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浅谈医院综合电气管理与节能措施

时间：2023-07-10 阅读：497

刘细凤

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：随着我国经济建设的不断加快，我国能源消耗也越来越大，如何通过电气能源管理实现节能是各行各业都在研究的课题。医院作为我国重要的医疗服务机构，能源管理是医院管理中的重要组成部分。本文将针对医院电气能源管理与节能措施进行讨论，希望能为医院能源管理提供参考。

关键词：医院；电气能源管理；节能

0前言

能源消耗成本在医院成本管理中占有重要的比例，这与医院的性质有关。医院属于救死扶伤医疗性机构，电气设备品种数量都较为多样，而且运转时间并非像企业那样受到计划严格控制。但是医院在电气能源管理中依然存在较多问题，具有较大的改革空间。

1 医院电气能源消耗高居不下的原因

1.1 集中冷热源供应问题

现代医院规模在不断扩大，医疗设备不断增加，医疗条件不断改善，这也是医院在市场竞争中的必要手段，提高患者就医的满意度，能够使医院的信誉和地位得到提升。但是，随着医院楼层的不断增加，电气能源消耗也在不断上升。空调系统的工作范围加大，造成在冷热传输中能源消耗的增加。

1.2 很温恒湿控制问题

医院的高科技医疗和诊断设备较为集中，有些设备需要常年提供恒温和很湿的环境，对环境要求标准较高，从而产生了大量的能源的消耗；另外，大多数医院常年都有热水供应，有些医院开设了服务模式，为患者及其家属提供洗浴等住院条件；此外医院在消毒杀菌，医疗器械消毒，病服消毒杀菌等环节也存在大量的能源消耗。

1.3 照明系统规划问题

近年来，许多医院为了能够提高在医疗行业中的地位，不断加大在亮化上的投入，医院实行全天就诊，各楼层灯光亮，在灯光设计上也更加多样，以实现患者个性化需求。在提高服务质量和市场竞争地位的同时，也带来了医院能耗的增加。

2医院电气能源管理与节能措施

2.1 通过空调系统节能

1、提高冷热源供应的针对性

医院部门较多，需要达到的温度条件也不尽相同，尤其是针对不同的科室，功能上存在较大差异，对室内环境参数要求差别很大。因此，可以通过各科室对环境要求的不同进行空调的调整，对环境要求较高的科室可以常年给空调，对温度要求不是很严格的科室，可以按照季节给予调整；此外，也可以将空调冷热源供应按区域划分，不同的区域采用不同的冷热源供给策略，这样能够降低在空调系统的能源好用。

2、采用新能源

针对病房的淋浴热水等供应可以采用太阳能方式供热，室外的灯光亮化工程也要适当结合当地情况采用新能源发电和电力存储，降低对传统能源的以来，从而实现节能的目的。

3、根据季节不同进行湿度调节

不同地区的医院所处的环境也不同，季节变化带来了自然环境中湿度的变化。医院也要结合不同季节和医院对湿度的要求，进行湿度的调节，充分利用自然环境提供的有利条件降低医院对能源的依赖，实现节能管理。

2.2 照明系统节能

1、对照明灯具进行改进

我国医院照明光源大部分采用的是传统的荧光灯，有些科室需要采用卤化物灯。这种灯饰在功能和款式上具有多样性，能够满足不同环境下的灯光照明。但是这种光源在能源消耗方面存在不足。目前出现的LED 等在亮度上和灯光效果上都能够与荧光灯相媲美，而且在节能降耗方面具有更大的优势，医院可以采用 LED 等替代传统的荧光灯，实现降低能耗的目的。

2、不同的区域采用不同的照明标准

医院电气设备管理中需要进一步细化，尤其在灯具管理中，根据不同的时间、地点采取不同的灯光设计，例如：在具有 24 小时电梯的医院中，紧急楼道内的灯光可以采用节能型灯具，可以采用功率较低的型号，住院部的走廊中，灯光可以采用多组控制，在病人和护理人员休息时间内，可以减少灯光照明的数量。在对灯光控制中可以采用自动控制器，实现定时管理，达到降低能耗的效果。

3、照明的智能控制

当前智能科技得到了很大的发展，自动识别系统和红外线技术的发展给智能化带来了可能。通过计算机系统和网络技术，采用智能运算对控制器进行信号控制，对医院照明强度、时间、分布等进行智能调整，达到节能效果。

2.3 采用分区管理

采用分区进行电气能耗管理是当前许多公共建筑才有的方式，在医院电气能源管理中同样适用。根据医院不同功能划分区域，结合不同区域的要求进行电气能源分配，制定出每个功能区域相应消耗情况制定标准，将管理责任落实到相应的职能部门，实现电气能源的齐抓共管，明确考核。这样能够调动起每个岗位工作人员的节能意识，实现电气能耗管理水平的提升。

3安科瑞 AcrelEMS-MED医院能源管理平台

3.1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。

3.2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。

3.3平台拓扑图

3.4平台子系统

3.4.1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。

3.4.2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。

3.4.3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。

3.4.4医院能耗管理系统解决方案

对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量，对采集数据进行统计和分析。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。

①　搭建医院智慧能源管理系统的基本框架，对各个用能环节进行实时监测；

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；

③　区域能效比：实现建筑单位内区域能耗对比，方便能耗考核；

④　同期能效比：实现同年、同期、同一区域能耗对比，方便节能数据分析；

⑤　能耗评估管理：按照能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行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可靠的依据；

⑧　能耗数据采集，随时查询，并根据采集数据进行统计分析，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。

3.4.5医院智能照明控制系统解决方案

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。

3.4.6医院智慧消防平台解决方案

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。

3.4.7医院电气火灾监控系统解决方案

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、剩余电流式电气以及测温式电气组成，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。

3.4.8医院消防设备电源监控系统解决方案

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。

3.4.9医院防火门监控系统解决方案

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。

3.4.10医院消防应急照明和疏散指示系统解决方案

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可以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。

3.4.11医院有源谐波治理系统解决方案

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，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。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，从而实现谐波治理和无功补偿。

3.4.12医院充电桩系统解决方案

医院停车场有电动汽车和电动自行车，均需要提供充电桩。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。电动自行车充电可采用投币、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。

3.4.13医院医疗隔离电源解决方案

《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。