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博客

浅谈医院智能配电能效平台在能耗管理的创新应用

已有 365 次阅读2023-12-11 08:58

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:本文通过分析既有医院建筑能源消耗情况,以北京某专科医院B医院为研究对象,统计分析其2015-2019年能源消费情况,结合数据及相关措施分析,提出在做好能源数据监控与统计的基础上,实施有效的系统性技术节能与管理节能措施,不断提升现代医院能源管理水平,实现节能降耗降本增效的目标。

关键词:现代医院管理能耗分析节能措施

1引言

资源的日益消耗和环境保护带来的压力是制约我国长远发展的重要瓶颈,节能降耗是我国能源发展方面的基本国策,而需求侧的节能降耗俨然已是重要的解决途径。随着可持续发展理念不断深入人心,建设节约型医院的概念已逐渐普及,2017年开始我国相继出台《关于建设现代医院管理制度的指导意见》和《关于开展建立现代医院管理制度试点的通知》,明确了医院节能降耗工作要求,并将“降低万元收入能耗支出”纳入三级公立医院绩效考核指标中,节能工作的有效开展成为衡量医院运营效益的重要指标,也是完善医疗体制改革的重要保障。

另一方面,医疗建筑结构复杂,医疗设施设备种类繁多,因对生命质量和生命安全的特殊需求,众多用能设施需全天24小时不间断工作,在医院运行中存在大量的能源和资源消耗,能耗量远远超过一般建筑物能耗。因此,在保障医疗服务运行稳定,又满足医疗服务不断增长需求的同时做好节能降耗工作,是对医疗机构能源管理的重大挑战。更由于自2020年以来受疫情影响,医院整体诊疗量下滑,在营收额降低和防疫带来的成本上升的双重影响下,医疗机构作为重点用能单位更需要节能增效、降低成本,故做好能源成本精细化管理应成为现代医院经营管理的重要工作之一。本文以B医院能源统计数据为基础,对医院用能情况进行了详细分析及节能增效措施探讨。

2 B医院及建筑基本情况

B医院是一所集医疗、教学、科研、预防和保健于一体的全面发展的三级甲等口腔专科医院。作为全国仅有的两个口腔医学(一级学科)先进。2019年门急诊服务群众176.02万人次,年收治住院病人7796人。医院建筑面积60285平方米,主要建筑物包括门诊楼、综合楼、科研楼、教学楼、行政楼及洗衣房、食堂等。

3 B医院能耗分析

  1. 能源消耗的构成及总量

为了便于统计分析医院的能源消费情况,将不同种类能源参照GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》折算成标准煤,折算系数如表1所示。

由于B医院2020年受肺炎疫情影响,业务量及各项能耗整体下降,相应数据不具有代表性,在此不做分析。本文对B医院2015-2019年能源消费情况进行整理统计(见表2),由图1可以看出,医院自2015年至2019年能源消耗总量呈逐年降低趋势,降低率为2.3%,2019年较2015年共降低22.92%。由图2可以看出,医院能耗能源构成以市政热力、电和天然气为主,分别占医院总能耗的44%、31%和24%,其他种类能源消耗量仅占医院总能耗的1%。

  1. B医院资源投入及服务产出的能耗评价

由图3和图4数据可见,B医院2015-2019年的人均能耗和平均业务量能耗都是呈逐年降低的趋势,2019年数据相较于2015年分别降低了31%和33%,均大于医院能源消耗总量的降低率。说明医院的整体是在不断发展的,无论是院内职工人数作为医院的资源投入,还是院内业务量作为医院的服务产出都在稳步增长。故可以排除医院规模减小或某些相关条件作为影响因素给数据分析带来干扰。

  1. 能源费用支出

由图5可知,2015-2019年B医院能源费用从1427.54万元降低至1341.89万元,减少了6.0%。由图6得出,医院电费、市政热力费、天然气费和水费的支出,分别占能源支出的55%、22%、13%和9%,是主要能源费用支出的四类项目;其他能源支出总和占比1%。根据近年来国务院发布的《关于建设现代医院管理制度的指导意见》《关于开展建立现代医院管理制度试点的通知》及《关于加强三级公立医院绩效考核工作的意见》等文件精神,反映医院节能降耗工作情况的“降低万元收入能耗支出”指标成为公立医院绩效考核指标之一,通过图7数据可知,B医院在5年间万元收入能耗支出逐年下降,2019年相较于2015年降低了53.13%。

4 B医院节能举措

上文提到,B医院能源费用种类构成以市政热力、电、天然气和水为主,四者在医院能源费用的占比高达99%。因此,若要降低医院能耗支出,实现节能降耗,必然要在这四类能源应用方面开展节能举措。根据节能途径的不同,节能措施可以分为:技术节能与管理节能。前者是通过采用技术手段,提高能源利用效率,达到节能目的;后者是实行科学管理及力求经济结构省能化,合理组织生产降低能耗。

  1. 技术节能措施

在节电方面:医院针对现有的38台开水器,加装自控装置避免无效加热,减少了日均耗电量。此举每年可节约电量20.52万度,电费按0.94元/度计算,年节约电费19.29万元;医院还将电闸重新规划,为每个办公室或诊室设立独立电闸或电源,避免一闸多管,节约用电。此外,医院通过将全部扶梯由双速控制变为三速控制等一系列辅助措施,做到应改尽改,以达到节约用电的效果。

在天然气技术节能方面:院内天然气的使用部门有锅炉房、职工食堂、营养食堂三个部门,而锅炉房的燃气使用量占总量的绝大多数,达到90%,故而欲降低天然气的能耗,须对锅炉的整体系统进行节能改造。为实现节能减排,锅炉房自2016年下半年至2017上半年进行整体改造,使用了更为节能的燃烧机及锅炉配套系统,并对院内输气系统跑冒滴漏的部分进行更新。通过改造2015-2019年医院天然气能源消耗从989.22tce下降到640.73tce,表4为改造前后锅炉房天然气使用量。

在市政热力节能方面:市政热力主要为医院提供生活热水、冬季空调热源及暖气热水。医院住院病房区设有独立浴室,病人住院期间洗浴用水没有任何限制,生活热水浪费情况时有发生,造成了医院不必要的运营成本。为此医院在病房浴室内增加了IC卡水控制消费系统,患者持卡每日定量消费。同时,将普通沐浴花洒改为空气注入式沐浴花洒,空气与水的比例为1:3,既达到节约热水的目的,又不影响使用体验。此外医院近年来通过不断对全院老旧管路及阀门进行更换、普通龙头改用节水龙头等措施,减少跑冒滴漏事故的发生,避免维修时需要对整层楼进行泄水从而造成的大量水及热能资源的浪费。2015-2019年间市政热力能源消耗从1758.38tce下降到1183.43tce,节能效果好。

在节水减排方面:医院对原有的直饮水处理控制系统进行了全面自动化升级,增加了智能化的变频控制系统,同时对陈旧腐蚀严重的管线进行了更换,并将管线进行了合理化布局,不仅提升了直饮水水质,还大大降低了系统跑冒滴漏等故障的发生频率,以降低水资源的浪费。此外上述病房热水IC卡控制举措据测算也可节约用水2525.11m3。

  1. 管理措施

将节能降耗内容纳入科室绩效考核指标中。根据科室节能工作响应度及完成情况,与科室考核相挂钩,节能工作完成情况与年终科室评优挂钩,进而加强院内全体职工的重视程度,将节能工作真正纳入医院管理常态工作中。

设立科室节能管理员。为将医院节能降耗的长远目标落实到科室与个人,医院每个科室都设立一名节能管理员,负责传达及落实医院各项节能工作的计划、指令、政策,推进医院节能制度与措施在各个科室的落实。同时组织科室人员学习正确使用能源,对于耗能设备设施出现的问题能够及时发现并通知相关维修人员,对科室内不合理的用能方式及时制止,防止用能浪费的现象发生。在宣讲方面协助医院进行节能宣传教育,总结交流,推广节能经验,将节能管理工作形成院—科—个人的结构层次,充分发挥各层级主观能动性。

强化节能减排宣传。每年6月全国节能宣传周,医院充分响应号召,开展全院节能宣传活动,发放节能环保手册和节能法规政策手册等宣传文件。召开节能管理培训会,邀请院外专家面向全院节能管理员及相关职工进行节能培训,科普并答疑探讨节能降耗常识,起到了良好宣传作用。

开展全院清洁生产审核工作。医院为了响应政府号召推广服务业清洁生产审核工作,也为了全面系统地分析医院在能源管理中存在的问题,医院于2018年起开展清洁生产审核工作,并在2019-2021年针对审核产生的全部改进方案部署实施,制订了新一轮清洁生产审核工作计划、方案实施计划及职工的培训计划,其中,中高费项目包括直饮水系统改造项目、污水处理站升级改造项目、冷水机组改造项目、能源监管系统改造升级工程、LED灯具改造,以此来保证清洁生产的实施效果。对照《B医院清洁生产技术指标》表,方案实施后医院所有指标限定值达到清洁生产三级水平。同时建立清洁生产管理制度及奖励办法,增加员工节能减排的积极性。

5 AcrelEMS-MED医院能源管理平台

5.1平台概述

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、根据医院用户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。

5.2平台组成

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面了解医院能源运行情况,关注消防和电气安全,及时预警异常情况,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,智能照明控制系统,智慧消防平台,电气火灾监控系统,消防设备电源监控系统,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。

5.3平台拓扑图

5.4平台子系统

5.4.1医院电力监控解决方案

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进行监视、测量、记录、报警等功能,并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信,实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患,快速排除故障,提高医院供电可靠性。

电力监控系统主要针对开闭所和10/0.4kV变电所,对高压回路配置微机保护装置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。

 

5.4.2医院变电所运维云平台解决方案

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和变压器温度、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。

5.4.3医院配电房综合监控系统解决方案

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、有害气体监测、安防监控,可对灯光、风机、除湿机、空调控制等设备进行联动控制。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运行故障,保证维护人员安全,延长设备使用寿命,实现配电动力环境的分布式远程管理。


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