中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在現(xiàn)代醫(yī)療體系中，醫(yī)用冰箱是儲(chǔ)存藥品、疫苗、試劑及生物制品等溫度敏感物品的關(guān)鍵設(shè)備。其溫度控制精度和運(yùn)行穩(wěn)定性，直接關(guān)乎儲(chǔ)存物品的有效性和安全性。2025年，隨著相關(guān)行業(yè)政策的推進(jìn)，醫(yī)用冰箱的性能和校準(zhǔn)要求備受關(guān)注。預(yù)計(jì)2025年我國醫(yī)療低溫存儲(chǔ)設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)2.1億美元，2020 - 2025年CAGR為6.3%。在此背景下，深入探討熱損耗和熱傳遞對醫(yī)用冰箱計(jì)量校準(zhǔn)的影響，并提出優(yōu)化策略具有重要意義。
熱損耗，是指在能量傳遞進(jìn)程中，因各類因素引發(fā)的熱量損失現(xiàn)象。在熱力學(xué)系統(tǒng)里，這種損耗常見于加熱或冷卻過程，可借助擴(kuò)展有效換熱面積、優(yōu)化換熱介質(zhì)參數(shù)，以及采用高效傳熱技術(shù)來加以抑制。在電路系統(tǒng)中，熱損耗體現(xiàn)為電流通過電子器件時(shí)，因阻抗作用致使電能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而產(chǎn)生能量耗散。在醫(yī)用冰箱的運(yùn)行中，熱損耗是影響其溫度性能的重要因素之一。
熱傳遞，是在無外界做功的條件下，因溫度梯度引發(fā)的能量轉(zhuǎn)移過程，本質(zhì)為系統(tǒng)微觀粒子無序動(dòng)能的變化。熱傳遞主要通過熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種機(jī)制實(shí)現(xiàn)。熱傳導(dǎo)是能量經(jīng)物質(zhì)內(nèi)部晶格振動(dòng)或自由電子遷移來傳遞，是最基礎(chǔ)的熱傳遞方式;熱對流是流體(氣體或液體)與固體表面接觸時(shí)，依靠流體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移;熱輻射則是不依賴介質(zhì)，通過特定波長電磁波進(jìn)行熱能傳遞。在醫(yī)用冰箱的運(yùn)行過程中，這三種熱傳遞機(jī)制均可能存在，對其溫度性能產(chǎn)生顯著影響。
《2025-2030年中國醫(yī)用冰箱行業(yè)市場分析及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》指出，醫(yī)用冰箱作為科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、制藥企業(yè)和藥房等場所的必備設(shè)備，用于儲(chǔ)存藥品、疫苗、酶制劑、激素、血液制品(如血小板)、生物樣本(如精液、皮膚移植組織、動(dòng)物組織)、RNA 提取物、基因文庫以及重要生物化學(xué)試劑等特殊物品。其具有精密的溫度控制系統(tǒng)，對溫度控制精度和穩(wěn)定性的要求遠(yuǎn)高于家用冰箱。與冷庫和大型陰涼柜相比，醫(yī)用冰箱具備安裝便捷、可移動(dòng)性強(qiáng)、維護(hù)成本低和占地面積小等優(yōu)勢。
然而，熱損耗的存在常致使箱內(nèi)溫度難以契合設(shè)定值，從而引發(fā)溫度偏差，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
冷凝器散熱效率不足：受散熱面積和環(huán)境條件限制，冷凝器無法及時(shí)、完全散熱，這會(huì)使箱體表面溫度升高，進(jìn)而對箱內(nèi)溫度分布的均勻性造成影響。在一些空間較為狹小且通風(fēng)不佳的醫(yī)療場所放置醫(yī)用冰箱時(shí)，這種情況尤為明顯。
壓縮機(jī)工況波動(dòng)：壓縮機(jī)作為制冷循環(huán)的核心動(dòng)力源，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到制冷效果。若運(yùn)行不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致制冷劑流量波動(dòng)以及蒸發(fā)器溫度變化，最終影響箱內(nèi)溫度穩(wěn)定性。例如，當(dāng)醫(yī)用冰箱所在區(qū)域電壓不穩(wěn)定時(shí)，壓縮機(jī)就容易出現(xiàn)工況波動(dòng)。
箱門頻繁開啟：醫(yī)務(wù)人員頻繁取用物品，會(huì)加劇箱內(nèi)外熱交換，增加熱損耗，對溫度穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。在一些急診科室，由于對藥品和試劑的取用頻率較高，箱門頻繁開啟的情況較為常見。
在檢測醫(yī)用冰箱性能時(shí)，需模擬實(shí)際使用環(huán)境進(jìn)行測試。但在實(shí)際使用中，存在箱內(nèi)外溫差過大、箱門頻繁開關(guān)引發(fā)的對流換熱等因素，這些因素常常致使箱內(nèi)溫度波動(dòng)幅度增大。以醫(yī)院檢驗(yàn)科為例，由于工作需要，工作人員頻繁打開醫(yī)用冰箱取用試劑，這就容易導(dǎo)致箱內(nèi)溫度波動(dòng)。這種溫度波動(dòng)不僅會(huì)對儲(chǔ)存藥品和試劑的質(zhì)量穩(wěn)定性及有效性產(chǎn)生影響，還會(huì)顯著影響校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。若溫度波動(dòng)過大，可能使一些對溫度敏感的藥品提前失效，影響治療效果。
醫(yī)用冰箱行業(yè)通常采用透明門體設(shè)計(jì)，以便醫(yī)務(wù)人員快速識(shí)別儲(chǔ)存物品。然而，這種設(shè)計(jì)存在熱輻射問題，即環(huán)境光源(如照明和日光)通過透明門體與儲(chǔ)存物品發(fā)生輻射換熱，導(dǎo)致受光區(qū)域溫度高于背光區(qū)域。同時(shí)，受限于內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制冷劑流動(dòng)方式等因素，冰箱內(nèi)部往往存在溫度分布不均勻的現(xiàn)象。比如，在一些醫(yī)用冰箱內(nèi)部，靠近蒸發(fā)器的區(qū)域溫度較低，而遠(yuǎn)離蒸發(fā)器的區(qū)域溫度相對較高。這種溫度不均勻的情況會(huì)影響儲(chǔ)存物品的質(zhì)量，對于一些對溫度均勻度要求極高的生物制品而言，可能會(huì)降低其活性。
基于上述分析，為提高醫(yī)用冰箱校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)采取針對性策略，有效控制熱損耗等影響因素。
遵循規(guī)范并結(jié)合實(shí)際操作：醫(yī)用冰箱校準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格依照 JJF 1101 - 2019《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》的技術(shù)要求和操作程序執(zhí)行。同時(shí)，要結(jié)合實(shí)際使用情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。例如，可與使用方協(xié)商確定檢測負(fù)載條件、物品擺放位置及常用溫度設(shè)置點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上確定合理的設(shè)備內(nèi)部溫濕度平衡時(shí)間，并詳細(xì)記錄測試數(shù)據(jù)，在結(jié)果中加以說明。根據(jù)規(guī)范要求，校準(zhǔn)過程中溫度傳感器應(yīng)均勻分布在設(shè)備工作空間的上、中、下三個(gè)層面，測量點(diǎn)數(shù)量需根據(jù)設(shè)備容積合理確定。當(dāng)設(shè)備容積小于等于 2m3 時(shí)，傳感器放置有特定的示意圖可供參考。
加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)：為降低熱損耗和熱傳遞對醫(yī)用冰箱校準(zhǔn)結(jié)果的影響，需加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)與保養(yǎng)。具體措施包括定期清潔冷凝器和蒸發(fā)器，以確保散熱效率;檢查并緊固門封條，降低熱交換;定期檢測和更換制冷劑，維持流量穩(wěn)定。通過這些維護(hù)措施，能有效減少熱損耗，提升設(shè)備性能的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低對校準(zhǔn)結(jié)果的影響。若不定期清潔冷凝器，其表面會(huì)積累灰塵等污垢，阻礙散熱，影響冰箱制冷效果。
引入先進(jìn)技術(shù)：為提升醫(yī)用冰箱的溫度控制精度和運(yùn)行可靠性，可引入先進(jìn)的溫度控制與監(jiān)測技術(shù)。比如采用智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)溫度的精確調(diào)控;運(yùn)用高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度變化，并自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑流量和溫度等參數(shù)，確保箱內(nèi)溫度穩(wěn)定均勻。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅能提高設(shè)備性能和運(yùn)行穩(wěn)定性，還可有效降低熱損耗等因素對校準(zhǔn)結(jié)果的影響。一些新型醫(yī)用冰箱采用智能溫控系統(tǒng)后，溫度控制精度可達(dá)到 ±0.5℃。
優(yōu)化數(shù)據(jù)處理計(jì)算方法：在實(shí)際計(jì)量校準(zhǔn)中，部分藥品或試劑需保持持續(xù)冷藏狀態(tài)，無法滿足校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的空載條件。因此，可根據(jù)用戶需求在負(fù)載條件下進(jìn)行檢測，但需詳細(xì)記錄負(fù)載情況。計(jì)量人員在評(píng)定負(fù)載條件下的測量不確定度時(shí)，應(yīng)系統(tǒng)評(píng)估負(fù)載產(chǎn)生的熱擾動(dòng)效應(yīng)，避免直接套用空載評(píng)定數(shù)據(jù)。此外，可通過大量樣本實(shí)驗(yàn)建立負(fù)載修正系數(shù)，對溫度偏差進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，對于放置了大量血液制品的醫(yī)用冰箱進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，就需要考慮負(fù)載產(chǎn)生的熱擾動(dòng)。
在2025年醫(yī)用冰箱行業(yè)政策的推動(dòng)下，隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展和精準(zhǔn)化需求的提升，醫(yī)用冰箱的性能穩(wěn)定性和可靠性愈發(fā)重要。熱損耗和熱傳遞對醫(yī)用冰箱的溫度偏差、溫度波動(dòng)度以及溫度均勻度均產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響計(jì)量校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。通過遵循相關(guān)規(guī)范并結(jié)合實(shí)際操作、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、引入先進(jìn)技術(shù)以及優(yōu)化數(shù)據(jù)處理計(jì)算方法等一系列優(yōu)化策略，能夠有效提高醫(yī)用冰箱校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)重視對醫(yī)用冰箱的管理，定期開展操作規(guī)范培訓(xùn)，確保醫(yī)護(hù)人員正確使用和維護(hù)設(shè)備，及時(shí)識(shí)別和處理潛在問題，建立健全管理制度，明確職責(zé)分工，強(qiáng)化日常巡檢和定期維護(hù)，使設(shè)備始終處于最佳工作狀態(tài)，以滿足醫(yī)療領(lǐng)域?qū)︶t(yī)用冰箱性能的嚴(yán)苛要求。
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