淺談能耗分析在醫(yī)院節(jié)能中的管理

時間：2024-11-13作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：42

1、用能概況

天津市某醫(yī)院建筑面積11.54萬m2，擁有1500張病床,是一所以器官移植、急救醫(yī)學、耳鼻喉專業(yè)學科為特色,融醫(yī)療、教學、科研、預防為一體的綜合性三級甲等醫(yī)院,2019年醫(yī)院年門急診病人230萬余人次，病床使用率達107%。目前,醫(yī)院新址正在建設中,建筑面積40.8萬m2，擁有全國單體建筑面積*大的建筑，預計2021年建設完成投入使用。醫(yī)院能源類型有水、電、天然氣、汽油、柴油等，其中主要為水、電、燃氣。用能系統(tǒng)比較復雜，示意圖見圖1，包括用電系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、用水系統(tǒng)和用油系統(tǒng)，涉及到食堂用燃氣、供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等。

2、后勤管理平臺的建設

2017年起，醫(yī)院在院**的大力支持下，開始推進后勤信息化的建設，*了一套智慧后勤管理平臺，包括設備管理、能源管理、運維管理、安防管理、資料管理等模塊。系統(tǒng)建成后對醫(yī)院后勤管理向精細化方向發(fā)展起到重要的促進作用。智慧后勤管理平臺已獲多項**，并在天津市多家醫(yī)院進行推廣，目前，某醫(yī)院已正式運用我院平臺。

其中，能源管理系統(tǒng)包含了院內(nèi)冷熱源系統(tǒng)、溫濕度系統(tǒng)、食堂冷庫系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、液氧系統(tǒng)、真空系統(tǒng)凈化系統(tǒng)、共10個重要的用能系統(tǒng)。能源管理系統(tǒng)在建設初期，針對醫(yī)院建設較早、很多設備均不具備信息化數(shù)據(jù)采集基礎條件的狀況，對部分水、電、燃氣等系統(tǒng)設備進行了改造，包括手術室凈化自控軟件系統(tǒng)升級、鍋爐房熱力系統(tǒng)信息化、變配電統(tǒng)信息化等，安裝了大量的數(shù)據(jù)采集器、溫濕度探測器和CO2探測器等信息化相關組件，通過TCP/IP協(xié)議對數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)測，利用一站式管理平臺對用能情況進行在線監(jiān)測、統(tǒng)計分析、智慧管理。同時系統(tǒng)能夠進行樓宇自動控制，實現(xiàn)信息自動預警、自動管理。

能源管理系統(tǒng)的建立，使得管理人員在數(shù)據(jù)積累的基礎上，進行數(shù)據(jù)分析、規(guī)律積累，找到能耗重點部位，提供節(jié)能方向，為進一步實現(xiàn)節(jié)能管理工作精細化奠定了基礎，是醫(yī)院開展節(jié)能管理工作的重要的手段。

3、能耗分析

醫(yī)院利用智慧后勤管理平臺-能源管理系統(tǒng)，對能源消耗進行監(jiān)測、管理和數(shù)據(jù)分析，積累了大量的能耗數(shù)據(jù)，以下對醫(yī)院的能耗情況進行分析。

3.1總能耗

采用GB/T2589—2020《綜合能耗計算通則》的折標系數(shù)將能源消耗量折算為標準煤，折標系數(shù)表見表1。根據(jù)表中的折算系數(shù)，計算各類能源的消耗量，得到2014—2019年的能源消耗總量，詳情如表2所示。2014—2016年平均年能耗總量為4880.03tce，2017年能耗總量4612.94tce，較2014—2016年平均能耗總量同比下降5.47%，2018年能耗總量4557.23tce，較2017年能耗總量同比下降1.21%。2019年能耗總量4320.27tce，較2018年同比下降5.2%，能耗總量呈逐年下降的趨勢。隨著醫(yī)療行業(yè)的快速發(fā)展，醫(yī)院的就診人數(shù)逐漸增多，院內(nèi)基礎建設規(guī)模的擴大和設備設施的不斷增加，但是作為運行**的水、電、燃氣的消耗量卻在減少，這是醫(yī)院采取了一定的節(jié)能措施**的效果。2014—2018年能源支出情況見表3，2014—2016年平均、2017、2018和2019年能源總支出分別為2432.5萬元、2522.4萬元、2387.8萬元、2156.2萬元，2017年同比增長3.70%，2018、2019年分別同比減少5.34%和9.70%。能源消耗支出呈下降趨勢，這是因為醫(yī)院采取了一系列的節(jié)能降耗措施，使得能耗總量呈下降趨勢的同時，能耗總支出逐年減少。



圖2為醫(yī)院2014年—2019年水、電、燃氣的年支出情況進行，在3種醫(yī)院主要能耗中，用電支出所占的比重*大，為59.49%，占到了總支出的一半以上，燃氣支出占22.37%，居于*2位，用水支為18.14%，**電和燃氣。用電量的變化直接影響總能耗，因此采取措施減少電耗是節(jié)能工作的重點。






圖22014—2019年能源支出結構圖




醫(yī)院的用能人員復雜，包括院內(nèi)在編職工、工勤**人員、學生、門診和住院患者家屬等?？紤]醫(yī)院用能人數(shù)的變化情況，對用能情況進行分析，2018年人均能耗270.99kgce/人，與2017年基本持平，2019年人均能耗242.38kgce/人，較2018年下降28.61kgce/人。

3.2用電能耗分析

能源管理系統(tǒng)對醫(yī)院用電進行了分項計量，包括動力設備、電梯、消防、空調(diào)設備、照明及插座、大型醫(yī)療設備、廚房動力、電子設備等18個分項。其中，空調(diào)、動力設備、照明及插座、醫(yī)療設備是主要的耗電部分，占總耗電量的80%以上。通過能源管理系統(tǒng)對用電的計量和分析，得到2016—2019年逐月用電量變化情況，詳情見圖3。2017、2018、2019年耗電量同比增長分別為6.41%、7.48%、0.84%，在增加的耗電量中，一部分是醫(yī)院每月新增的設備電源負荷，以2018年7月—2019年6月為例，新增電源負荷量估算約10.842萬kW·h，若考慮這一部分電耗，2018年7月—2019年6月耗電量同比2017年7月—2018年6月增長僅為3.78%。

圖3為2016—2019年逐月電耗圖，圖中顯示，歷年逐月耗電趨勢變化基本相同，電耗*大的月份集中在每年的6—9月份，因為在供冷季空調(diào)集中耗電是主要的影響因素，因此有效控制空調(diào)用電是節(jié)能重點。魏澤元等[2]將醫(yī)院的用電分為醫(yī)療**設備用能和建筑其他機電設備用能，醫(yī)療**設備是日常醫(yī)療運行的基本**，應著重從建筑其他機電設備進行節(jié)能。照明及插座是其中的重要耗能部分，一方面更換節(jié)能燈具，減少照明用電；另一方面制定節(jié)能的照明控制方案。



圖32016—2019年逐月電耗圖

3.3用水能耗分析

對醫(yī)院的用水量進行分析2017—2019年各月用水量較平穩(wěn)，年平均總用水量約為58萬t。通過能源管理平臺對用水遠程監(jiān)控，對用水數(shù)據(jù)進行計量和分析，并將能源消耗的情況直觀的進行展示，有能耗波動較大的變化時，運維管理人員根據(jù)平臺的數(shù)據(jù)變化，**時間對問題進行分析，及時進行解決。例如：我院2019年3月份持續(xù)幾天出現(xiàn)用水量突然猛增，分析并未有實際用水量突增情況的發(fā)生，通過查看用水量的分項趨勢圖，發(fā)現(xiàn)其中某一項用水量猛增，進一步分析發(fā)現(xiàn)，可能是由于供水管路或者儲水設備損壞導致漏水，產(chǎn)生了大量水資源浪費，隨后對此供水管路上的設備及管路本身進行檢查，通過詳細檢查后發(fā)現(xiàn)是消防水箱漏水導致大量供水損失，隨后對消防水箱進行維修，防止了此處水資源的損失。

醫(yī)院一方面加強節(jié)水管理，對設備進行定期的維護和保養(yǎng)，二次水箱清洗消毒、鍋爐和直燃機螺桿機冷凝器水質(zhì)檢測及排污，及時進行水平衡測試。另一方面大多數(shù)醫(yī)院建造年份較早，一些用水設備老化現(xiàn)象較為嚴重，要引進新型的節(jié)水技術和設備，如節(jié)水器具、用水計量。醫(yī)院現(xiàn)有一級水表2只、二級水表200只、三級水表6只，并在重點用水部位安裝二級水計量裝置。

2017—2019年平均用水量見圖4，用水量*大的月份為6—9月份，因此夏季節(jié)水是節(jié)能工作的重點。對2017—2019年人均耗水量進行分析，2017、2018、2019年人均耗水量分別為36.93、33.87、31.08t/人，呈逐年下降的趨勢。



圖42017—2019年平均逐月水耗圖

3.4用氣能耗分析

醫(yī)院的用氣由鍋爐用氣和食堂用氣組成，鍋爐用氣占到總用氣的90%以上，是主要的節(jié)氣部分。2018、2019年平均鍋爐逐月消耗天然氣情況如圖5所示，供暖季為11月—次年3月，這幾月天然氣消耗量占年總消耗量的71.53%，因此，要采取措施降低供暖季的用氣量。






圖52018—2019年平均鍋爐逐月消耗天然氣情況

醫(yī)院有一用一備的2臺蒸汽鍋爐，為醫(yī)院供應中心提供消毒滅菌蒸汽。有關研究表明，在非供暖季，單位蒸汽消耗的天然氣量增加，因此在非供暖季，采取措施提高蒸汽利用率是節(jié)能的方向。2017—2018年供暖季前對院內(nèi)設備進行了改造，采用合同能源管理，將鍋爐進行了托管，托管費用510萬元/a，包含前期設備改造、天然氣消耗費用、部分設備維保費用和運維人員費用。此前供暖方式為**集中供熱，每年醫(yī)院除支付天然氣費用外，需繳納**集中供熱服務費用約193.48萬元/a。計算得2016—2019年醫(yī)院每年對于鍋爐運行的支出依次為530、521、510、510萬元。實際上，托管后醫(yī)院減少了部分設備維保、運維人員等費用。若考慮這一部分費用的減少，托管后鍋爐用氣消耗僅為約401萬元/a。

文獻研究表明，托管后用于生活熱水、采暖、制冷的用氣量呈下降趨勢。因此采取合同能源管理方式，由專業(yè)的公司進行運維，通過運行策略的控制，一方面可以有效的減少燃氣消耗，**環(huán)保效益，同時為醫(yī)院節(jié)省用氣支出，**經(jīng)濟效益。

4、醫(yī)院基于能耗分析的節(jié)能舉措

2017年智慧后勤管理平臺建成后，基于能源管理系統(tǒng)，醫(yī)院不斷地完善節(jié)能工作。通過對能耗數(shù)據(jù)的分析，挖掘節(jié)能潛力，對節(jié)能進行全過程的精細化管理，有針對的采取節(jié)能措施。自2017年起，醫(yī)院每年進行一次能源審計，并針對審計結果，采取有效的節(jié)能改造。在院**的帶領下，近3年醫(yī)院采取了多項節(jié)能措施，主要包括技術節(jié)能和管理節(jié)能。

4.1技術節(jié)能

4.2管理節(jié)能

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)標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務。

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(shù)據(jù)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(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(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預警及綜合展示，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)各設備運行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)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(jié)約人力資源。



◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現(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、科學化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程**結合起來，運用**的數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行離線生產(chǎn)分析與管理，實現(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，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。





◆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(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)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(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。



◆充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)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(jiān)控、運營分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能。

◆智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)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(jié)能減掛的效果。



◆安全用電

安全用電采用*的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)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(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現(xiàn)**時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

◆智慧消防

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

（5）系統(tǒng)硬件配置







6、結論

1)醫(yī)院要進行精細化管理，對能耗數(shù)據(jù)的準確計量是基礎，而能源管理系統(tǒng)的建立是進行能耗計量與分析的必要手段。

2)天津市某醫(yī)院利用智慧后勤管理平臺對能源進行設備監(jiān)測、數(shù)據(jù)計量、數(shù)據(jù)積累和能耗分析，以能耗規(guī)律為導向，進行大量的技術和管理節(jié)能工作，**了一定的成效，在醫(yī)療業(yè)務逐年增長的形勢下，總能耗同比減少，節(jié)能管理工作逐步實現(xiàn)精細化管理。醫(yī)院獲得了多項榮譽，2018年醫(yī)院獲評“天津市綠色公共機構”榮譽稱號。

3)醫(yī)院采取各項節(jié)能管理措施實施后所**的節(jié)能成效，將是作者后續(xù)研究的重點。

目前，大多數(shù)醫(yī)院的節(jié)能工作主要集中在技術節(jié)能，現(xiàn)代大型醫(yī)院要將技術節(jié)能和管理節(jié)能相結合。數(shù)據(jù)是信息化平臺建立的基礎，信息化平臺又為節(jié)能管理提供數(shù)據(jù)支撐，醫(yī)院管理和運維人員要利用信息化平臺，進行數(shù)據(jù)分析、規(guī)律積累，以能耗重點部位作為節(jié)能方向，提出節(jié)能策略，促進節(jié)能管理，從而逐步實現(xiàn)節(jié)能工作精細化管理。














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