淺析武漢某大型醫(yī)院的能耗分析及節(jié)能管理措施研究

淺析武漢某大型醫(yī)院的能耗分析及節(jié)能管理措施研究

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在武漢地區(qū)的空調(diào)季節(jié)，因?yàn)樘鞖獾脑?，大型綜合醫(yī)院的能耗是十分驚人的，如何分析醫(yī)院的能耗分布并據(jù)此做出有針對性的能耗管控，對于節(jié)約醫(yī)院資金、降低成本和減少能耗浪費(fèi)都具有重大意義

關(guān)鍵詞:能耗分析；節(jié)能管理；措施

0引言

隨著我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，醫(yī)院的建筑規(guī)模和醫(yī)療設(shè)備都有了很大程度的改善，同時(shí)醫(yī)院的能源消耗也在不斷增加，如何在保障醫(yī)療質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能減排成為了醫(yī)院能源管理面臨的一個(gè)重要課題。2019年1月16日，國務(wù)院辦公廳下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)三級公立醫(yī)院績效考核工作的意見》，這是以國字號名義下發(fā)的直接針對三級公立醫(yī)院績效考核的指導(dǎo)性文件。文件明確將“萬元收入能耗支出”作為醫(yī)院成本管控的重要指標(biāo)，主要目的就是控制成本、降低能耗、避免能源浪費(fèi)。為此我院在對自身能源消耗分析的基礎(chǔ)上，采用了一些有效的節(jié)能管理措施，取得了良好的效果。

1醫(yī)院的能耗費(fèi)用數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過對醫(yī)院前三年的平均能耗數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)武漢的空調(diào)季分為夏季制冷和冬季采暖，從能源的消耗數(shù)據(jù)上也可以明確的看到7月和1月為兩個(gè)能耗的高峰，4月則多為能耗較低的月份。經(jīng)過深入思考后，可建立簡單的能耗計(jì)算模型，近似認(rèn)為4月為醫(yī)院醫(yī)療設(shè)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(diào)能耗，從中可以看出全年空調(diào)能耗超過醫(yī)院總能耗的40%，有的月份如7月和1月空調(diào)能耗占到65%以上。

2醫(yī)院的能耗問題分析

根據(jù)上述分析可以得出，空調(diào)能耗是醫(yī)院的耗能大戶，控制和降低了空調(diào)能耗，醫(yī)院的能耗就會有明顯的下降。圍繞上述論點(diǎn)，醫(yī)院后勤組織技術(shù)人員對醫(yī)院空調(diào)從設(shè)備選型、施工方式及工藝流程到使用管理方法進(jìn)行了逐一的分析，發(fā)現(xiàn)存在較多的問題。

（1）醫(yī)院當(dāng)初在建設(shè)時(shí)規(guī)劃比較宏大，考慮到了后期多個(gè)建筑的整體規(guī)劃，在先期設(shè)計(jì)施工中心制冷機(jī)房的時(shí)候，提前選擇了預(yù)留后期其他建筑冷量的制冷機(jī)組，但在建設(shè)完成制冷機(jī)房后，由于醫(yī)院戰(zhàn)略調(diào)整和建設(shè)資金的原因，導(dǎo)致后期建設(shè)無法實(shí)現(xiàn)，原有的制冷機(jī)組選型過大，能耗浪費(fèi)比較嚴(yán)重。此外，當(dāng)初機(jī)組的選型在現(xiàn)在看來較為老舊，為離心制冷機(jī)組，雖然性能穩(wěn)定，技術(shù)成熟，但目前更新的磁懸浮制冷機(jī)組的技術(shù)更為先進(jìn)，節(jié)能會更為明顯。

（2）在前期醫(yī)院建設(shè)制冷機(jī)房的時(shí)候，因?yàn)槭┕そM織不緊湊，施工計(jì)劃不完善，導(dǎo)致制冷設(shè)備到貨安裝時(shí)夏天空調(diào)季也臨近，原計(jì)劃布置冷卻塔的屋面不能確認(rèn)滿足承載冷卻塔載荷，導(dǎo)致冷卻塔應(yīng)急安裝在馬路另一側(cè)地面上。因冷卻塔與機(jī)組的高差不足和距離較遠(yuǎn)原因，冷卻塔一直進(jìn)水和補(bǔ)水不暢，致使機(jī)組冷卻效果不佳，耗能嚴(yán)重。

（3）為了美化醫(yī)院立面環(huán)境，解決醫(yī)院空中管道架空縱橫，電纜網(wǎng)線密布的混亂情況，在未詳細(xì)分析調(diào)研和方案論證的基礎(chǔ)上，倉促施工將所有空中管線入地，意圖干凈醫(yī)院藍(lán)天。但實(shí)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(jìn)水，導(dǎo)致空調(diào)管道常年被地下水直接浸泡，夏季制冷時(shí)降溫了地下水，冬季采暖又加熱了地下水，能耗比較嚴(yán)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(yī)院職工普遍缺乏空調(diào)節(jié)能意識，感覺能耗浪費(fèi)跟自己毫無關(guān)系，但病房太熱和太冷卻影響了自身的環(huán)境舒適度，因此每年空調(diào)的開啟時(shí)間毫無規(guī)律，僅根據(jù)臨床的投訴和院領(lǐng)導(dǎo)的命令來完成?？照{(diào)開啟后，公共區(qū)域的門窗無人管理，患者抽煙和其他原因開窗通風(fēng)十分常見，能耗浪費(fèi)隨處可見。

3醫(yī)院的節(jié)能措施

（1）設(shè)備的選型和及時(shí)更新。醫(yī)院的能耗設(shè)備設(shè)施在設(shè)計(jì)選型時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，不要過于貪大求全，對于未來不確定的建設(shè)規(guī)劃，應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮預(yù)留余量，必要時(shí)可以采用模塊化機(jī)組設(shè)計(jì)等方式預(yù)留后期建設(shè)接口。對于我院現(xiàn)在存在的實(shí)際選型較大，機(jī)組使用時(shí)間又較短不便報(bào)廢更換的情況，綜合考慮后選擇購置了一臺磁懸浮制冷機(jī)組與之并聯(lián)，選型功率則按目前建筑的實(shí)際負(fù)荷計(jì)算，將原有機(jī)組設(shè)備作為備用機(jī)組，一方面通過新機(jī)組降低實(shí)際使用能耗，另一方面用舊機(jī)組保證在新機(jī)組故障時(shí)的病房冷源安全。

同時(shí)對醫(yī)院目前使用年限較長的罐式換熱器進(jìn)行修理，作為備用。另外并聯(lián)采購一套板式換熱器作為主要采暖設(shè)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(jìn)。由于上述醫(yī)院地下管道埋設(shè)的不利因素，在精心設(shè)計(jì)規(guī)避正面，兼顧施工隱蔽和建筑物立面美觀后，醫(yī)院將地下埋設(shè)的空調(diào)管道重新架空并保溫，對實(shí)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(wǎng)的能耗浪費(fèi)。

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

房屋維護(hù)結(jié)構(gòu)的保暖效果也直接的影響到空調(diào)能耗的高低，除了在設(shè)計(jì)時(shí)考慮建筑物的保溫材料以外，平時(shí)進(jìn)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(fēng)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(yán)重，可以采用在空調(diào)季鋪設(shè)防曬網(wǎng)等方式做隔熱處理，

（3）管理的規(guī)范和落地。第一，邀請醫(yī)療、護(hù)理、院感及客戶服務(wù)部門進(jìn)行探討，兼顧國家公布的空調(diào)開啟條件，綜合制定適合我院的空調(diào)開啟標(biāo)準(zhǔn)，用客觀的指標(biāo)要求后勤按條件及時(shí)操作。同時(shí)對全院職工進(jìn)行能耗費(fèi)用的講解，增強(qiáng)職工的主動節(jié)能意識。第二，對于不好管控的公共區(qū)域，安排物業(yè)人員進(jìn)行巡視，制定就近的保潔或保安管理負(fù)責(zé)制度，落實(shí)公共區(qū)域門窗及時(shí)關(guān)閉管理，減少能源浪費(fèi)。同時(shí)安排質(zhì)量控制人員對臨床和職能部門進(jìn)行巡視，加強(qiáng)監(jiān)管，加大考核力度。第三，制冷班組的操作人員需要隨時(shí)關(guān)注制冷機(jī)組進(jìn)出水溫的變化，做好動態(tài)調(diào)整。鍋爐班人員需要在注意鍋爐安全的情況下，根據(jù)天氣等因素調(diào)整鍋爐燃燒效果，控制排污及燃燒時(shí)段，降低燃?xì)庀摹５谒模瑢笄诓僮魅藛T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(jié)能效果給予及時(shí)的獎勵。

4實(shí)施節(jié)能措施的效果

經(jīng)過近一年的持續(xù)改造優(yōu)化，各類設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行更加的流暢合理，醫(yī)院能源安全有了備用保障，節(jié)能效果也十分突出。經(jīng)統(tǒng)計(jì)上述綜合措施實(shí)行后，本年度能耗同比降低了15%，降低能耗100萬元左右，為醫(yī)院節(jié)約了較大的經(jīng)費(fèi)。同時(shí)通過一年的節(jié)能管理和不斷的節(jié)能意識教育，臨床醫(yī)護(hù)人員的節(jié)能意識大大增強(qiáng)，不僅日常隨手關(guān)燈關(guān)窗，而且對后勤的能源管理十分理解和配合，達(dá)到了年初制定的綜合節(jié)能的預(yù)期目標(biāo)。

5 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)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(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

（3）平臺結(jié)構(gòu)

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預(yù)付費(fèi)管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報(bào)表中心：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

預(yù)付費(fèi)看板

◆充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

◆安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)及時(shí)的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。填補(bǔ)了原先針對“九小場所”和?；飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細(xì)化”的實(shí)際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

分類	產(chǎn)品型號	外觀	產(chǎn)品功能
無線測溫	ARTM-Pn		可監(jiān)測電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能，可接收60個(gè)無線溫度傳感器溫度
ATC600		ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項(xiàng)目布局選擇配置?？山邮?40個(gè)無線溫度傳感器溫度
光伏監(jiān)控	AGF

	單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量?？傠娔苡?jì)量（反向計(jì)入正向），3個(gè)月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)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(jì)量；A、B、C分相正向有功電能計(jì)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(shù)、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(dāng)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(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關(guān)量輸入4路開關(guān)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(shù)、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(dāng)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(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持4路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)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(shè)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(jì)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(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，2 路開關(guān)量輸入，支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳
AAFD-DU

	監(jiān)測故障電弧、漏電、溫度 兩路無源干接點(diǎn)（開關(guān)量）輸入 兩路無源常開觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出
充電樁	ACX系列		充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電，
AEV_AC007

6結(jié)語

醫(yī)院是人流量較大的公共場所，患者和醫(yī)護(hù)人員對于節(jié)能沒有太大的關(guān)注，相對臨床收入來說后勤能耗的支出不太顯眼，但醫(yī)院能耗的管控不僅有利于降低醫(yī)院的成本支出，增加醫(yī)院的收益，而且也減少了社會資源的浪費(fèi)，對醫(yī)院和社會效益均具有很大的積極意義。

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審核編輯 黃宇