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医疗行业能效管理系统发展现状

更新时间:2023-02-03  |  点击率:361
  摘要:介绍了我国医院建筑能耗监管平台的建设情况。以国家卫生健康委员会直44家医院为研究对象,进行了深入调研。总结了目前平台的主要功能。指出了5个方面。
 
  一 医院能耗监管平台建设背景及现状
 
  随着我国经济社会高速发展,我国公共建筑面积逐步增加,目前公共建筑面积已达全社会民用建筑总面积的15%,公共建筑能耗占总民用建筑能耗的21%。相对于居住建筑,公共建筑能耗占比大、增长速度快、节省难度高,是建筑领域节能减排的重点。医院建筑由于其自身功能的特殊性,在公共建筑中属于能耗较高的一类。近年来,随着我国医院医疗科技的发展和诊疗环境的改善,医院的能源消耗不断上涨。因此,推进医院建筑能耗监管平台的建设已成为医院节能的重要手段。2014年5月,原国家卫生和计划生育委员会、住房和城乡建设部及财政部联合启动了全国医院建筑能耗监管系统试点建设工作,并下发了《医院建筑能耗监管系统建设技术导则(试行)》,为医院建筑能耗监管平台的建设提供了依据。医院建筑能耗监管系统将采用通用型软件平台、配套的硬件架构、统一的平台界面,通过对相关子系统的信息集成与互联,形成一个信息高度共享、实时在线监测的数字化平台。原国家卫生和计划生育委员会于2015年对其直属的44家医院进行了能耗监管平台建设,各试点医院对医院相应的重点用能设备安装了计量仪表(电表),实现了对重点设备的实时监测;同时针对分项能耗,安装了分项能耗计量仪表(电表),通过远程传输进行能耗数据的采集与监测。平台的建设实现了医院建筑与设备能源消耗情况的实时监测、统计分析和管理。本文针对这44家医院的能耗监管平台的建设情况进行分析。
 
  二 医院能耗监管平台建构的基本情况
 
  1.平台的建设情况
 
  对44家医院的平台建设情况进行了深入调研和分析,目前全部安装了能耗监管平台,试点医院分布于8个省、3个直辖市;跨越严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区及夏热冬暖地区4个气候分区。医院具体分布情况见图1。
 
图1医院具体分布情况
 
  2.平台的构建方法
 
  各医院能源监管平台的构建基本上遵循了《医院建筑能耗监管系统建设技术导则(试行)》的相关规定,监管系统主要由计量装置、数据网关、数据传输网络、数据中转站、数据服务器、管理软件等组成。各医院平台均具备能耗数据的实时采集与在线监测、数据远程传输、数据分类统计与分析、图表显示与报表管理等功能,可满足医院能耗监管内容及要求。为配合国家卫生健康委员会(以下简称“卫健委”)能耗监管总平台的建设,各医院均预留接口至上一级数据中心。平台架构见图2。
 
图2医院能耗监管平台架构
 
  3.平台核心功能
 
  医院能耗监管平台已基本实现数据监测采集与能耗分析展示等功能,部分医院可通过用能诊断及故障诊断等进行报警。医院能耗监管平台功能见表1。
 
 

       三 医院能耗监管平台功能
 
  1.数据采集
 
  医院能耗监管平台已基本上实现监测采集和数据处理等功能。
 
  1)监测采集:包括自动采集和人工录入。水表、电表、燃气表等设备可实时监测采集数据,当出现断点或在某些特殊情况下,可以通过人工录入医院设备信息数据。
 
  2)数据处理:包括数据校验、数据包解析、归一化处理、拆分计算和数据存储。具体处理过程如下:平台采集数据后,一是校验数据的合理性、正确性及其完整性,校验通过后,需将原始数据包解析为系统可以识别的数据格式;二是进行归一化处理,规范采集时间、采集频率、计量单位等;三是根据所携带的楼宇信息及能耗拆分方法进行能耗拆分;四是保存相应的能耗数据(原始数据及拆分数据)。
 
  2.能耗分析与展示
 
  目前,医院能耗监管平台主要可进行3个方面的能耗分析与展示,分别为:医院用能分类分项能耗分析、建筑用能分类分项能耗分析和科室用能分类分项能耗分析。医院能耗监管平台主要展示功能亦可分为3种形式:1)平台可通过柱状图、饼图、曲线图等形式展示建筑日、月、年各类能耗和水耗走势曲线及其总用能情况,并进行综合能耗历年对比;2)平台可将数据按照表格等文本形式对建筑能耗进行同期能耗对比或同类能耗对比;3)平台可以通过文本或图形形式进行分建筑能耗同比或环比。平台能耗展示效果如图3所示。
 
图3平台能耗展示效果
 
  3.能耗公示
 
  医院能耗监管平台会定期发布特定时间范围内各项用能情况,包括建筑/部门总能耗、建筑/部门分项能耗、建筑/部门单位面积能耗及建筑/部门人均能耗等。具体信息发布途径有3种:1)平台具有能效公示系统,会定期将各项用能情况显示到首页。2)个别医院推出了移动APP服务功能,方便能耗监管。3)平台会以邮件的形式将各建筑/部门能耗数据发送至相关人员及负责人。
 
  4.报警功能
 
  部分医院能耗监管平台可通过用能诊断及故障诊断进行报警。用能报警:平台可监测能耗数据采集的坏值情况以及建筑用能超限情况,发现后启动报警。设备报警和采集器报警:平台可监测建筑能耗采集设备的在线情况,故障一经“确诊”,立即启动报警。报警途径有短信报警和邮件报警。
 
  5.数据上报
 
  各医院能耗监管平台逐时上传本医院的各用能数据至卫健委能耗监管总平台,个别医院的本地平台系统可直观查看数据上报的详细信息,方便医院用户查看每次上传的数据,核对上传数据的准确性。数据上报后可使得卫健委全面了解和分析各医院、各科室的整体用能指标,为今后制定详细的建筑能耗定额提供数据支撑。
 
  6.其他功能
 
  1)建筑概况展示功能:平台可展示医院概况信息,包括总建筑面积、建筑名称、科室情况、病房数等数据。与此同时还可显示医院各建筑的地理位置及信息,如建筑名称、建筑面积等。
 
  2)采集设备配置管理:可对在线设备设置采集时间间隔等,更换现场设备后可再次设置。
 
  3)能源审计功能:包括特定时间范围内某建筑或某部门能源审计报告的初生成、再编辑和总运算。
 
  四 医院能耗监管平台建设存在的问题
 
  1.数据采集与录入
 
  1)采集数据未进行校核。
 
  多数医院平台只是进行数据采集,忽视了系统漏损以及变压器变损所带来的能源损失,同时未提供合理的能流图,没有对所采集的能耗数据进行校核分析,致使各级数据统计存在差异。
 
  2)人工录入功能简单。
 
  现有平台多数项目无法实现单表数据的人工录入。尤其是通过平台服务器直接采集的软件统,当电表异常或者通讯异常时会出现数据丢失等现象。
 
  2.报警功能
 
  1)报警类型单一。
 
  现阶段多数医院平台软件针对运行能耗、运行故障建立了合适的报警功能,但只能进行阈值报警或故障报警。缺少能耗异常报警功能,不能对采集的能耗数据进行比较处理,不能及时发现能源的浪费情况并报警。
 
  2)报警方式落后。
 
  目前,国内医院能耗监管平台建立了相应的报警机制,但报警方式以邮件报警居多,较少使用短信、微信等一些当前主流的通讯方式进行报警,报警方式相对落后、不及时。
 
  3.能源审计功能
 
  1)多数平台缺少审计功能。
 
  多数医院平台缺少能源审计功能,仅针对能耗分析作了相应的图形化展示,缺少对用能总量、能源增长情况、能耗指标情况、能源使用费用等进行有效审计。未来的医院能耗监管平台建设需要增加能源审计模块,加入能源审计功能。
 
  2)能源审计格式简易。
 
  少数具有能源审计功能模块的医院平台,在能源审计的时间节点要求,增加或修改审计报告,审计结果的对外公示、展示、保存等方面也存在问题。需要进一步完善能源审计,核对审计内容的完整性。
 
  4.能效公示
 
  1)缺少重点用能设备的数据展示及分析。
 
  多数医院能耗监管平台具有能效公示系统,平台会定期将特定时间范围内各项用能情况显示到首页,但缺少医院重点用能设备的集中监测数据的展示,并且没有将数据进行对比分析,没有发挥出能耗监测软件的作用。
 
  2)缺少分项用能系统的运行能效分析。
 
  由于医院在运行模式与服务对象方面的特殊性,使用能系统能源消耗大,节能潜力大。但目前多数医院平台缺少分项用能系统的运行能效分析功能,不能通过对各项用能系统的对比分析查找出能耗大、能效低、节能潜力大的系统进行优化改造。
 
  5.能耗诊断
 
  1)缺少异常用能诊断。
 
  目前,很多医院能耗监管平台只能按时间采集能耗,但仅对建筑能耗采集不能实现节能。对于监测过程中能源数据突变的情况,缺少相对应的分析,没有对异常用能情况进行诊断,不能发现和解决能耗异常的问题。
 
  2)未制定能耗定额。
 
  在国内医院能耗监管平台的建设过程中,并未同步制定能耗定额基准,无法对能耗进行有效的对比分析,导致对实际运行能耗缺乏约束力,违背了节能监管平台建设初衷。
 
  3)缺少能耗预测。
 
  监管平台的建设,不仅仅是能耗数据的监测。国内多数医院能耗监管平台并无能耗预测功能,导致平台在使用过程中无法对实际能耗进行评价分析,不能对系统运行进行有效的指导。
 
  五 安科瑞建筑能耗分析系统
 
  1概述
 
  Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统,在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析,通过对用户端所有能耗进行细分和统计,以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况,便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯,有效节约能源,为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源计算,分析现状,查找问题,挖掘节能潜力,提出切实可行的节能措施,并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。
 
  2应用场所
 
  适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。
 
  3系统功能
 
  1)系统概况
 
  平台运行状态,当月能耗折算、地图导航,各能耗逐时、逐月曲线,当日,当月能耗同比分析滚动显示。
 
  2)用能概况
 
  对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比,支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。
 
 

       3)用能统计
 
  对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计,支持报表数据导出EXCEL,支持选择建筑数据进行生成柱状图。
 
 

       4)复费率统计
 
  复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。
 
 

       5)同比分析
 
  对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。
 
 

       6)能源流向图
 
  能源流向图展示单栋建筑某时段内各类能源从源头到末端的的能源流向,支持按原始值和折标值查看。
 
 

       7)夜间能耗分析
 
  夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在某时段工作时间与非工作时间用能统计对比,支持导出报表。
 
 

       8)设备管理
 
  设备管理包括,设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备,确保设备的运行。
 
 

       9)用户报告
 
  用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势,并提供简单的能耗分析结果,针对用电提供单独的复费率用能分析,报告可编辑。
 

         六 系统硬件配置
 

      七 结论
 
  建筑能耗检测与智能控制系统,通过实时监测建筑能耗数据与智能控制相结合,能够得出建筑能耗的优化方案,大大降低传统建筑的能耗。系统采用统一的485协议,各个设备只需符合协议便可在系统中使用,方便了系统设计者的设计和集成商的集成、布线简单清晰,减少了线材的使用,方便后期的维护工作,同时便于用户的统一管理。
 
  参考文献:
 
  [1]GB50314-2015智能建筑设计标准[s].2015.
 
  [2]王玉,曹勇,毛晓峰,刘益民,付显涛,王照波.医院建筑能耗监管平台现状调研 [3]DBJ/T13-197-2014福建省绿色建筑设计规范[s].2014.
 
  [4]DBJ/T13-158-2012福建省公共建筑能耗监测系统技术规程[s].2012.
 
  [5]王庭国.建筑能耗监测与智能控制系统.
 
  [6]丁洪涛,刘海柱,殷帅.我国公共建筑节能监管平台建设现状及趋势研究
 
  [7]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.