1 概述
近些年我國的醫(yī)療事業(yè)發(fā)展迅速,引進(jìn)了相當(dāng)多的高科技醫(yī)療設(shè)備,醫(yī)療向大型化、集團化發(fā)展,醫(yī)療技術(shù)水平可與歐美等發(fā)達(dá)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(yī)院屬于公共建筑,因此,對于醫(yī)院行業(yè)的能耗管理系統(tǒng),我們希望達(dá)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(xiàn)在能源的消耗量下降的同時提高能源使用的品質(zhì)。在提高品質(zhì)的過程中,也在一定程度上節(jié)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(zhì)和量兩方面的。
2 醫(yī)療衛(wèi)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(yī)院的能源消耗指標(biāo)相對較高。*,用能設(shè)備的種類多,涵蓋醫(yī)院建筑、辦公建筑、醫(yī)療設(shè)備、辦公設(shè)備、交通工具等;,具有單位多、分類廣、特點不同、層次復(fù)雜等特點;第三,醫(yī)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(fù)荷大,占總能源消耗的80%左右,并且用電負(fù)荷的起伏變化也很大,因為季節(jié)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(jié)能的角度考慮,節(jié)能空間也是巨大的。
因此,這種情況下,要實施精細(xì)化管理,必然要全面了解醫(yī)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(guī)律,借助一定的輔助分析工具對醫(yī)院的能耗進(jìn)行指標(biāo)量化。所以亟需對醫(yī)院的能耗實施分項計量和對能源消耗情況進(jìn)行監(jiān)測,這是所有節(jié)能管理工作的基礎(chǔ)。
3 醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)的可行性分析
隨著GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的實施,能耗管理系統(tǒng)已在*范圍內(nèi)的大型公共建筑中成功應(yīng)用,并且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟效益和社會效益。醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)是一個大型的綜合自動化系統(tǒng),它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的人機界面,通過對相關(guān)系統(tǒng)的集成和互聯(lián),建立了一個高度共享的信息平臺,實現(xiàn)建筑內(nèi)各部門系統(tǒng)的信息互通與資源共享,從而提高了醫(yī)院日常管理與調(diào)度工作的效率和部門運營的整體服務(wù)水平。
另外,通過智能通信管理器將數(shù)據(jù)信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)。采用這種方式不僅能確保采集的設(shè)備電能數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng),而且可靠性高、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、經(jīng)濟,便于集中管理。在此基礎(chǔ)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(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)。
4 能耗管理分析系統(tǒng)在上海華山醫(yī)院病房新建工程中的應(yīng)用
4.1項目概況
上海華山醫(yī)院病房樓是一幢醫(yī)用建筑,建筑面積約為2萬平方米。根據(jù)配電系統(tǒng)管理和能耗監(jiān)測的要求,需要對樓內(nèi)的高壓進(jìn)線、低壓配出線和各樓層內(nèi)配電箱進(jìn)行電力監(jiān)控,實現(xiàn)對病房樓內(nèi)用電量和用水量的在線監(jiān)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(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)包括建筑分項能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)中心。
4.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1、數(shù)據(jù)采集層
通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表,實施對負(fù)荷用電量的實時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括:電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機電設(shè)備、醫(yī)院內(nèi)其他耗能設(shè)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(xiàn)場智能計量裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求,采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
通過在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),實時采集能耗計量儀表的數(shù)據(jù),并且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠(yuǎn)距離布線,施工簡單可靠。智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式,支持包括RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。
3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件
完成數(shù)據(jù)采集、校驗、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等;并可將現(xiàn)場運行的重要數(shù)據(jù)、報警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
4.3 設(shè)備參數(shù)列表
名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
現(xiàn)場設(shè)備層 | ||||
電力儀表等 | | 只 | 407 | |
站控管理層 | ||||
工作站主機 | RPC-610 Core2 2.8G/2G/500G +鍵鼠 | 臺 | 1 | 華北工控 |
顯示器 | 19W"液晶顯示器 | 臺 | 1 | AOC |
UPS電源 | MT1000 | 臺 | 1 | SANTAK |
打印機 | A4幅面 | 臺 | 1 | |
操作臺 | 鋼木結(jié)構(gòu)含一椅 | 套 | 1 | 上海祥明 |
能耗分析軟件 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-5000 | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 電能管理軟件Acrel-EnerSys | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 報表分析軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 環(huán)境監(jiān)控軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 |
網(wǎng)絡(luò)通訊層 | ||||
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機 | D-LINK 8口 | 臺 | 1 | D-LINK |
工業(yè)串口服務(wù)器 | NPORT5630-16 RS485接口×16 | 套 | 2 | MOXA |
4.4系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)
遙測正確率: | ≥99.9% |
模擬量測量綜合誤差: | <0.5% |
遙測更新周期: | 15min(zui小分辨率1min可調(diào)) |
調(diào)用畫面響應(yīng)時間: | <2S |
事故推畫面時間: | <2S |
網(wǎng)絡(luò)速率: | 10M/100M |
工作環(huán)境溫度范圍: | -20℃~+55℃ |
相對溫度: | ≤95%(25℃) |
歷史曲線日報,月報儲存時間 | ≥1年 |
系統(tǒng)使用壽命: | ≥5年 |
系統(tǒng)平均*時間MTBF: | ≥30000小時 |
4.5系統(tǒng)功能
4.5.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成,本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能為水、電耗的集抄。
4.5.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理,能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個不同系統(tǒng)中集成,能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能,能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?/span>(電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
4.5.3系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù),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(shù)。
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(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)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(tǒng)功能及軟件界面
4.6.1分類、分項能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報警信息等的存儲功能,存儲歷史數(shù)據(jù)保存時間大于三年。系統(tǒng)同時具備將分類、分項能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。
4.6.2能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對用戶需求進(jìn)行功能擴展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個性化報表和分析模板;系統(tǒng)具有報警管理功能,負(fù)責(zé)報警及事件的傳送、報警確認(rèn)及報警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
4.6.3用能情況的同、環(huán)比分析
對各分類、分項能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時)和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時)進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析??深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計報表。界面如圖3。
4.6.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對分類、分項能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實時反映和對比各項采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)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(shù)據(jù)統(tǒng)計 圖2 能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測
圖3 用能情況的同、環(huán)比分析 圖4 建筑能耗數(shù)據(jù)分析
4.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?;?Net平臺,使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開發(fā),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(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問
4.7結(jié)語
上海華山醫(yī)院采用Acrel-5000能耗管理技術(shù),建立了對整個醫(yī)院設(shè)施能源系統(tǒng)的全面監(jiān)視管理,通過對負(fù)載能耗設(shè)備的能耗與能效數(shù)據(jù)實時采集監(jiān)視,實現(xiàn)了對能源系統(tǒng)實時能耗的監(jiān)測管理,提供了用戶能源管理系統(tǒng)運營管理的工具和能耗成本管理工具,為進(jìn)一步的節(jié)能增效措施提供分析手段,預(yù)期效果已開始初步顯現(xiàn):
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)通過全時的全區(qū)域分類數(shù)據(jù)的上傳,不僅降低了大面積、大體量設(shè)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(diào)、通風(fēng)等各類負(fù)載自動生成細(xì)節(jié)分項數(shù)據(jù),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(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用,帶來了很直觀的節(jié)能經(jīng)濟效果,以及良好的社會效益、環(huán)境效益,不僅對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè),對于其他大型公共建筑、綜合建筑群、工業(yè)企業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、大型園區(qū)等都有很好的借鑒意義。