淺談加強醫院能源管理降低運行成本

黃琴

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：近幾年來，能源的短缺和漲價使醫院的運行成本快速增長：現就加強醫院能源管理，降低運行成本問題作一探討。

關鍵詞：醫院；能源管理；節約型公共機構

1醫院能源結構現狀分析

近幾年我國醫療事業的快速發展，醫院引進相當多的高科技醫療設備，醫療技術水平能與歐美等；I己進中央空凋、集中供氧、自來水、蒸汽等能源的管理。因此醫院在保證醫療安全及醫療質量的前提下，應該重視能源管理，以降低醫院運行成本。

2醫院能源管理的措施

2.1成立醫院能源管理機構

機構人員由院長、分管后勤副院長、總務科長、財務科長、各臨床科室主任和護士長組成任命能源管理負責人，編寫醫院能源管理手冊，制定醫院年度電能、柴油、中央空調、集中供氧、自來水、蒸汽成本及可控成本目標值，能源核算進入科室二級成本核算，制定單位病床與單位門診量的每月能源消耗指標，作為科室考核內容之一。繪制醫院電力系統圖、空調系統圖、蒸汽系統圖、總能源消耗結構圖和各部門的能源消耗結構圖。

2.2安裝遠傳儀表和智能傳感器，組成醫院能源網絡子系統

選用遠傳式電能表、遠傳式水表、智能氧氣表、智能蒸汽表、智能熱量表、智能溫度傳感器、智能照明度傳感器。安裝完儀器儀表后，可通過采集器直接管理多臺遠傳儀表和智能傳感器。再通過集中控制器和主控服務器，形成各種測控網子系統，如電能源、柴油、中央空凋、集中供氧自來水、蒸汽等測控網子系統，動態進行數據采集、數據分析，生成各種單項報告及圖表。

2.3應用“LonWorks"網絡技術，形成醫院能源管理網絡主系統

“LonWorks"表示開放的多系統集成標準，互可操作，它是一種性能優異的基于現場總線的網絡系統，兼具局域網(主系統)和測控網(子系統)兩者的特性。可以方便地實現管理網主系統和各種測控網子系統的連接，完成不同類型的數據的采集，并將能源信息進入醫院HIS系統，通過軟件處理后可以實現能源計費、能源分析、打印報表。醫院院長和能源管理人員能及時地了解醫院能源消耗，對異常情況進行控制和管理。“LonWorks"網絡技術的好處是所有的子系統控制均能彼此互操作，譬如照明系統和空調暖通系統與消防系統是互連的，當有火警時，幾套措施就同時啟動，平時的正常照明關閉，緊急通道照明打開，空調暖通風扇關閉，同時，疏散樓梯通道內照明線路、風扇、盤管及空氣壓力控制器均進人火警狀態。還可將電力、供水、空調、鍋爐、氣體、消控等控制在*佳狀態，以達到節約能源目的。

2.4建立能源管理數據庫

通過對能源數據的采集和匯總，進行數據分析管理，能比較各種模式的能源管理狀況；查詢歷史記錄，與歷史數據進行比較；監測能源消耗的趨勢，設置報警；制定能源采購計劃，向院長提供能源成本的建議；同時預測未來的能源消耗模式，提供更佳的能源管理服務。

2.5推廣節能技術和宣傳

2.5.1節電技術的應用。

將傳統式中央空調，并使用制冷程序控制器根據負荷自動淵節；各類大功率電機采用變頻驅動，配電采用功率因數自動無級調整設備，提高功率因數至99％；醫院改建和裝潢工程要重視電路設汁，布局要整體化，盡可能縮短線路，以節省電線產生的熱能；改造照明系統，實施綠色照明工程，使用高效能的照明器具和電子鎮流器，將白熾燈轉變為螢光燈和節能燈，同時設定室內溫度等。

2.5.2節油技術的應用。

燃油鍋爐加裝蒸汽熱回收裝置，節省燃燒時間；合理使用燃油添加劑，提高燃燒效率；使用冷凝水回收裝置。

2.5.3節水技術的應用。

衛生間采用節水坐便器，沖洗用水采用制劑室的冷卻水；綠化用水采用污水處理后排放水；洗腎中心水處理設備RO排放水回收用于生活用水。

2.5.4做好宣傳和動員工作。

發動醫院每一個職工參與節能，提倡隨時關電腦，隨時關燈，節約每一度電，每一度氣、每一滴水、每一滴油：定期公布能源使用狀況，開展評選節能病區、節能科室等活動，做到有效能源管理。

3成功案例

對能源的管理在港臺地區開展較早，香港開展“為節約而投資"計劃是衛生工程部與香港醫院及診所推行的能源管理計劃，耗資5000萬港幣，該計劃源于1998年推行的一連串能源審計，通過審計找出多項可行的節能方法，包括改裝照明系統、評估電費、改裝采暖、通風、空調系統及熱水鍋爐，以及安裝熱泵及省水裝置等。預計每年約可節省港幣1200萬元，投資回收期4年。一年節約費用1000萬港幣。中國臺灣省長庚醫院成立能源管理組織，落實節能措施，成績斐然，在中國臺灣小有名氣。該院不僅將電力、空凋、氣體、鍋爐、火警、水處理等納入集中管理，通過能源管理，計算出每單位床日的水、電、氣成本和每年度成本的目標值，并進行控制。又將該院工程設備節能效率納入采購重要指標，為長庚醫院培養優秀采購節能人才，同時采用中央空調、變頻系統及冷卻水塔節水裝置共節電2164429度／年，蒸汽熱能回收裝置節油79147公升／年，以上共計節省費用845萬元新臺幣。院方重視節能教育宣傳工作，鼓勵并推動各項節能競賽活動。

4AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺

4.1平臺概述

AcrelEMS-MED醫院能源管理平臺充分結合《醫療建筑電氣設計規范》《綠色醫院建筑評價標準》、《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》等行業規范、根據醫院用戶需求以及能源管理部門要求，采集分析能源、能耗、能效數據，監測以電能質量、智慧用電相關指標以及其他用能指標，并與國家能源政策與用能模式改革結合。能夠輔助醫院后勤管理人員進行能源供應系統及設備的運行管理工作，幫助醫院管理層實時掌握醫院的能耗情況，為醫院能源信息化建設和節能管理提供了良好的技術平臺。

4.2平臺組成

安科瑞醫院能源管理系統建立基于云平臺的“監、控、維"一體化的能源管理系統，從數據采集、設備控制、數據分析、異常預警、運維派單、系統架構和綜合數據服務等方面的設計，幫助醫院后勤管理部門全面了解醫院能源運行情況，關注消防和電氣安全，及時預警異常情況，提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所運維云平臺，配電房綜合監控系統，能耗管理系統，智能照明控制系統，智慧消防平臺，電氣火災監控系統，消防設備電源監控系統，防火門監控系統，消防應急照明和疏散指示系統，充電樁管理系統，電能質量治理解決方案，醫療隔離電源解決方案。

4.3平臺拓撲圖

4.4平臺子系統

4.4.1醫院電力監控解決方案

電力監控系統實現對變壓器、柴油發電機、斷路器以及其它重要設備進行監視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制中心及其他設備通信，實時掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫院供電可靠性。

電力監控系統主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫院重要設備如柴油發電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統狀態進行監測。

4.4.2醫院變電所運維云平臺解決方案

AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力傳感器、無線通信、邊緣計算網關及大數據分析技術，通過智能網關采集現場數據并存儲在本地，再定時向云平臺推送數據。平臺采集的數據包括變電所回路電氣參數和變壓器溫度、環境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發生10S內通過短信和APP發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到工作人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，即時發現運行缺陷并做消缺處理。

4.4.3醫院配電房綜合監控系統解決方案

Acrel-2000E配電室綜合監控系統，可實現開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、母線及電纜測溫監測、環境溫濕度監測、有害氣體監測、安防監控，可對燈光、風機、除濕機、空調控制等設備進行聯動控制。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，優化動力環境，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，實現配電動力環境的分布式遠程管理。

4.4.4醫院能耗管理系統解決方案

對建筑各類耗能設備能耗數據進行實時測量，對采集數據進行統計和分析。能夠合理的確定各科室建筑能耗經濟指標及績效考核指標，發現能源使用規律和能源浪費情況，提高人員主動節能的意識。

①　搭建醫院智慧能源管理系統的基本框架，對各個用能環節進行實時監測；

②　排碳數據化：通過系統可實現建筑單位內人均能耗分析（包括水、電、能量），實現低碳辦公數據化；

③　區域能效比：實現建筑單位內區域能耗對比，方便能耗考核；

④　同期能效比：實現同年、同期、同一區域能耗對比，方便節能數據分析；

⑤　能耗評估管理：按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

⑥　能耗競爭排名：各個科室能耗對比，實現能耗排名，增強全院工作人員的節能意識；

⑦　對能耗的使用數據進行綜合的分析、統計、打印和查詢等功能，并根據能耗監測管理系統的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據；

⑧　能耗數據采集，隨時查詢，并根據采集數據進行統計分析，監測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統信息化、自動化水平。

4.4.5醫院智能照明控制系統解決方案

醫院人流比較密集，科室較多，照明用電在醫院電能消耗中約占到15%左右。所以合理使用照明控制系統，在提升醫生和患者的體驗情況下大程度使用自然光照明，通過感應控制做到人來燈亮，人走燈滅或保持地強度照明，盡量解決照明用電。

ASL1000智能照明控制系統可以實現場景控制、時間控制、區域控制、光照度感應控制以及紅外感應控制等多種控制方式，能有效避免公共區域的照明浪費，還可以幫助醫院管理照明。

系統在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網關、耦合器、干接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導軌安裝。

安裝在控制現場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經過可以設定紅外感應控制亮燈，人離開后在設定的時間內熄燈，智能面板等手動控制設備，可實現自動控制、現場控制和值班室遠程控制相結合。

4.4.6醫院智慧消防平臺解決方案

智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

4.4.7醫院電氣火災監控系統解決方案

電氣火災監控系統作為火災自動報警系統的預警子系統，由電氣火災監控主機、電氣火災監控單元、剩余電流式電氣火災探測器以及測溫式電氣火災探測器組成，通過現場總線構成一套完整的預防電氣火災的監控系統，數據可集成至企業消控室監控系統。

??醫院電氣火災監控系統以建筑為單位設置，采集數據后上傳至值班室監控主機，實現對建筑電氣安全預警。現場設置的傳感器監測配電系統回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發出報警信號，關注門診樓、住院樓、醫技樓等區域漏電或者電纜發熱等問題。

4.4.8醫院消防設備電源監控系統解決方案

醫院消防安全非常重要，消防設備比較多，消防設備電源監控系統主要功能就是用于監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

消防設備電源監控監控系統采用消防二總線，以建筑為單位設置區域分機采集消防設備電源狀態，區域分機通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關狀態信息，以此實現對消防設備電源工作狀態的實時監視。

4.4.9醫院防火門監控系統解決方案

醫院防火門數量比較多，由于部分區域經常有人走動，常開常閉防火門數量都不少，防火門監控系統的作用就是監測防火門開閉狀態，在發生火災后自動關閉常開防火門，防止煙霧擴散。防火門監控系統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接起來，用于監測和控制防火門狀態，當防火門發生異常位置信號時，防火門監控器能發出故障報警信號，指示故障報警部位并保存故障報警信息。發生火災時，關閉事故區域所有常開防火門，防止煙霧向安全區域擴散。

4.4.10醫院消防應急照明和疏散指示系統解決方案

醫院人員流動性強，密度大，消防比較復雜，一旦發生火災，疏散指示系統非常重要。消防應急照明和指示系統可以和火災報警系統聯動，提供應急照明和疏散路徑指示，指引人群快速找到疏散出口，并可以一鍵選擇疏散應急預案，提升人員逃生概率。

4.4.11醫院有源諧波治理系統解決方案

都是諧波源，比如X光機、CT機等都會產生大量諧波，諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現混亂。對于醫院的精密化驗設備可能會產生干擾。

為了消除配電系統諧波對醫院設備的影響，方案配置AnSinI有源濾波器，濾除電網2~31次諧波干擾。

AnSinI系列有源電力濾波裝置，以并聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量并實時注入電力系統，從而實現諧波治理和無功補償。

4.4.12醫院充電樁系統解決方案

醫院停車場有電動汽車和電動自行車，均需要提供充電樁。充電樁管理系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，解決物業、用電管理部門的充電樁使用、監控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式，電動汽車支持IC卡和掃碼充電方式。遠程充電樁系統可實時遠程完成啟動充電、強制停止、單價設置等控制指令，用戶可通過APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。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；能夠遠程控制，提供財務報表和數據分析等功能。

4.4.13醫院醫療隔離電源解決方案

《民用建筑電氣設計規范》14.7.6.3條明確規定：在電源突然中斷后，重大醫療危險的場所，應采用電力系統不接地（IT系統）的供電方式。同時《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002中規定：2類醫療場所在維持患者生命，外科手術和其他位于患者周圍的電氣裝置均應采用IT系統。如：搶救室（門診手術室）、手術室、心臟監控治療室、導管介入室、血管照影檢查室等。

安科瑞電氣股份有限公司的醫療隔離電源解決方案是針對醫療Ⅱ類場所的供電需求而開發設計的，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關標準。

5結束語

在國內醫院能源管理起步較晚，由于醫院后勤管理人員大都缺乏能源管理知識、工程學知識和計算機網絡知識，對能源的管理比中央空調、供氧系統、自來水、蒸汽設施進行改造，用科學的方法對能源消耗進行控制、監視、調配、記錄及分析。對新建筑物沒計要有超前意識，按智能化樓宇標準設計，設備選用應環保、節能，并符合“LonWorks"，便于形成醫院能源管理網絡系統，為醫院能源管理打好堅實的基礎。

加強醫院能源管理，提升能源使用效率，降低醫院運行成本．以提高醫院競爭力，創造節能的新世界。

參考文獻

1. 孫永和.加強醫院能源管理降低運行成本

2. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版．

作者簡介：

黃琴，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。主要從事醫院能源管理系統的研發與應用