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淺析武漢某大型醫院的能耗分析及節能管理措施研究

更新時間：2023-10-07點擊次數：875次

任運業

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：在武漢地區的空調季節，因為天氣的原因，大型綜合醫院的能耗是十分驚人的，如何分析醫院的能耗分布并據此做出有針對性的能耗管控，對于節約醫院資金、降低成本和減少能耗浪費都具有重大意義

關鍵詞:能耗分析；節能管理；措施

0引言

隨著我國醫療衛生事業的發展，醫院的建筑規模和醫療設備都有了很大程度的改善，同時醫院的能源消耗也在不斷增加，如何在保障醫療質量的基礎上進行節能減排成為了醫院能源管理面臨的一個重要課題。2019年1月16日，國務院辦公廳下發了《關于加強三級公立醫院績效考核工作的意見》，這是以國字號名義下發的直接針對三級公立醫院績效考核的指導性文件。文件明確將“萬元收入能耗支出"作為醫院成本管控的重要指標，主要目的就是控制成本、降低能耗、避免能源浪費。為此我院在對自身能源消耗分析的基礎上，采用了一些有效的節能管理措施，取得了良好的效果。

1醫院的能耗費用數據分析

經過對醫院前三年的平均能耗數據分析，可以發現武漢的空調季分為夏季制冷和冬季采暖，從能源的消耗數據上也可以明確的看到7月和1月為兩個能耗的高峰，4月則多為能耗較低的月份。經過深入思考后，可建立簡單的能耗計算模型，近似認為4月為醫院醫療設備和照明耗能的月平均值，其他月份減去4月的能耗部分則全部為空調能耗，從中可以看出全年空調能耗超過醫院總能耗的40%，有的月份如7月和1月空調能耗占到65%以上。

2醫院的能耗問題分析

根據上述分析可以得出，空調能耗是醫院的耗能大戶，控制和降低了空調能耗，醫院的能耗就會有明顯的下降。圍繞上述論點，醫院后勤組織技術人員對醫院空調從設備選型、施工方式及工藝流程到使用管理方法進行了逐一的分析，發現存在較多的問題。

（1）醫院當初在建設時規劃比較宏大，考慮到了后期多個建筑的整體規劃，在先期設計施工中心制冷機房的時候，提前選擇了預留后期其他建筑冷量的制冷機組，但在建設完成制冷機房后，由于醫院戰略調整和建設資金的原因，導致后期建設無法實現，原有的制冷機組選型過大，能耗浪費比較嚴重。此外，當初機組的選型在現在看來較為老舊，為離心制冷機組，雖然性能穩定，技術成熟，但目前更新的磁懸浮制冷機組的技術更為先進，節能會更為明顯。

（2）在前期醫院建設制冷機房的時候，因為施工組織不緊湊，施工計劃不完善，導致制冷設備到貨安裝時夏天空調季也臨近，原計劃布置冷卻塔的屋面不能確認滿足承載冷卻塔載荷，導致冷卻塔應急安裝在馬路另一側地面上。因冷卻塔與機組的高差不足和距離較遠原因，冷卻塔一直進水和補水不暢，致使機組冷卻效果不佳，耗能嚴重。

（3）為了美化醫院立面環境，解決醫院空中管道架空縱橫，電纜網線密布的混亂情況，在未詳細分析調研和方案論證的基礎上，倉促施工將所有空中管線入地，意圖干凈醫院藍天。但實際我院緊鄰武漢長江，地下水位很高，一年后地下管道保溫層進水，導致空調管道常年被地下水直接浸泡，夏季制冷時降溫了地下水，冬季采暖又加熱了地下水，能耗比較嚴重，且由于不是采用的共同溝模式，修理也變得比較困難。

（4）醫院職工普遍缺乏空調節能意識，感覺能耗浪費跟自己毫無關系，但病房太熱和太冷卻影響了自身的環境舒適度，因此每年空調的開啟時間毫無規律，僅根據臨床的投訴和院領導的命令來完成。空調開啟后，公共區域的門窗無人管理，患者抽煙和其他原因開窗通風十分常見，能耗浪費隨處可見。

3醫院的節能措施

（1）設備的選型和及時更新。醫院的能耗設備設施在設計選型時，需要根據當時實際情況進行選擇，不要過于貪大求全，對于未來不確定的建設規劃，應該謹慎考慮預留余量，必要時可以采用模塊化機組設計等方式預留后期建設接口。對于我院現在存在的實際選型較大，機組使用時間又較短不便報廢更換的情況，綜合考慮后選擇購置了一臺磁懸浮制冷機組與之并聯，選型功率則按目前建筑的實際負荷計算，將原有機組設備作為備用機組，一方面通過新機組降低實際使用能耗，另一方面用舊機組保證在新機組故障時的病房冷源安全。

同時對醫院目前使用年限較長的罐式換熱器進行修理，作為備用。另外并聯采購一套板式換熱器作為主要采暖設備，換熱效率明顯提高，無論噪音還是易用性都明顯改善，且解決了“一供一備用"的能源安全問題。

施工方案及工藝流程的改進。由于上述醫院地下管道埋設的不利因素，在精心設計規避正面，兼顧施工隱蔽和建筑物立面美觀后，醫院將地下埋設的空調管道重新架空并保溫，對實在不能架空的路段則采用多層套管密封保溫的方式，降低了管網的能耗浪費。

針對醫院冷卻塔存在的進水不暢的問題，醫院在請專業的檢測單位對房屋結構承載檢測加固后，將冷卻塔移到了制冷機房的屋頂上。通過利用屋面的高差，冷卻水可以自流進制冷機組，解決了管路長和水流少的問題。冷卻塔的能耗降低了，機組的效率也提高了，同時還節約出來了一大片的土地做停車位。

房屋維護結構的保暖效果也直接的影響到空調能耗的高低，除了在設計時考慮建筑物的保溫材料以外，平時進出的大門、公共場所的窗戶都需要做保溫隔熱處理，如安裝隔熱門簾、風幕、過廳或雙門隔斷等；天井的玻璃屋面在太陽的直射下耗能嚴重，可以采用在空調季鋪設防曬網等方式做隔熱處理，

（3）管理的規范和落地。第一，邀請醫療、護理、院感及客戶服務部門進行探討，兼顧國家公布的空調開啟條件，綜合制定適合我院的空調開啟標準，用客觀的指標要求后勤按條件及時操作。同時對全院職工進行能耗費用的講解，增強職工的主動節能意識。第二，對于不好管控的公共區域，安排物業人員進行巡視，制定就近的保潔或保安管理負責制度，落實公共區域門窗及時關閉管理，減少能源浪費。同時安排質量控制人員對臨床和職能部門進行巡視，加強監管，加大考核力度。第三，制冷班組的操作人員需要隨時關注制冷機組進出水溫的變化，做好動態調整。鍋爐班人員需要在注意鍋爐安全的情況下，根據天氣等因素調整鍋爐燃燒效果，控制排污及燃燒時段，降低燃氣消耗。第四，對后勤操作人員提出的合理建議積極采納，對操作班組主動管控的行為和節能效果給予及時的獎勵。

4實施節能措施的效果

經過近一年的持續改造優化，各類設備設施的運行更加的流暢合理，醫院能源安全有了備用保障，節能效果也十分突出。經統計上述綜合措施實行后，本年度能耗同比降低了15%，降低能耗100萬元左右，為醫院節約了較大的經費。同時通過一年的節能管理和不斷的節能意識教育，臨床醫護人員的節能意識大大增強，不僅日常隨手關燈關窗，而且對后勤的能源管理十分理解和配合，達到了年初制定的綜合節能的預期目標。

5 Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁面

◆安全用電

安全用電采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給企業管理人員，指導企業實現及時的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。填bu了原先針對“九小場所"和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實際需求。

（5）系統硬件配置

分類	產品型號	外觀	產品功能
無線測溫	ARTM-Pn		可監測電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能，可接收60個無線溫度傳感器溫度
無線測溫	ATC600	$C:\Users\wangshihui\Desktop\智能配電產品圖品2019.12.13\ARTM\ATC\ATC600\7E7A9790.jpg7E7A9790$	ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據項目布局選擇配置。可接收240個無線溫度傳感器溫度
光伏監控	AGF		光伏電池串開路報警，可以配合組串電壓進行綜合判斷；帶3路開關量狀態監測，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便；測量元件采用霍爾傳感器，隔離測量電流20A；電壓測量功能可測量母線電壓DC1500V
電力監控	AEM96		三相電力參數測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、需量、歷史電能統計、開關量事件記錄、歷史值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關量、報警輸出
電力監控	APM系列		全電量測量，四象限電能，復費率電能，儀表內部溫度測量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實時需量及需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月值和上月值(包含時間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級。
預付費	DDSY		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率需量及發生時間，實時需量，歷史凍結數據購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。
預付費	DTSY		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率需量及發生時間，實時需量，歷史凍結數據購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。
智能抄表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。總電能計量（反向計入正向），3個月歷史電能數據凍結存儲；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能2級。
	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。（正、反向）有功、無功電能計量；A、B、C分相正向有功電能計量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級。
	ADW210		4路三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當月及上三月的電壓、電流、功率值記錄；需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關量輸入4路開關量輸出；支持12路測溫4路剩余電流測量；有功電能精度1級。
	ADW300		三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當月及上三月的電壓、電流、功率值記錄；需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄；支持4路開關量輸入、2路開關量輸出；支持4路測溫；支持1路剩余電流測量；支持本地顯示及按鍵設置；有功電能精度1級。通訊方式：支持RS485通訊、Lora無線通訊、4G通訊；WIFI通訊
直流電能表	DJSF1352		1.精度：1級或0.5級，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計量。
電氣	ARCM300-Z		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、cosΦ），視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，2路繼電器輸出，2 路開關量輸入，支持斷電報警上傳
電氣	AAFD-DU		監測故障電弧、漏電、溫度兩路無源干接點（開關量）輸入兩路無源常開觸點（開關量）輸出
充電樁	ACX系列		充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電，
充電樁	AEV_AC007		額定功率7kW,單相三線制，防護等級IP65,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。通訊方式：4G、藍牙、Wifi
智慧照明	ASL200		遙控輸出兩路無源干接點（開關量）輸入兩路無源常開觸點（開關量）輸出