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绿色智慧医院综合能源管理方案

01引言

医院的运营发展过程中，离不开用能设备安全可靠运行，同时为

创建绿色智慧医院，现有的设施设备在安全性、稳定性、能源使用效

率方面越来越无法满足医院快速发展的需求。对此，如何科学合理地

使用和管理能源成为医院亟待解决的问题。医院若能够建设安全高效

的用能设备，使用现代化智慧能源管理系统，利用科学技术进行管理，

势必利于提升能源管理效率，并确保机电运维安全、稳定及高效。

02方案概况

对原有蒸汽锅炉、水冷式离心机机及螺杆机、冷水机组对应水泵、

冷却塔、水处理、照明及建筑维护改造，实现设施设备能效提升。综

合能源管理平台建设，以科室为单位对各类能源进行计量统计，对用

能异常进行报警并生成工单进行及时处置，尽可能地避免电器老化或

不良用能习惯导致的用能安全事故或能源浪费。通过能源管理平台自

带的算法，根据各种参数模拟各种应用场景，在上万个控制策略中匹

配最优用能路径，实现能源最大程度的节约。最后对整体设施设备制

定合理的运维计划，使设备始终保持在最优状态。通过总体设计和规

划，取得了良好的效果，有效实现医院机电设备的智慧绿色运营。本

文重点讲述综合能源管理平台在节能管理方面的先进性，对设备改造

和机电运维仅做简单描述。

03设备改造

对原有蒸汽锅炉进行改造，选用节能热水型锅炉，工艺消毒及食

堂处就近配置蒸汽发生器，降低换热及传输过程的能量损失。使用多

机头磁悬浮离心机技术替换原有水冷式离心机机及螺杆机，可以实现

制冷负荷2%~100%无极调节，优化机组能耗，提高整体能效比。拆除

原冷水机组对应水泵，根据优化后图纸实际需求更新全新水泵，使用

变频控制技术选用流量扬程合适的水泵改变原有部分负荷工况“大

马拉小车”大流量小温差运行工况。改造原有冷却塔，新增冷却塔均

水器和变流量喷嘴，应用冷却塔群变流量技术，增加全自动加药系统，

能提升空调换热效率，减少能源消耗，延长设备使用寿命，降低运行

成本，对建筑照明及围护不达标的建筑进行节能改造。

04绿色智慧能源管理平台方案

4.1主要实现功能

充分利用现有的设备，提供真正实用的集控制、优化（节能）、

与能效审计于一体的新一代中央空调控制系统，具体如下：在动力中

心安装新的工作站（建议采用高清大屏幕显示器）；建立工作站与现

有控制系统的双向通讯；安装室外温湿度测点；增加冷水机组电动控

制阀门；增加管道温度、压力传感器；为水泵组和冷却塔组安装智能

电表；将水泵变频器、新增传感器和电表连入现有控制网络或直接连

到工作站；在工作站上安装先进能源中心控制软件（以下简称“先控

软件”）实现；所有冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机等的全自动

节能运行（包括供水温度调节，水泵台数与转速调节等），设备及管

网实现3D模拟技术，实时展现设备及管网运行状态，比BIM技术更

直观形象，并更具先进性；重点区域的实时热力图；辅助中央空调的

能耗统计。[1]

4.2先进控制系统技术特点

4.2.1能源中心的运行与末端负荷紧密联系

中央空调的负荷随着季节、天气、时间等因素的变化而动态变化。

传统做法从总管的温差和压差以及流量判断空调的负荷需求。这些方

法与建筑物真实的负荷需求间没有量化的联系，与末端用户的感受也

没有必然联系，也不能给出负荷在未来的变化趋势，不能给出建筑物

对制冷/热的响应能力，也不能给出量化的估算和对未来的预测。

空调系统服务的是建筑物中的人，而不是空调循环水的温度或某

个空调设备。如果能源中心不能利用室内温湿度的实时信息准确计算

末端的制冷/热需求和冷/热响应特性会导致整个空调系统或多或少

处于“盲控”状态，无可避免地造成空调“过供应”。这部分的能耗

损失约为5~8%。[2]

图1传统的参考供回水温差和压差的运行方式

先进控制系统采用短期负荷和远期负荷相结合的负荷预测方法。

首先采用统计回归方法建立建筑物的热响应模型f描述某个时段内

各种影响因子（比如天气、时间段、制冷/热量）与该时段内室内平

均温度变化间的统计关系。根据该模型求取逆函数f-1，该函数描

述了在当前影响因子（比如天气、时间段）情况下给定时间段内要求

室内温度变化给定的幅度需要多少制冷/热量。有了逆函数f-1，可

以直接利用建筑物室内平均温湿度数据、相关影响因子、以及期望的

室内温度，计算出未来一个时间段内（未来半小时）的负荷需求作