摘要:探討電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用,通過分析醫(yī)院建筑電氣能耗特點,提出了減少電動機(jī)電能損耗、優(yōu)化照明系統(tǒng)、改善空調(diào)系統(tǒng)、節(jié)能供配電系統(tǒng)等應(yīng)用策略。強(qiáng)調(diào)了建立節(jié)能管理控制系統(tǒng)和加強(qiáng)計量與成本管理的重要性。
0.引言
20世紀(jì)以來電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用在我國經(jīng)歷了長足的發(fā)展。起初,隨著技術(shù)進(jìn)步,電氣節(jié)能技術(shù)不斷創(chuàng)新,LED照明、智能控制系統(tǒng)等得到廣泛應(yīng)用?!秶揖G色醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》這一政策的實施進(jìn)一步推動了電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的發(fā)展歷程。
1.建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀
我國在醫(yī)院建筑電氣節(jié)能方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。部分醫(yī)院建筑存在照明設(shè)備老化、設(shè)備運行不合理等能源浪費現(xiàn)象,導(dǎo)致能耗較高。醫(yī)院電氣系統(tǒng)的設(shè)計和施工中,還有一定的提升空間,需要進(jìn)一步加強(qiáng)專業(yè)化人才的培養(yǎng)和引進(jìn),提高設(shè)計水平和施工質(zhì)量。醫(yī)院建筑業(yè)主和管理者對電氣節(jié)能的重視程度不夠,缺乏長期的節(jié)能管理和監(jiān)測機(jī)制。
2.建筑電氣節(jié)能的重要性
建筑電氣節(jié)能有助于降低運營成本,通過使用高效節(jié)能的電氣設(shè)備和系統(tǒng),建筑業(yè)主能夠減少用電費用和維護(hù)成本。節(jié)能措施的應(yīng)用可以改善建筑的能源利用效率,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。建筑電氣節(jié)能對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的改善至關(guān)重要,設(shè)計合理的照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)能夠提供舒適的室內(nèi)環(huán)境,并確保室內(nèi)空氣的清新和舒適。
節(jié)能措施的應(yīng)用還能減少熱量和光污染,提高室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。重要的是,建筑電氣節(jié)能符合可持續(xù)發(fā)展的理念。通過減少能源消耗和溫室氣體排放,電氣節(jié)能可以降低對環(huán)境的影響,減少碳足跡,實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。在全球氣候變化和能源緊缺的背景下,電氣節(jié)能對實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
3.建筑電氣節(jié)能的基本措施
為了實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的目標(biāo),在照明方面選擇高效節(jié)能的LED燈具(如圖1),并結(jié)合智能照明控制系統(tǒng),實現(xiàn)光感應(yīng)和時間控制。在空調(diào)系統(tǒng)方面,采用高效節(jié)能的變頻空調(diào)設(shè)備,并結(jié)合智能溫控系統(tǒng)和*確的空調(diào)區(qū)域劃分,實現(xiàn)能源的合理利用。安裝智能能源管理系統(tǒng),實時監(jiān)測和分析能源消耗情況,為能源調(diào)控提供數(shù)據(jù)支持。
4.電氣節(jié)能技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用策略
4.1醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)
合理選擇供電電壓是一項關(guān)鍵策略,根據(jù)功率公式P=UI,較高的供電電壓可以降低電流流量,從而減小線路電阻損耗和電線的傳輸損耗。通過優(yōu)化供電電壓,可以提高供配電系統(tǒng)的效率,減少能源浪費。變配電所的科學(xué)選址也是一項重要措施,合理布置變配電所可以減小電能傳輸?shù)木嚯x,降低電能損耗和線路阻抗,提高供配電系統(tǒng)的效率。將變配電所布置在負(fù)荷中心位置,能夠有效減少配電半徑和低壓配電距離,降低線路損耗和電壓。醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)還包括優(yōu)化電纜選擇和布線設(shè)計,采用高效節(jié)能的電纜材料和合理的線路布線方式,減少電能傳輸中的線路損耗和降低電阻。合理選擇導(dǎo)線的截面積和材質(zhì),以降低電阻和電流密度,提高電能傳輸?shù)男省?377 443 0992
4.2醫(yī)院建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)
醫(yī)院建筑照明系統(tǒng)中,應(yīng)優(yōu)先選擇高效節(jié)能的LED照明燈具。LED燈具具有較高的光效、較長的壽命和較低的能耗,相較于傳統(tǒng)照明燈具可實現(xiàn)較大幅度的節(jié)能效果。還應(yīng)考慮燈具的功率因數(shù)、色溫和色彩還原指數(shù)等參數(shù),以保證照明效果和舒適度。采用智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,智能照明控制系統(tǒng)結(jié)合光感應(yīng)、時間控制和人體感應(yīng)等技術(shù),可以實現(xiàn)照明系統(tǒng)的*準(zhǔn)控制。通過感應(yīng)器和控制器的配合,可以根據(jù)光照需求和人員活動情況,自動調(diào)節(jié)燈光亮度和開關(guān)狀態(tài),避免不必要的能耗。還可以應(yīng)用照明分區(qū)控制和燈光調(diào)光技術(shù),根據(jù)不同區(qū)域和使用需求,靈活調(diào)整照明亮度,進(jìn)一步節(jié)約能源。
4.3醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)
在設(shè)計和運行醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)時,醫(yī)院建筑應(yīng)優(yōu)先選用具有較高能效比(EER)和COP的空調(diào)設(shè)備(如圖2)。這些設(shè)備采用先進(jìn)的壓縮機(jī)和熱交換技術(shù),以減少能源損耗。應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)娜萘看笮?,以確??照{(diào)系統(tǒng)在滿足需求的同時避免不必要的能耗。采用智能控制技術(shù)優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)運行,通過使用智能溫度控制器、室內(nèi)外溫度傳感器和人體感應(yīng)器等設(shè)備,可以實現(xiàn)實時監(jiān)測和調(diào)整室內(nèi)溫度,避免過度制冷或制熱。
還可利用預(yù)測控制算法和智能調(diào)度系統(tǒng),根據(jù)不同時間段和區(qū)域需求合理分配和調(diào)整空調(diào)設(shè)備的運行模式和能耗。優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的空氣流通和傳輸效率也是節(jié)能降耗的重要措施,通過合理設(shè)置空氣供應(yīng)和回風(fēng)口,優(yōu)化送風(fēng)和回風(fēng)路徑,減少空氣泄漏和混合,提高空調(diào)系統(tǒng)的傳輸效率。定期清潔和更換過濾器,確??諝饬魍〞惩o阻,減少空氣阻力和系統(tǒng)能耗。
4.4諧波治理
諧波產(chǎn)生的原因主要是非線性負(fù)載設(shè)備對電力系統(tǒng)的影響,其會導(dǎo)致電壓波形畸變、供電質(zhì)量下降和設(shè)備損耗增加。諧波治理的關(guān)鍵目的是限制諧波的生成和傳輸,在醫(yī)院建筑中可采用諧波濾波器,優(yōu)化設(shè)備選擇和布置,以及科學(xué)選擇中性線截面等策略來實現(xiàn)。諧波濾波器通過濾除諧波成分,改善電壓波形質(zhì)量,減少諧波對電力系統(tǒng)和設(shè)備的影響。科學(xué)選擇中性線截面有助于降低諧波電流的流動,減小諧波對醫(yī)院電氣系統(tǒng)的影響。1377 443 0992
4.5減少電動機(jī)電能損耗
減少電動機(jī)電能損耗通過優(yōu)化電動機(jī)的選擇、運行和控制來實現(xiàn),以此提高系統(tǒng)效率。高效率電動機(jī)具有較低的功率損耗和較高的功率因數(shù),能夠在工作過程中實現(xiàn)更高的能源轉(zhuǎn)化效率。通過挑選符合需求的高效率電動機(jī),可以降低電動機(jī)的能耗,并提高系統(tǒng)的整體效率。電動機(jī)運動時要注意功率因數(shù)的提升,功率因數(shù)是電動機(jī)運行時的重要參數(shù),影響著電能的利用效率。通過調(diào)整電動機(jī)的電壓和頻率優(yōu)化電動機(jī)的運行條件,可以提高功率因數(shù),降低無功功率的損耗,從而減少電能的浪費。采用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效降低電動機(jī)的能耗,變頻調(diào)速器可以根據(jù)實際負(fù)荷需求,調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率輸出,避免電動機(jī)長時間處于高功率和高負(fù)荷狀態(tài)。如此不僅可以降低能耗,還可以延長電動機(jī)的使用壽命。
4.6建立節(jié)能管理控制系統(tǒng)
在醫(yī)院建筑中建立節(jié)能管理控制系統(tǒng)主要是通過應(yīng)用智能家居系統(tǒng)予以實現(xiàn)。通過智能家居系統(tǒng)的集成和自動化控制功能,可以實現(xiàn)醫(yī)院各個能源相關(guān)設(shè)備的智能調(diào)度和運行,以減少能源浪費。配備傳感器和結(jié)合反饋機(jī)制,智能系統(tǒng)可以根據(jù)實時監(jiān)測的環(huán)境條件和人員活動情況,實現(xiàn)*確地能源控制。應(yīng)用先進(jìn)的能源調(diào)度和優(yōu)化算法,智能系統(tǒng)能夠預(yù)測和調(diào)整能源使用模式,以平衡醫(yī)院的舒適性和能源效益。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理,醫(yī)院管理人員可以隨時隨地訪問系統(tǒng),并實時監(jiān)測能源使用情況,實施相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。
4.7加強(qiáng)計量和成本的管理
通過*確計量能源消耗并采取有效的管理措施,可以為醫(yī)院提供準(zhǔn)確的成本核算和能源消耗數(shù)據(jù),實現(xiàn)能源的高效利用和成本的有效控制。建立科學(xué)合理的能源計量系統(tǒng)是加強(qiáng)計量管理的基礎(chǔ),醫(yī)院建筑涉及電力、熱能、冷能等多個能源領(lǐng)域,要確保各方面的能源消耗得到準(zhǔn)確計量。通過安裝智能電能表、熱量表和水表等計量設(shè)備,可以實時監(jiān)測和記錄能源的使用情況,提供準(zhǔn)確的能源數(shù)據(jù)。1377 443 0992
利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理和分析技術(shù),對能源消耗進(jìn)行有效管理。通過建立能源管理信息系統(tǒng),將能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和分析,可以實時監(jiān)測能源使用情況、發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行及時調(diào)整。利用數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以識別能源消耗的瓶頸和潛在的節(jié)能機(jī)會,并制定相應(yīng)的能源管理策略。加強(qiáng)成本管理也是提高電氣節(jié)能效果的重要措施之一,通過建立成本核算體系,準(zhǔn)確計算和監(jiān)控能源消耗所帶來的成本,可以識別成本的組成部分和變化趨勢,為管理決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。1377 443 0992
5.AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺
5.1平臺概述
AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺充分結(jié)合《醫(yī)建筑電氣設(shè)計規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)規(guī)范、根據(jù)醫(yī)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(shù)據(jù),監(jiān)測以電能質(zhì)量、智慧用電相關(guān)指標(biāo)以及其他用能指標(biāo),并與國家能源政策與用能模式改革結(jié)合。
5.2平臺組成
醫(yī)院能源管理系統(tǒng)集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所運維云平臺,配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng),能耗管理系統(tǒng),智能照明控制系統(tǒng),智慧消防平臺,電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng),防火門監(jiān)控系統(tǒng),消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng),充電樁管理系統(tǒng),電能質(zhì)量治理解決方案,醫(yī)療隔離電源解決方案,
5.3平臺拓?fù)鋱D
5.4平臺子系統(tǒng)
(1)醫(yī)院電力監(jiān)控解決方案
電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、斷路器以及其它重要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能,并與保護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)方控制中心及其他設(shè)備通信,實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患,快速排除故障,提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對開閉所和10/0.4kV變電所,對高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)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(shù)和用能情況。同時對醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機(jī)、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
(2)醫(yī)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(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù),通過智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地,再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所回路電氣參數(shù)和變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息,有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。
(3)醫(yī)院配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控,可對燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,優(yōu)化動力環(huán)境,避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障,保證維護(hù)人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。
(4)醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)解決方案
對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時測量,對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各科室建筑能耗經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及績效考核指標(biāo),發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況,提高人員主動節(jié)能的意識。
① 搭建醫(yī)院智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架,對各個用能環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)測;
② 排碳數(shù)據(jù)化:通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析(包括水、電、能量),實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化;1377 443 0992
③ 區(qū)域能效比:實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比,方便能耗考核;
④ 同期能效比:實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比,方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析;
⑤ 能耗評估管理:按照能源消耗定額標(biāo)準(zhǔn)約束值、標(biāo)準(zhǔn)值、引導(dǎo)值進(jìn)行分析單位面積能耗和人均能耗指標(biāo);1377 443 0992
⑥ 能耗競爭排名:各個科室能耗對比,實現(xiàn)能耗排名,增強(qiáng)全院工作人員的節(jié)能意識;
⑦ 對能耗的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能,并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)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(jù);
⑧ 能耗數(shù)據(jù)采集,隨時查詢,并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,監(jiān)測異常能源用量,對能源智能儀表故障進(jìn)行報警,提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。
結(jié)語
醫(yī)院將更加注重綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,電氣節(jié)能技術(shù)將成為實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段。通過智能化控制系統(tǒng)、高效節(jié)能照明設(shè)備等技術(shù)的應(yīng)用,醫(yī)院將大幅降低能耗,減少環(huán)境污染,并提升服務(wù)的質(zhì)量和效率。電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展能助力醫(yī)院建筑向著更加智能、高效、環(huán)保方向的發(fā)展,為人們創(chuàng)造更加舒適健康的環(huán)境。