能耗管理分析系統在醫療衛生建筑中的應用

1 概述 

近些年我國的醫療事業發展迅速，引進了相當多的高科技醫療設備，醫療向大型化、集團化發展，醫療技術水平可與歐美等發達國家相媲美，同時帶來的則是能源消耗的直線上升，消耗的能源包括電、油、氣、水等，能源消耗量大。醫院屬于公共建筑，因此，對于醫院行業的能耗管理系統，我們希望達到的目的是在保證一定的安全性、舒適度和便利度的條件下實現在能源的消耗量下降的同時提高能源使用的品質。在提高品質的過程中，也在一定程度上節省了能源的消耗，提高了能源的使用效率，做到能源消耗過程中從質和量兩方面的。 

2 醫療衛生建筑能耗特點

與辦公樓宇、商場、賓館酒店等公共建筑相比較，醫院的能源消耗指標相對較高。*，用能設備的種類多，涵蓋醫院建筑、辦公建筑、醫療設備、辦公設備、交通工具等；，具有單位多、分類廣、特點不同、層次復雜等特點；第三，醫院耗能涉及水、電、熱力、煤氣、天然氣、燃油等各種資源。尤其用電負荷大，占總能源消耗的80%左右，并且用電負荷的起伏變化也很大，因為季節交替、氣候變化、晝夜輪回、人流量變化等因素的影響，用能整體具有不恒定的特點，從節能的角度考慮，節能空間也是巨大的。

因此，這種情況下，要實施精細化管理，必然要全面了解醫院的各部位的能耗情況，掌握各類能源在時間、空間上的分布規律，借助一定的輔助分析工具對醫院的能耗進行指標量化。所以亟需對醫院的能耗實施分項計量和對能源消耗情況進行監測，這是所有節能管理工作的基礎。

3 醫療衛生建筑能耗管理系統的可行性分析

    隨著GB 50189—2005《公共建筑節能設計標準》的實施，能耗管理系統已在*范圍內的大型公共建筑中成功應用，并且帶來了良好的經濟效益和社會效益。醫療衛生建筑能耗管理系統是一個大型的綜合自動化系統，它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構、統一的人機界面，通過對相關系統的集成和互聯，建立了一個高度共享的信息平臺，實現建筑內各部門系統的信息互通與資源共享，從而提高了醫院日常管理與調度工作的效率和部門運營的整體服務水平。

 另外，通過智能通信管理器將數據信息上傳至綜合監控系統。采用這種方式不僅能確保采集的設備電能數據能夠及時發送到監控系統，而且可靠性高、系統構成簡單、經濟，便于集中管理。在此基礎上，采用可靠的能耗管理軟件、硬件，*可以建立一套完整的、具有水平的醫療衛生建筑能耗管理系統。

4 能耗管理分析系統在上海華山醫院病房新建工程中的應用

4.1項目概況

  上海華山醫院病房樓是一幢醫用建筑，建筑面積約為2萬平方米。根據配電系統管理和能耗監測的要求，需要對樓內的高壓進線、低壓配出線和各樓層內配電箱進行電力監控，實現對病房樓內用電量和用水量的在線監測，方便對該建筑群的能耗管理，以保證用電的安全、。

Acrel-5000建筑能耗分析管理系統的能耗數據采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數據包括建筑基本情況數據采集指標和其它不能通過自動方式采集的能耗數據，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數據包括建筑分項能耗數據和分類能耗數據，由自動計量裝置實時采集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數據中心。

4.2組網結構

本系統主要由數據采集層、數據傳輸網絡、能效管理系統軟件三部分組成。

1、數據采集層

通過安裝在能耗監測儀表箱（柜）中的帶數字接口的智能電力儀表，實施對負荷用電量的實時監測。監測數據包括：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功無功電能、諧波、環境與開關狀態、事件記錄等用電參數。監測對象包括：電力需求側中低壓饋線回路、主要耗能機電設備、醫院內其他耗能設施。同時也可以對用水量、用氣量、熱量等通過電子式流量表、電子式熱量表等現場智能計量裝置實現數據采集。根據現場條件和系統應用的要求，采集的數據也可以取自用戶的其他智能系統的數據接口。 

2、數據傳輸網絡

通過在能耗監測儀表箱（柜）中安裝的能耗智能數據網關，實時采集能耗計量儀表的數據，并且通過TCP/IP網絡傳輸到能耗監控中心。無需遠距離布線，施工簡單可靠。智能數據網關提供多種接入方式，支持包括RS-485/RS-232總線、光纖、工業以太網、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網絡傳輸等多種方式。

3、用電及能效管理系統軟件

完成數據采集、校驗、分析、處理、輸出、系統維護、授權使用權限分級控制等；并可將現場運行的重要數據、報警信息、故障信息等傳送到企業決策人員。

4.3 設備參數列表

4.4系統設計參數

4.5系統功能

4.5.1系統能耗監測由能源監控平臺、交換機、多功能電表、通訊轉換器、遠程水表等設備組成，本系統實現的功能為水、電耗的集抄。

4.5.2支持統一網絡架構下的電力、水等能源數據的采集和管理，能耗數據采集無需在多個不同系統中集成，能量監測與管理系統包含豐富的功能，能夠對建筑物或建筑群中各類能源（電、水）進行分別統計、統一管理并提供能耗數據自動采集、分析和挖掘、持續優化。

4.5.3系統采集來自智能測控單元裝置送來的參數，包括每個用電回路的實時電能值和各種告警信息，各水表的用水量等，并實時顯示采集上來的各個參數。

4.5.4各能源管理組逐時、逐日、逐月、逐年能耗值報告，幫助用戶掌握自己的能源消耗情況，找出能源消耗異常值。

4.5.5系統支持基于Internet的遠程瀏覽，不同的能源管理部門可在不同的地點同時查看所需能源的消耗情況。

4.6 系統功能及軟件界面

4.6.1分類、分項能耗數據統計

系統具備歷史數據、報警信息等的存儲功能，存儲歷史數據保存時間大于三年。系統同時具備將分類、分項能耗數據按“需要發送至上級數據中心的能源數據”的要求發送至上級數據中心的功能。界面如圖1。

4.6.2能耗數據的實時監測

系統具備良好的開放性，可對用戶需求進行功能擴展，在基本分析功能的基礎上為用戶定制個性化報表和分析模板；系統具有報警管理功能，負責報警及事件的傳送、報警確認及報警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢；系統具備權限管理、系統日志及系統參數設置等功能。界面如圖2。

4.6.3用能情況的同、環比分析

對各分類、分項能耗（標準煤量或千瓦時）和單位面積能耗（標準煤量或千瓦時）進行按月、年同比或環比分析。可預置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統計報表。界面如圖3。

4.6.4建筑能耗數據分析

系統對分類、分項能耗數據進行采集匯總后，可生成各種數據圖表、餅圖、柱狀圖等，實時反映和對比各項采集數據和統計數據的數值、趨勢和分布情況。系統可按總能耗和單位面積能耗進行逐日、逐月、逐年匯總，并以坐標曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。

圖1 分類、分項能耗數據統計        圖2  能耗數據的實時監測

圖3 用能情況的同、環比分析        圖4  建筑能耗數據分析

4.6.5 遠程網絡訪問功能

系統以Web發布后可進行遠程網絡訪問。基于.Net平臺，使用ASP.Net、JQuery技術開發，可通過Internet訪問，具有跨平臺的特性，用戶可通過各種移動終端（筆記本、平板電腦、手機等）訪問。界面如圖5。

圖5 跨平臺跨網絡數據訪問

4.7結語

上海華山醫院采用Acrel-5000能耗管理技術，建立了對整個醫院設施能源系統的全面監視管理，通過對負載能耗設備的能耗與能效數據實時采集監視，實現了對能源系統實時能耗的監測管理，提供了用戶能源管理系統運營管理的工具和能耗成本管理工具，為進一步的節能增效措施提供分析手段，預期效果已開始初步顯現： 

Acrel-5000能耗管理系統通過全時的全區域分類數據的上傳，不僅降低了大面積、大體量設施能耗的管理強度，還提供各種分類的報表，能耗曲線和趨勢分析，提高運營管理的效率。 

Acrel-5000通過對照明、空調、通風等各類負載自動生成細節分項數據，為管理上提供了強有力的成本管理控制工具。 

通過實踐證明，Acrel-5000能耗管理系統在醫療衛生行業的應用，帶來了很直觀的節能經濟效果，以及良好的社會效益、環境效益，不僅對醫療衛生行業，對于其他大型公共建筑、綜合建筑群、工業企業、基礎設施、大型園區等都有很好的借鑒意義。