医院建筑能耗管理
1 项目概况
1.1 项目情况概述
**市人民医院新区医院项目位于陕西省**市***路，属于医疗建筑，其建筑面积79633平方米，地下一层，地上由十四层的住院楼、六层的门诊裙楼以及四层的检验裙楼组成，低压变电所设在地下室。
此项目的低压变配电室内400V开关柜的进出线回路合计共有236个，原设计了一套针对低压进出线回路实时监控的变电所自动化管理系统。
楼层配电箱绝大多数也都设计了多功能仪表。
针对本项目的现状，设计一套能耗监测管理系统，适当增加一部分楼层电能表，在值班室设置后台主机，通讯管理机对变配电室内配电柜上安装的电力仪表、楼层原设计以及加装的电能表进行监控，数据采集后按照能耗分类分项分楼层分科室的原则进行分析。
1.2 项目设计原则及目标
能耗分析管理系统是采用现场设置测控单元并通过远程传输等手段及时采集现场能耗数据，实现能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。通过对**市人民医院新区医院项目医疗综合楼电的计量，可通过远程有效的监控来合理的使用设备，通过有效的监控管理降低能源浪费，达到节能的效果。管理者可结合系统的功能，实行分科室的能耗独立考核，促节能；同时通过能耗费用的统计，为管理者在以后制定能耗资金、预算时提供一定的数据支持。管理者可通过相关软件对网络计量表进行自动检测，对设备故障，通信故障等进行报警及记录，并可实现远程维护和管理。
根据可靠性和高效率配电管理的要求，综合能耗管理系统的设计遵循下列原则：
性：
工程的整体方案将保证具有明显的特征。考虑到电子、信息技术的迅速发展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备，产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。
合理性和经济性：
在保证性，满足用户需求的同时，以提高工作效率，节省人力和各种资源为目标进行工程设计，充分考虑系统的实用、适用和效益，争取获得大的投资回报率；
结构化和可扩充性：
系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，使系统能在日后得以方便地扩充，计费系统可集成智能式水表、电表，被集成于楼控系统；
管理简单：
全面综合优化优选，强调以人为本，系统易学易用，实现现代管理。
1.3 主要设计依据与规范
u DL/T 698 《电能信息采集与管理系统》
u GB/T2887-2011 《计算站场地技术条件》
u GB/25329-2010 《企业节能规划编制通则》
u GB/13234-2009 《企业节能计算方法》
u GB/15587-2008 《工业企业能源管理导则》
u GB/6422-2009 《用能设备能量测试导则》
u GB/2588-2000 《设备热效率计算通则》
u GB/2589-2008 《综合能耗计算通则》
u GB19761-2009 《通风机能效限定值及能效等级》
u GBT15316-2009 《节能监测技术通则》
u GBT23331-2009 《能源管理体系要求》
u GB50314-2000 《智能建筑设计标准》
u GB/T13471-2008 《节电技术经济效益计算与评价方法》
u 《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则》 住建部2008【114号】文
u DBJ61/T97-2015 《西安市公共建筑能耗监测系统技术规范》
2 项目解决方案
2.1 系统结构
Acrel-5000能耗分析管理系统以服务器、通讯设备、测控单元为基本工具，为**市人民医院新区医院项目医疗综合楼的实时数据采集及远程管理提供了基础平台。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如下图所示，分为站控管理层、网络通讯层和现场设备层三层结构。
方案及架构说明：
本项目系统采用三级结构：
1）站控管理层
站控管理层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的上层部分，主要是由能耗分析管理软件和必要的硬件设备如服务器、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；
2）网络通讯层
网络通讯层主要是由通讯管理机及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS485等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯管理机用于对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集并转换成TCP/IP通讯协议完成数据上传等工作；
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由电力仪表组成，配电室电力仪表、楼层配电箱多功能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入能耗网关，经交换机到达能耗服务器；下行口RS485总线采用RVVSP 2*1.0的线材。
1.1 具体实施方案
现客户的需求为对此医院医疗综合楼的用电细分到每个科室的用电计量统计。
由于从目前拿到的配电图纸无法明确每个科室对应的配电箱回路，因此此次的方案只能对**市人民医院的能耗计量细分到楼层计量，针对分科室计量需要客户及设计院后续明确科室对应的配电箱或配电回路，再将此部分配电箱或配电回路纳入到能耗系统监控范围，设计有电能仪表的直接接入到能耗采集设备，无表的加装电能仪表再接入到能耗采集设备，终在能耗后台系统处统一监控。
原设计了一套针对低压进出线回路实时监控的变电所自动化管理系统，此系统将配电室的低压仪表的各电参量采集到之后再将数据转发给我司能耗后台，能耗系统即可以在这一级计量处对用电进线分项计量，分别统计出照明插座用电、空调用电、动力用电以及特殊用电的用能情况，但是只监控的配电系统的这一级还远远不够，此一级的计量只能宏观的看到**市人民医院整体的电能消耗情况，了解到医院的总耗电量以及四项分项的耗电量及占比，对于哪里还有节能的空间无法确认，因此还需要再往下细分到楼层计量；由于很多配电室出线回路所带载的配电箱并不是一带一而是一带多，同时这个低压出线配电回路所带的多个配电箱并不一定是同一层的配电箱，因此对于这种配电室低压出线回路并不是一带一或者一带同一层配电箱的回路需监控到下一级的配电箱处。经统计门诊楼分楼层计量需要再监控20台楼层配电箱的用能，检验楼还需监控26台楼层配电箱，住院楼还需监控110台楼层配电箱，合计需再监控156台楼层配电箱的用电情况，此156台配电箱在目前拿到的配电一次图上有些并未找到，因此还不确定是否原设计都有电能计量仪表，对于还未设计电能仪表的配电箱需要加装仪表。
根据此项目实际情况，能耗后台设置在值班室内；配电室低压仪表的数据通过变电所自动化管理系统采集后转发给能耗系统，或者通过在配电室内设置一台内置通讯管理机的数据采集箱，通讯管理机直接采集变配电室配电柜上的236块进出线电力仪表的数据，此处通讯管理机采集到的数据再经光纤通过网络传输至能值班室的能耗后台主机上；在一层强电间设置一台内置通讯管理机的数据采集箱，采集156台楼层配电箱电表的数据，此处通讯管理机采集到的数据经网络传输至值班室的能耗后台主机上。能耗后台主机上安装的能耗监测管理软件将现场的通讯管理机上采集到的能耗数据处理分析，终将能耗数据通过图表直观的展示在管理人员的眼前，也可以通过配置的激光打印机将能耗图表打印出来，同时配置UPS电源保证后台系统的不间断运行。
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