醫院建筑能耗管理

1 項目概況

1.1 項目情況概述

**市人民醫院新區醫院項目位于陜西省**市***路，屬于醫療建筑，其建筑面積79633平方米，地下一層，地上由十四層的住院樓、六層的門診裙樓以及四層的檢驗裙樓組成，低壓變電所設在地下室。

此項目的低壓變配電室內400V開關柜的進出線回路合計共有236個，原設計了一套針對低壓進出線回路實時監控的變電所自動化管理系統。

樓層配電箱絕大多數也都設計了多功能儀表。

針對本項目的現狀，設計一套能耗監測管理系統，適當增加一部分樓層電能表，在值班室設置后臺主機，通訊管理機對變配電室內配電柜上安裝的電力儀表、樓層原設計以及加裝的電能表進行監控，數據采集后按照能耗分類分項分樓層分科室的原則進行分析。

1.2 項目設計原則及目標

能耗分析管理系統是采用現場設置測控單元并通過遠程傳輸等手段及時采集現場能耗數據，實現能耗的在線監測和動態分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱。通過對**市人民醫院新區醫院項目醫療綜合樓電的計量，可通過遠程有效的監控來合理的使用設備，通過有效的監控管理降低能源浪費，達到節能的效果。管理者可結合系統的功能，實行分科室的能耗獨立考核，促節能；同時通過能耗費用的統計，為管理者在以后制定能耗資金、預算時提供一定的數據支持。管理者可通過相關軟件對網絡計量表進行自動檢測，對設備故障，通信故障等進行報警及記錄，并可實現遠程維護和管理。

根據可靠性和高效率配電管理的要求，綜合能耗管理系統的設計遵循下列原則：

性：

工程的整體方案將保證具有明顯的特征。考慮到電子、信息技術的迅速發展，本設計在技術上將適度超前，所采用的設備，產品和軟件不僅成熟而且能代表當今世界的技術水平。

合理性和經濟性：

在保證性，滿足用戶需求的同時，以提高工作效率，節省人力和各種資源為目標進行工程設計，充分考慮系統的實用、適用和效益，爭取獲得大的投資回報率；

結構化和可擴充性：

系統的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴充性，使系統能在日后得以方便地擴充，計費系統可集成智能式水表、電表，被集成于樓控系統；

管理簡單：

全面綜合優化優選，強調以人為本，系統易學易用，實現現代管理。

1.3 主要設計依據與規范

u DL/T 698              《電能信息采集與管理系統》

u GB/T2887-2011         《計算站場地技術條件》

u GB/25329-2010         《企業節能規劃編制通則》

u GB/13234-2009         《企業節能計算方法》

u GB/15587-2008         《工業企業能源管理導則》

u GB/6422-2009          《用能設備能量測試導則》

u GB/2588-2000          《設備熱效率計算通則》

u GB/2589-2008          《綜合能耗計算通則》

u GB19761-2009          《通風機能效限定值及能效等級》

u GBT15316-2009         《節能監測技術通則》

u GBT23331-2009         《能源管理體系要求》

u GB50314-2000          《智能建筑設計標準》

u GB/T13471-2008        《節電技術經濟效益計算與評價方法》                                                                                                                      

u 《國家機關辦公建筑及大型公共建筑分項能耗數據采集技術導則》          住建部2008【114號】文

u DBJ61/T97-2015        《西安市公共建筑能耗監測系統技術規范》

2 項目解決方案

2.1 系統結構

Acrel-5000能耗分析管理系統以服務器、通訊設備、測控單元為基本工具，為**市人民醫院新區醫院項目醫療綜合樓的實時數據采集及遠程管理提供了基礎平臺。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如下圖所示，分為站控管理層、網絡通訊層和現場設備層三層結構。

方案及架構說明：

本項目系統采用三級結構：

1）站控管理層

站控管理層是針對配電網絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的上層部分，主要是由能耗分析管理軟件和必要的硬件設備如服務器、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；

2）網絡通訊層

網絡通訊層主要是由通訊管理機及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232、RS485等及以太網等各種接口，組網方式靈活，支持點對點的通訊、現場總線網絡、以太網等類型的組態網絡。通訊管理機用于對現場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場儀器儀表回送的數據信息進行采集并轉換成TCP/IP通訊協議完成數據上傳等工作；

3）現場設備層

現場設備層是數據采集終端，主要由電力儀表組成，配電室電力儀表、樓層配電箱多功能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入能耗網關，經交換機到達能耗服務器；下行口RS485總線采用RVVSP 2*1.0的線材。

1.1 具體實施方案

現客戶的需求為對此醫院醫療綜合樓的用電細分到每個科室的用電計量統計。

由于從目前拿到的配電圖紙無法明確每個科室對應的配電箱回路，因此此次的方案只能對**市人民醫院的能耗計量細分到樓層計量，針對分科室計量需要客戶及設計院后續明確科室對應的配電箱或配電回路，再將此部分配電箱或配電回路納入到能耗系統監控范圍，設計有電能儀表的直接接入到能耗采集設備，無表的加裝電能儀表再接入到能耗采集設備，終在能耗后臺系統處統一監控。

原設計了一套針對低壓進出線回路實時監控的變電所自動化管理系統，此系統將配電室的低壓儀表的各電參量采集到之后再將數據轉發給我司能耗后臺，能耗系統即可以在這一級計量處對用電進線分項計量，分別統計出照明插座用電、空調用電、動力用電以及特殊用電的用能情況，但是只監控的配電系統的這一級還遠遠不夠，此一級的計量只能宏觀的看到**市人民醫院整體的電能消耗情況，了解到醫院的總耗電量以及四項分項的耗電量及占比，對于哪里還有節能的空間無法確認，因此還需要再往下細分到樓層計量；由于很多配電室出線回路所帶載的配電箱并不是一帶一而是一帶多，同時這個低壓出線配電回路所帶的多個配電箱并不一定是同一層的配電箱，因此對于這種配電室低壓出線回路并不是一帶一或者一帶同一層配電箱的回路需監控到下一級的配電箱處。經統計門診樓分樓層計量需要再監控20臺樓層配電箱的用能，檢驗樓還需監控26臺樓層配電箱，住院樓還需監控110臺樓層配電箱，合計需再監控156臺樓層配電箱的用電情況，此156臺配電箱在目前拿到的配電一次圖上有些并未找到，因此還不確定是否原設計都有電能計量儀表，對于還未設計電能儀表的配電箱需要加裝儀表。

根據此項目實際情況，能耗后臺設置在值班室內；配電室低壓儀表的數據通過變電所自動化管理系統采集后轉發給能耗系統，或者通過在配電室內設置一臺內置通訊管理機的數據采集箱，通訊管理機直接采集變配電室配電柜上的236塊進出線電力儀表的數據，此處通訊管理機采集到的數據再經光纖通過網絡傳輸至能值班室的能耗后臺主機上；在一層強電間設置一臺內置通訊管理機的數據采集箱，采集156臺樓層配電箱電表的數據，此處通訊管理機采集到的數據經網絡傳輸至值班室的能耗后臺主機上。能耗后臺主機上安裝的能耗監測管理軟件將現場的通訊管理機上采集到的能耗數據處理分析，終將能耗數據通過圖表直觀的展示在管理人員的眼前，也可以通過配置的激光打印機將能耗圖表打印出來，同時配置UPS電源保證后臺系統的不間斷運行。

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