浅谈医院基于配电能效管理系统节能减排的实施

  摘要：随国家节能减排力度的加大，医院作为用能单位，能源的消耗量很大，节能工作势在必行。医院怎么来实现能源降低20%的目标，节能减排工作面临怎样的困难，有咋样的优势，节能减排应该采用哪些手段与方法实现，针对这样一些问题进行了探讨。

  党的报告说明“加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力。把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展的策略的突出位置，落实到每个单位、每个家庭。落实节能减排工作责任制。国家“十一五规划纲要提出了“十一五期间GDP能耗降低20%，主要污染物的排放总量减少10%。国务院对节能减排工作做出了一系列强有力的决策和部署，各地区、各部门也都把节能减排工作摆到了很重要的位置。目前节能减排推动力度在进一步加大，政策措施在进一步落实，社会的氛围进一步地浓厚，节能减排的效果进一步在显现。作为医院，能源的消耗量很大，节能减排任务艰巨，责任重大，怎样实现能耗降低20%的目标，节能工作面临哪些的困难，存在哪些优势，有哪些潜力可挖，应该采用哪些手段与方法实现节能，这都是摆在医院面前现实的问题。下面就我院近几年怎样开展节能的工作，谈一下我们的体会与解决办法，不足之处请指正。

  北京市政府规定，能源年消耗5000吨标煤以上的单位为用能单位，进行全方位检查、监督。目前北京市三甲医院能源消耗大部分都是在5000T标煤以上。随着生活水平的日益提高，人们对就医条件的需求也愈加增长，医院只有通过不断地改进医疗技术、完善设备、增设功能去满足大家需求，因此医院的能耗也在一直上升。根据我院近几年统计，在电力、天燃气、自来水、燃油等能源消耗中，供暖与空调的能源消耗占总能源消耗的一半以上，是节能的。如图1所示，2009年电力消耗中，供暖和空调占全部电耗的56%。

  在“十一五之前，想要知道消耗了多少能源，要从银行每月的托收单上来了解，以及消耗的电、燃气、水等花费了多少钱。但是这些能源都用在了哪里，哪些设备与系统是耗能大户，能源消耗的结构是不是合理，如果开展节能措施，能耗可以下降多少，是不是达到预期的目标，这些都无从统计，由于没安装二次计量装置，没办法得到原始数据，能源消耗底数不清，是节能工作遇到的困难。

  医院没有一个专门的机构负责节能工作，也没有专职或兼职能源管理人员来完成这项工作。缺少节能的规划与实施的目标，没有节能减排的相关规章制度，节能工作处于责任不明，无章可循状态。

  很多节能的项目实施需要投入较大的资金，有时节约能源改造投入的资金比节省能源的费用更大，这是所谓的“节能不节钱。且节能效益分析都是在理论上的，实施后能否达到预期节能目标，与理论能耗是否有出入，都还心中无数。

  由于过去对能源工作不进行考核，节能工作对医院管理者来说，是一项新的领域，包括能源消耗统计、上报、数据分析、技术措施等都是崭新的课题，相关的工作人员专业相关知识不足，对节约能源的相关方针政策，法律和法规了解不够。

  针对以上遇到的问题与困难，首先在提高认识的基础上，成立了医院节能减排工作领导小组，设置了节能减排办公室，并明确了相关职责，明确了组织机构与节能减排目标。节能管理体系如图2所示：

  3.1.1 贯彻落实国家相关节能减排的方针政策，部署医院的节能减排工作。

  3.1.2 制定节能减排的工作规划，协调解决节能减排工作中遇到的重大问题。

  3.2.1 负责节能减排工作的组织实施、落实和目标完成情况的监督、考核。

  制定了“十一五节能计划，在计划中明确了节能目标、对象与措施，建立了洗衣房、空调、电工维修、水暖维修、锅炉房等班组的节能措施、岗位目标，并制定了节能培训计划和岗位教育。

  针对我院的特点，将开展节能工作分为三步进行，分别为行为节能、管理节能和技术节能

  4.1.1 在宣传上加大力度，倡导节能减排，为子孙后代造福的思想观念。强化节能减排意识，人人有责，从我做起，从每件小事做起，在水龙头、照明开关处张贴指示标识，做到办公室人走灯关，关闭长时间不使用的办公设备（如计算机等），随手关闭水龙头，缩短洗澡时间，使职工逐渐养成节约用水、节约用电的良好习惯。

  4.1.2 严控办公室供冷供热温度，夏季空调温度不低于26℃，冬季温度不高于20℃。

  4.1.3 提倡绿色出行方式，职工严格遵守北京市每周少开一天车的规定。及时淘汰单位的黄标车辆。

  4.2.1 改进空调运行管理方式，加强空调系统的维护，采取灵活的运行方式，根据不同的工作性质与特点分区域分时段运行。

  4.2.2 对供暖、供水系统加强维护，坚持巡检，常年治理跑、冒、滴、漏现象，对锈蚀的管道、阀门按时换，做好管道的保温。

  4.2.4 锅炉合理运行，对生活热水、蒸汽分时段供应，加紧淘汰效率偏低的水泵，更换科研楼、老病房楼的开水器，变蒸汽开水器为电热开水器。

  4.2.5 加大节能产品采购力度，对采购的机电产品要在国家或北京市节能产品目录中的产品或是节能的产品。

  4.3.1 要做好能源统计工作，摸清能源消耗情况，安装能源分项计量装置，我们在用电设备按照系统分类安装了48块电度表，且实现了网路传输功能。安装了10块蒸汽涡街流量计，对饱和蒸汽的消耗进行统计，安装了12块自来水表，了解锅炉、空调等设备的水消耗情况。摸清了能源去向，掌握了能耗数据，为节能工作开展打下了良好基础。

  4.3.2 根据能源消耗情况，逐步采取降低能耗的技术方法。如：更换节能的灯具；在有条件的情况下，逐步对空调冷冻泵、冷却塔电机安装变频装置，或实测水泵效率更换水泵；采用冰蓄冷或水蓄冷方式降低用电波峰的能耗；充分的利用太阳能装置补充生活热水；安装刷卡洗澡装置等。

  4.3.3 合理整合现有供电、供气、供冷的设备资源，在工程建设时选用节能新材料、新技术、新工艺，同时最大限度地考虑后期的运行管理费用。

  AcrelEMS-MED医院能源管理平台充分结合《医疗建筑电气设计规范》《绿色医院建筑评价标准》、《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》等行业规范、根据医院客户的真实需求以及能源管理部门要求，采集分析能源、能耗、能效数据，监测以电能质量、智慧用电相关指标以及其他用能指标，并与国家能源政策与用能模式改革结合。能够辅助医院后勤管理人员进行能源供应系统及设备的运行管理工作，帮助医院管理层实时掌握医院的能耗情况，为医院能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。

  安科瑞医院能源管理系统建立基于云平台的“监、控、维一体化的能源管理系统，从数据采集、设备控制、数据分析、异常预警、运维派单、系统架构和综合数据服务等方面的设计，帮助医院后勤管理部门全方面了解医院能源运作情况，关注消防和电气安全，及时预警不正常的情况，提高运维效率。它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所运维云平台，配电房综合监控系统，能耗管理系统，智能照明控制管理系统，智慧消防平台，电气火灾监控系统，消防设施电源监控系统，防火门监控系统，消防应急照明和疏散指示系统，充电桩管理系统，电能质量治理解决方案，医疗隔离电源解决方案。

  电力监控系统实现对变压器、柴油发电机、断路器以及其它重要设备做监视、测量、记录、报警等功能，并与保护设备和远方控制中心及别的设备通信，实时掌握供电系统运作状况和有几率存在的隐患，快速排除一些故障，提高医院供电可靠性。

  电力监控系统主要是针对开闭所和10/0.4kV变电所，对高压回路配置微机保护设施及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况。同时对医院重要设备如柴油发电机、无功补偿装置、有源滤波装置、UPS、隔离电源系统状态进行监测。

  AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力传感器、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术，通过智能网关采集现场数据并存储在本地，再定时向云平台推送数据。平台采集的数据包括变电所回路电气参数与变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息，有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到工作人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环，提高运维效率，即时发现运行缺陷并做消缺处理。

  Acrel-2000E配电室综合监控系统，可实现开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、母线及电缆测温监测、环境温湿度监测、有害化学气体监测、安防监控，可对灯光、风机、除湿机、空调控制等设备做联动控制。实现动力环境各数据的检测与设备控制，优化动力环境，避免运行环境的失控导致配电设备正常运行故障，保证维护人员安全，延长设备常规使用的寿命，实现配电动力环境的分布式远程管理。

  对建筑各类耗能设备能耗数据来进行实时测量，对采集数据来进行统计和分析。能够合理的确定各科室建筑能耗经济指标及绩效考核指标，发现能源使用规律和能源浪费情况，提高人员主动节能的意识。

  ②排碳数据化：通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析（包括水、电、能量），实现低碳办公数据化；

  ⑤能耗评估管理：按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值做多元化的分析单位面积能耗和人均能耗指标；

  ⑥能耗竞争排名：各个科室能耗对比，实现能耗排名，增强全院工作人员的节能意识；

  ⑦对能耗的使用数据来进行综合的分析、统计、打印和查询等功能，并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。为能耗运营管理部门提供较为可靠的依据；

  ⑧能耗数据采集，随时查询，并根据采集数据来进行统计分析，监测异常能源用量，对能源智能仪表故障进行报警，提高系统信息化、自动化水平。

  医院人流比较密集，科室较多，照明用电在医院电能消耗中约占到15%左右。所以合理使用照明控制管理系统，在提升医生和患者的体验情况下大程度使用自然光照明，通过感应控制做到人来灯亮，人走灯灭或保持地强度照明，尽量解决照明用电。

  ASL1000智能照明控制管理系统可以实现场景控制、时间控制、区域控制、光照度感应控制以及红外感应控制等多种控制方式，能有效避免公共区域的照明浪费，还可以帮助医院管理照明。

  系统在配电箱内的模块主要有总线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等。这些模块使用35mm标准导轨安装。

  安装在控制现场的模块主要有光照度传感器、红外传感器和智能面板。有人经过可以设定红外感应控制亮灯，人离开后在设定的时间内熄灯，智能面板等手动控制设备，可实现自动控制、现场控制和值班室远程控制相结合。

  智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化、“智能化、“系统化需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

  电气火灾监控系统作为火灾自动报警系统的预警子系统，由电气火灾监控主机、电气火灾监控单元、剩余电流式电气火灾探测器以及测温式电气火灾探测器组成，通过现场总线构成一套完整的预防电气火灾的监控系统，数据可集成至企业消控室监控系统。

  医院电气火灾监控系统以建筑为单位设置，采集数据后上传至值班室监控主机，实现对建筑电气安全预警。现场设置的传感器监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，异常时实时发出报警信号，关注门诊楼、住院楼、医技楼等区域漏电或者电缆发热等问题。

  医院消防安全非常重要，消防设备比较多，消防设备电源监控系统主要功能就是用于监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

  消防设备电源监控监控系统采用消防二总线，以建筑为单位设置区域分机采集消防设备电源状态，区域分机通过二总线接收多台传感器的电压、电流信息和开关状态信息，以此实现对消防设备电源工作状态的实时监视。

  医院防火门数量比较多，由于部分区域经常有人走动，常开常闭防火门数量都不少，防火门监控系统的作用就是监测防火门开闭状态，在发生火灾后自动关闭常开防火门，防止烟雾扩散。防火门监控系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，用于监测和控制防火门状态，当防火门发生异常位置信号时，防火门监控器能发出故障报警信号，指示故障报警部位并保存故障报警信息。发生火灾时，关闭事故区域所有常开防火门，防止烟雾向安全区域扩散。

  医院人员流动性强，密度大，消防比较复杂，一旦发生火灾，疏散指示系统非常重要。消防应急照明和指示系统能和火灾报警系统联动，提供应急照明和疏散路径指示，指引人群快速找到疏散出口，并可以一键选择疏散应急预案，提升人员逃生概率。

  都是谐波源，比如X光机、CT机等都会产生大量谐波，谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，常规使用的寿命缩短，甚至出现故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于医院的精密化验设备可能会产生干扰。

  为了消除配电系统谐波对医院设备的影响，方案配置AnSinI有源滤波器，滤除电网2~31次谐波干扰。

  AnSinI系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，以此来实现谐波治理和无功补偿。

  医院停车场有电动汽车和电瓶车，均需要出示充电桩。充电桩管理系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，解决物业、用电管理部门的充电桩使用、监控问题。电瓶车充电可采用投币、扫码充电方式，电动汽车支持IC卡和扫码充电方式。远程充电桩系统可实时远程完成启动充电、强制停止、单价设置等控制指令，用户可通过APP、微信、支付宝小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；能够远程控制，提供财务报表和数据分析等功能。

  《民用建筑电气设计规范》14.7.6.3条明确规定：在电源突然中断后，重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式。同时《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定：2类医疗场所在维持患者生命，外科手术和其他位于患者周围的电气装置均应采用医用IT系统。如：抢救室（门诊手术室）、手术室、心脏监控治疗室、导管介入室、血管照影检查室等。

  安科瑞电气股份有限公司的医疗隔离电源解决方案是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。

  医院的未来发展一定是经营模式、管理方式由粗放型向集约化转变，要体现着不停地改进革新节能管理新思路，强化员工节能意识，采取比较有效措施降低能耗。广泛的开展节能交流工作，随时能够掌握节能信息和熟悉各种政策法规，在条件允许情况下积极开展合同能源管理工作，努力实现科室能源核算。节能减排工作不仅是提高医院能源使用效率，降低服务成本，增强医院竞争力的具体举措，更是落实科学发展观，实现卫生事业又好又快发展的有效途径。

  张建民.加强节能信息传播促进我国节能工作开展[J].电力需求侧管理, 2009(6):9-11.

  周伏秋.加强和完善节能财政政策的若干建议[J].电力需求侧管理,2009(6):1-4.

  周洋，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。主要是做医院能源管理系统的研发与应用

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