern køling af sterilcentralen. Den er sat op i et forsøg på, at afhjælpe problemerne med for høje temperaturer på stedet. 24
Anlægsbeskrivelse Figur 20 Skitse over anlægget På tegningen ses en princip skitse af det forventede anlæg, som det kommer til at se ud efter ombygningen. Anlægget vil blive gennemgået i de kommende afsnit i den rækkefølge de er vist på tegningen. Alle de tekniske anlæg der hører til sterilcentralen er placeret i kælderen. Dette giver nogle tekniske udfordringer i form af pladsmangel til rørføring i gangene, da de bliver brugt til transport af udstyr og personale imellem afdelingerne. Der er derfor en begrænsning i størrelsen af udstyr, der ønskes placeret i kælderen. På grund af ombygningen på sygehuset, er der ikke plads til varmepumpe og ventilation andre steder end i teknikrummet. De steder omkring blok 8 der kunne være aktuelle, bliver inddraget til byggeplads eller andre formål. Figur 21 Gangen ved teknikrummet til sterilcentral 25
Ventilationsanlægget Nuværende Ventilationen til sterilcentralen berører 3 forskellige små anlæg, alle 3 er af ældre dato og uden form for varmegenvinding. Motoren der driver ventilatoren er monteret med remtræk uden regulering. Der er 11 ældre ventilationsanlæg i alt i teknikrummet, i varierende størrelse. Det er oplagt, at modernisere samtlige af disse anlæg og arbejde på, at slå flere af dem sammen til nyere og mere moderne anlæg. Et af anlæggene fører til kapellet, som skal flyttes, et andet er slukket, da det er en af de 2 ventilationsanlæg der hører til det nuværende apotek. Plantegningen over sterilcentralen viser rørføringen over apotek og sterilcentral (Bilag 2). Der er ført rør ud fra sterilcentralen på apoteket hvilket betyder at, er det varmt på sterilcentralen, skal de bruge mere køling. Den ekstra køling giver træk gener til dem der arbejder på apoteket i Figur 22 Ventilationsanlæg i teknik rum kontor området. Personalet på apoteket har selv forsøgt at løse dette problem ved at blænde nogle indblæsningssteder af uden held, da de har blændet de forkerte af. Dette giver ekstra træk gener ved de indblæsningssteder der ikke er blændet af. De anlæg der ikke skal bruges mere bør fjernes, dette vil give plads til nye mere tidssvarende anlæg der bruger mindre energi. De nye anlæg vil givetvis være større, da der vil være varmegenvinding indbygget. 26
Hvordan det nye forventes at se ud Figur 23 Ventilationsanlæg i blok 2 Det nye ventilationsanlæg til sterilcentralen bør være i stil med den i blok 2 af udseende. Et stort anlæg som det på billedet, har den fordel, at udsugningsluften og dermed energien i luften ledes til et centralt sted. Det er dermed lettere at udnytte varmen til en varmepumpe. I det nye anlæg skal der monteres en varme og køleflade efter varmegenvindingen. Uden disse er der ingen mulighed for at styre fugt og temperatur inde i rummet. Om sommeren vil der i perioder være temperaturer, hvor varmegenvindingen vil give køling af indsugningsluften og om vinteren vil man modsat kunne varme indsugningsluften op og derved spare fjernvarme til varmefladen. Krav til nyt ventilationsanlæg Det nye ventilationsanlæg skal overholde de gældende krav på området. DS 447:2005 (Bilag 6) beskriver kravene til ny opstillede ventilationsanlæg. Virksomheder og offentlige institutioner kan til enhver tid selv fastsætte deres egne skærpede krav. På Kolding sygehus har de en lang række tekniske standarder som de til enhver tid kan referere sælgere, installatører og bygherrer til. Overholder de ikke de standarder teknisk afdeling på Kolding sygehus har fastsat, kan de forlange at få det lavet om, så det bliver på den standard kontrakten lyder på. (http://www.sygehuslillebaelt.dk/wm348555 xvii ) 27
Varmepumpen For at give et kort overblik over, hvordan en varmepumpe fungerer, vil den blive forklaret ud fra principperne vist på tegningen neden for. Figur 25 http://www.titanheating.dk/data/images/varmepumper.pdf side 9 Varmen til fordamperen kommer på billedet ude fra naturen, dette kan være fra jordvarme, vand eller luft. Fordamperens opgave er at optage varme fra omgivelserne, for at sende den videre ind i systemet. Fordamperen er en varmeveksler med luft på den ene side og C02 på den anden. Tegningen over anlægget på figur 20 viser, at fordamperen er placeret i udsugningsluften fra sterilcentralen. Derved vil den varme luft fra sterilcentralen afgive varme til kølemiddelet inde i varmepumpen. Kølemiddelet i fordamperen vil fordampe alt efter hvor meget energi det tilføres fra luften. Gasserne fra fordamperen vil derefter suges op til kompressoren. Kompressorens opgave er at komprimere kølemiddelet og derved hæve tryk og temperatur (Bilag 12). Bilaget viser sammenhængen imellem damp, tryk og temperatur. Efter kompressoren trykkes kølemiddelet igennem kondensatoren. Kondensatoren er en varmeveksler i stil med den i fordamperen. Det er kondensatoren, der på tegningen leder varmen ind i huset. På Figur 20 er forskellen, at der er foreslået 3 varmevekslere, hvilket har den fordel, at Figur 24 Coolpack screenshot af CO2 H log P varmen fra kondensatoren kan ledes i 3 separate kredse. I rapporten er der lavet udregninger på hvis effekten afsættes i brugsvand, varmblødvand og Silex behandlet vand. Efter kølemiddelet har afsat energien til vandet, ledes det videre til drøvleorganet der på figur 25 kaldes afspænding. Her sker et trykfald, der får kølemiddelet tilbage på flydende form. Ved at effekten fra 28