医院能耗监测系统技术方案.docx

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医院能耗监测系统技术方案

xxxx医院能耗监测计量管理系统

技

术

方

案

成都市柏诚智能科技有限公司

第一章概述3

1.1建筑能耗与节能需求分析3

1.2国家政策和法律法规3

1.3建设能耗监测计量管理系统的必要性4

1.4系统设计依据4

1.5系统建设内容4

1.5.1用电系统4

1.5.2用水系统5

1.5.3中央空调系统5

1.5.4中央空调末端系统5

1.6系统建设目标6

第二章能耗监测计量管理系统总体设计方案6

1、概述6

2、系统组成7

3、能耗监测计量管理系统主要功能9

3.1图形化监视系统9

3.2能耗数据采集功能10

3.3能耗监测计量管理功能11

3.4数据显示、统计、分析和预警功能13

3.5报警管理14

3.6设备管理15

3.7能耗指标管理15

3.8联网温控器设计依据及应用16

第三章设备介绍19

1、能耗监测管理平台软件19

2、能耗数据采集器19

3、空调冷热量表20

4、联网温控器22

5、网络直读水表23

6、网络电表23

第一章

概述

1.1建筑能耗与节能需求分析

“高投入、高能耗、高增长”，有人形容中国经济具有这样的“三高”特征。

我国大型公共建筑高能耗的问题日益突出。

有专家调研统计分析，大型公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量为普通居民住宅的10－20倍之多，是欧洲、日本等发达国家同类建筑的2～3倍。

我国大型公共建筑能源系统能效普遍较低、能源浪费非常严重，公共建筑高能耗问题已经引起国家的高度重视。

建筑能耗消耗大致分为5类，电能、水能、燃气、集中供热、集中供冷。

根据中国建筑能耗信息网提供的资料显示，就电能消耗分析，大型建筑的能耗比重约为空调能耗50%，公共与办公照明能耗37%，一般动力能耗2.9%，其他用电能耗10.1%。

在提倡节能减排的当今，做好节能工作不仅对实现“十一五”建筑节能目标具有重大意义，更是为高耗能建筑进一步节能提供准备条件。

1.2国家政策和法律法规

2011年财政部和住房城乡建设部关于进一步推进公共建筑节能工作的通知　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（财建〔2011〕207号）第一条明确规定：

建立健全针对公共建筑特别是大型公共建筑的节能监管体系建设，通过能耗统计、能源审计及能耗动态监测等手段，实现公共建筑能耗的可计量、可监测。

确定各类型公共建筑的能耗基线，识别重点用能建筑和高能耗建筑，并逐步推进高能耗公共建筑的节能改造，争取在“十二五”期间，实现公共建筑单位面积能耗下降10%，其中大型公共建筑能耗降低15%。

成都市城乡建设委员会关于落实国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设项目的通知川建〔2010〕496号明确要求：

一、国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设的核心任务是能耗监测计量管理分项计量系统的安装，通过该项工作可实现对建筑能耗的动态监测，进一步掌握我市大型公共建筑的用能现状，为建立大型公共建筑节能监管的制度体系和节能改造提供数据支撑。

各区县城乡建委应高度重视，主动配合市城乡建委共同做好节能监管体系建设的各项工作。

2005年4月4日，由国家建设部和国家质检总局联合发布的中华人民共和国国家标准，《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005。

标准的第五章5.5.12节中，有如下的规定：

“采用集中空气调节系统的公共建筑，需设置分楼层、分室内区域、分用户或分室的冷、热量计量装置；建筑群的每栋公共建筑及其冷、热源站房，应设置冷、热量计量装置。

”

2008年4月1日起施行的《中华人民共和国节约能源法》第三节第三十八条规定：

对实行集中空气调节的建筑实行分户计量。

新建建筑或者对既有建筑进行节能改造，应当按照规定安装分户计量装置、室内温度调控装置和系统调控装置。

1.3建设能耗监测计量管理系统的必要性

随着能耗问题日益突显，如何实现能耗管理和能源成本最小化成为中国的首要任务。

为此，在“十二五”开局之年国家相关部门将节能减排指标落实到地区，由各个省、市、地区政府承担相应的节能任务。

“政府出面帮助和督促用能单位节能降耗，以行政命令结合扶持政策，鼓励用能单位进行节能改造。

”

建立高效的能耗监测计量管理计量系统，对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时测量，对采集数据进行统计和分析，发现能源使用规律和能源浪费情况，确定建筑能耗经济指标及绩效考核指标，对于提高人员主动节能意识及配合国家完成“十二五”节能减排总体目标是非常必要的。

1.4系统设计依据

《中华人民共和国节约能源法》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项计量设计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统数据中心建设与维护导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范》

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

《中央空调水系统节能控制装置技术规范》GBT26759-2011

《供热计量技术规程》JGJ173-2009

《民用建筑电气设计规范》GJ-T16-2008

《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000

《采暖通风与空气调节设计》GB50019-2003；

《电测量及电能计量装置设计技术规程》SDJ9-1999

CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件

1.5系统建设内容

1.5.1用电系统

系统设计围绕分类分项为中心，结合华西附二院实际用电情况，以科室为单位进行用电计量统计。

在每层楼回路上面安装多功能电表，对三相相电压、相电流、相电压、相电流、有功、无功、频率、功率因数等参数进行监视，当电路缺相或者电流过大等其他故障问题时系统自动会发出告警声音，提示管理人员进行处理。

在楼层分区每个科室（办公室、门诊、卫生间、病区及公共区域）回路分别安装单相计量电表，统计每个科室用电情况，为综合排名考核提供有效数据，这样可以实现绩效考核指标与能耗数据挂钩从而提供医院员工用电节能意识。

通过系统做到有序用电，合理用电，按需用电，避免因电器老化而导致的用电安全事故。

1.5.2用水系统

医院每天流动人员比较大，用水分布以比较广（厕所、洗手池、消毒池、洗衣房、病房等）因此有的病人用水后忘记关闭水龙头，这样就造成水资源浪费。

如果不对用水进行实时监测就不知道每天用水量情况，当某处水管出现漏水以无人知晓。

针对上述情况本次项目在每个科室用水处都配置了相应的水表进行用水量实时在线监测，当出现用水量突然增大或者一直用水，则系统判定出水龙头忘记关闭或者水管漏水，系统会自动发出报警。

对每个科室进行用水计量统计可以作为医院能耗考核指标提供数据支撑。

1.5.3中央空调系统

中央空调能耗占建筑总能耗的40%～50%，是建筑能耗的重要组成部分。

因此，本项目对中央空调采取必要的节能措施，有助于降低社会总能耗。

根据医院环境规则要求环境温度要求维持到一定的区间范围，因此空调机组使用效率比较大，如果没有一定的数据提供节能措施以无从下手。

所以本次能耗监测系统设计在每层楼各功能区域进水管道安装空调冷热量表，通过温差比较、流量计算从而得出空调机组制热量和制冷量。

通过采集能量数据进行该楼层的能耗综合评比分析。

1.5.4中央空调末端系统

医院末端空调系统采用风机盘管集中供冷或者供热，按照传统温控器只能本地设置温度进行风机和水阀调节。

这样当病房无人忘记关闭温控器风机盘管还是一直运行，这样就浪费能源。

采用联网温控器，通过远程监测平台实时监测每个风机盘管运行状态，楼层护士值班室已可通过网络访问查看该楼层每个病房温控器运行情况，当病人退房护士值班室可通过远程关闭房间温控器，这样就实现能源综合合理使用。

本地联网设定室内温度；显示室内温度；风速状态；本地远程手动或自动控制风机三速；本地远程制冷、制热及通风模式设定；提供本地远程定时开/关机功能，简化日常操作；本地远程锁键功能；本地远程温度上下限值功能；本地远程摄氏华氏切换；本地远程时间段定温功能；本地连锁互动功能。

1.6系统建设目标

水、电、空调能耗自动采集分析（按月、季、年等生成各种报表）；

漏电、漏水能耗异常预警（对监测点的能耗与历史数据对比）；

各科室、各病区能耗分户统计计量（把能耗落实到各部门，数据说话）；

实现整个医院用电分项统计分析（了解空调、照明、电脑等能耗）；

数据分析，找出节能空间点（与经验数据对比，发掘节能空间）；

排碳数据化：

通过系统可实现建筑单位内人均能耗分析（包括水、电、能量），实现低碳办公数据化；

区域能效比：

实现建筑单位内区域能耗对比，方便能耗考核；

同期能效比：

实现同年、同期、同一区域能耗对比，方便节能数据分析；

能耗评估管理：

实现一个部门、一个科室、一个大楼等单位能耗使用合理评估，提出节能改造方案；

能耗竞争排名：

各个科室能耗对比，实现能耗排名，增强全院工作人员的节能意识；

对能耗的使用数据进行综合的分析、统计、打印和查询等功能，并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表的打印。

为能耗运营管理部门提供可靠的依据；

能耗数据采集，随时查询，并根据采集数据进行统计分析，监测异常能源用量，对能源智能仪表故障进行报警，提高系统信息化、自动化水平。

第二章能耗监测计量管理系统总体设计方案

1、概述

数据是能耗监测计量管理分析的基础，对于建筑物来说，需要采集的数据指标分为建筑基本情况数据和能耗数据采集指标两大类。

能耗监测计量管理系统的分析基础来自于建筑内的各种能耗数据的采集，依据建筑物的不同功能区域和系统设计，针对能耗监测计量管理系统的分析需要进行选择性的数据采集，采集依据下表中的分类标准。

能耗数据采集指标包括各分类能耗和分项能耗的逐时、逐日、逐月和逐年数据，以及各类相关能耗指标。

2、系统组成

能耗监测计量管理计量系统结构如下图所示：

整个能耗监测计量管理系统由管理中心、主干通信网络、数据采集器、前端智能仪表等组成，实现对公共建筑现场及远程能耗（电、水、气、冷、热量的分类计量以及电能的分项计量，动力、空调和照明节能控制）实时动态监测、能耗管理及能效分析工作，帮助业主实现持续管理能源并降低能耗，同时为与上一级能耗监测计量管理和管理系统连接预留系统接口。

采用远程传输等手段及时采集能耗数据，对建筑能耗进行分类、分项精确计量，计量数据远程传输，数据采集与存贮，数据统计与分析，数据发布与远传；支持DL/T645-1997、CJ/T188-2004、GB/T19582-2008，全面采集各种计量仪表的实时数据。

分类计量

根据建筑消耗的主要能源种类划分进行采集和整理的能耗数据，如：

电、气、水、空调等。

分项计量

根据建筑消耗的各类能源的主要用途划分进行采集和整理的能耗数据，如：

空调用电、动力用电、照明用电等。

大数审核

对数据进行分析对比审查，审查数据本身或数据变动是否符合实际，是否存在逻辑性、趋势性的差错；数据的数值是否出现错位和多位，以及小数点位置错误等情况。

电气质量监测

对电流、电压、频率、视在频率、有功功率、无功功率、功率因数及电能进行监测。

通过能源消费结构，部门能耗对比，重点耗能设备分析、人员结构与能耗对比等多种分析方式，报表分析可以帮助业主准备计算能源消费在建筑生成经常成本中所占比例，实现业主自主能源审计管理。

报表可以自动生成，按实际需要实现手动打印或者自动打印，供能源部门主管和运行管理人员使用。

能源调度日报表

能源供需计划报表

能源实绩报表

能源平衡报表

能源质量管理报表

能源成本报表

能源单耗报表

能源综合报表

能源设备状态报表

能源故障信息统计报表

能源设备备件报表

A.空调系统

针对空调系统的供水、回水管路进行监测温度、压力以及流量值进行监测，对于空调的冷却水温度、运行设备数量、运行效率、制冷量、和日耗电量、单位面积电负荷等指标进行数据分析，帮助空调系统的运行管理进行加强、改善、促进并且出具节能诊断。

如下图：

B.照明系统

依据用电环节的不同，详细分解出办公用电、动力用电、空调用电等，用以做到分项计量、综合对比分析的目的。

依据内部管理运行模式分为公共区域、用能区域，用以定义不同区域的用电量并进行分析对比。

依据统计分析重点能耗回路、设备的运行参数，进行设备在不同时间横向比较、同一时间多设备的纵向对比，发现节能空间，从管理方式上实现节能的可能性。

例如下图用电横向纵向对比：

根据能源分配计划，检修计划，历史能耗数据分析和统计、能源消耗预测，供能状况，自动计算能源消耗计划和外购计划，制定详细的建筑能耗监测计量管理指标体系，指导相关部门按照供需计划组织配电、配热。

采集，提取和整理各种子系统实际能源消耗量、能源介质放散量等数据，获取能源分析所需的实绩数据，为所有部门编制各类其他报表提供基准。

通过计划与实绩数据分析、比较，对楼宇所有能源数据进行有效跟踪，帮助管理者理清近期潜在影响因素，快速制定实行的决策，增进应变能力。

3、能耗监测计量管理系统主要功能

3.1图形化监视系统

以图形化方式形象、实时、准确、快速地反应现场设备数据、状态等各种运行参数；以实时的声光方式警示报警，并对报警进行后台记录，使之有据可查；定时检测点跟踪记录为用户使用历史以及趋势提供数据源。

3.2能耗数据采集功能

能耗数据采集包括各分类能耗和分项能耗的逐时、逐日、逐月和逐年数据，以及各类相关能耗。

根据建筑物基本情况数据，计算分析建筑物目前的能耗状况。

可根据客户需求和现场能耗类型，自主制定能源分析方案。

可按能耗类型：

电、水、气、空调，分类查询。

逐时、逐日和逐月数据分析。

可用饼状图、柱状图、线状图等不同数据图表展示能耗数据采集情况。

可单组数据查看分析，也可多组数据查看分析。

多组数据可进行比较、汇总、统计分析操作。

不同时间范围内能耗值的最大值/最小值分析

不同时间范围内不同能源组能耗值的比较

找出能效最低和最高的设备单位

3.3能耗监测计量管理功能

能耗监测计量管理系统有三套能源分析方案：

按电源用途分类、按区域分类、按用户分类，满足客户管理需求。

可根据客户需求和现场能耗类型，自主制定能源分析方案。

可按能耗类型：

电、水、气、空调，分类查询。

逐时、逐日和逐月数据分析。

可用饼状图、柱状图、线状图等不同数据图表展示能耗数据采集情况。

可单组数据查看分析，也可多组数据查看分析。

多组数据可进行比较、汇总、统计分析操作。

3.4数据显示、统计、分析和预警功能

耗能设备运行数据以各种形式加以直观实时显示，并时刻监测设备运行状况，发现设备运行异常或能效过低状态，实时声光报警提示现场运行人员，若能耗高于历史同期和计划设定值则报警提示管理人员；按时、日、月、年不同时段，或不同地理区域，或不同能源类别，或不同类型耗能设备对能耗数据进行统计，自动生成实时曲线、历史曲线、仿真曲线（后续加入此功能）、实时数据报表、日月年报表等资料，为运行管理节能提供数据依据，为节能技术改造提供数据基础。

并预测未来能源消耗趋势。

3.5报警管理

系统平台利用多个报警模型，负责过程，设备，质量，安全指标，能源限额的超限进行多种方式的报警。

包括模拟量报警，事件报警，重大变化连续重复报警，硬件设备报警等。

支持一个完全分布式的报警系统。

报警及事件的传送，报警确认处理以及报警记录存档。

用户可以自定义各种报警，报警信息可以通过不同方式传送至用户。

部分主要功能列表：

设备报警

重要能耗设备的运行状态异常报警

电源故障报警

设备电源故障，UPS断电报警

网络通讯报警

设备通讯及网络故障等异常报警

报警级别设定

基于事件的报警，报警分组管理，报警优先级管理。

报警和事件输出方式

报警窗口、声、光、电、短信、文件、打印等。

3.6设备管理

能耗监测计量管理系统的对象覆盖楼宇的各种大型能源设施。

通过对能源设备的运行，异常、故障和事故状态实时监视和记录。

通过技改和加强维护，指导维护保养工作，提高能源设备效率，实现能源设备闭环管理。

部分主要功能列表：

运行记录、启停记录的实时数据和历史数据查询

缺陷、故障记录维护，查询。

维修工单，试验工单，保养计划等设备维护管理

设备基础信息管理（型号，厂家，电压等级等信息

维修成本，运行成本分析和报表

3.7能耗指标管理

利用规范的能耗监测计量管理体系，建立完善持续改进的流程。

部分主要功能列表：

结合国家标准，对主要设备的单耗指标、单位能耗等指标进行线上监测。

国家有关标准规定的经济运行指标。

对国家规定的节能目标设置警戒线，对未达目标的指标进行自动警示。

3.8联网温控器设计依据及应用

根据住房和城乡建设部颁布的《公共建筑室内温度控制管理办法》（2008年7月1日起施行）中的实施要求：

第七条　新建公共建筑空调系统设计时，设计单位应严格按照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的相关条款进行设计。

空调房间均应具备温度控制功能。

主要功能房间应在明显位置设置带有显示功能的房间温度测量仪表；在可自主调节室内温度的房间和区域，应设置带有温度显示功能的室温控制器。

第八条　设计单位及使用单位应选用具有温度设定及调节功能的空调制冷设备，可根据建筑负荷需求调节供冷与供热量，维持室内温度在设定值。

第十一条　空调系统无温度监测与控制设施的建筑,其所有权人或使用人应根据建筑的现状，选择合适的室温控制设施改造方式。

建筑面积大于两万平方米的，应进行温度自动监测与控制的改造；建筑面积小于两万平方米的，改造完成后应具备温度监测与控制手段。

第十四条　空调系统运行单位应建立完善的室温监控及空调系统节能运行管理制度，对室内温度、空调系统运行的各项参数、空调系统的能耗进行日常监测记录。

运行记录文件应经单位能耗监测计量管理负责人签字后备案。

具体内容参见空调系统节能运行管理制度示范文本。

第十六条　建筑运行管理单位应在主要功能房间明显位置装设温度测量仪表，显示房间空调温度，接收社会监督。

第十九条　公共建筑运行管理单位应采取措施,对集中空调系统进行调节，实现按需供冷与供热。

当室内温度超出限定标准时，应进行整改。

医院病房风机盘管基本处于全天负荷运转状态，能耗较高，风速大小及温度设定变化极大影响室内能耗，需要对常规区域的温度进行上下限设置，需要对风机盘管控制器进行锁定。

各个区域房间温度可由管理中心统一管理，实时定时节能模式的开关应用。

对于特殊病人身体情况需要合适的室内温度，必须强制管理

对办公室及门诊办公室需要进行管理，减少浪费，

病房内在通风状态下应能及时连锁关闭风机，减少浪费

需要进行区域计费管理可以通过高中低三档阀门开启时间进行当量计费，可就地显示，实行能耗管理的标准化。

使用联网型温控器能够通过联网实现集中控制，解决了楼宇自控系统长期以来管理上的一个盲区，最大限度的降低能耗。

风机盘管控制系统不仅可减轻了物业管理工作量，提高了物业管理的工作效率，同时，减少中央空调系统的工作负荷，延长设备的使用寿命，降低运行费用，达到减负增收的双重效果。

采用联网型温控器可以实现由控制中心对风机盘管的工作状态进行控制，所有温控器可以实现定时启停风机盘管，可以由控制中心强制设定房间温度，从而实现最大程度的节约能耗。

温控器依据设定的工作状态、风速及温度，根据当前的环境温度，控制中央空调末端风机及电动水阀的开关，从而达到控制室温的目的。

联网型温控器可以实现联网，上位机可以实时读取温控器的状态，同时可以改变温控器的状态；同时温控器之间还可以实现群控功能，即一个温控器可以控制其同一区片内的温控器。

联网风机盘管系统结构如下图所示：

温控器联网控制节能：

温控器负责房间内空气温度的调节，其能耗大概如同常规1-2匹空调耗能量。

若室外温度为32度。

室内制冷设定温度分别为20度和26度。

怎温度相差为32-20=12度。

32-26=6度温差。

在此温度空间情况下，空调制冷焓湿图能耗比大概为1：

1比例。

温差比和能耗比大概是1:

1.也就是说房间设置20度温差12度和设置26度的温差6度能耗比例为12：

6及2：

1的关系。

也就是说设定20度的能耗大概是设定26度能耗的2倍。

若能良好控制房间温度设置。

则能将房间能耗降低。

中央空调温度每降低1度，能耗增加8%（相当于主机多开1小时），最多节能10%。

第三章设备介绍

1、能耗监测管理平台软件

系统软件安装于物业管理部门或其它各种专业管理部门的服务器上，通过M-BUS或RS-485网络实现水、电、空调等各种能耗数据采集，实现能耗数据实时检测、系统设备状态实时检测等功能，并将数据保存在本地系统数据库中，可随时进行数据的统计、分析、处理和报表打印工作。

数据查询：

应具备对建筑、楼层、用户编号、用户姓名、数据时间、计费类型数据的查询功能；

报表打印：

应具有默认标准报表打印格式，并附带报表格式设计软件，用户可根据需要，自定义/修改报表打印格式；

权限设定：

应具有三级以上操作员密码设定权限；

数据交换：

系统数据可以以标准、通用的格式直接导出、查询及供其他系统进行数据交换；

实时数据显示：

在图形界面上应可实时显示计费数据和数据来源等属性；

报警管理：

可实时检测系统的工作状态，包括：

区域管理器、空调热量表、网络电表、网络水表等。

2、能耗数据采集器

能耗数据采集器采用嵌入式系统设计，满足《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则》规定的技术条件。

可以做能耗仪表的信息采集和管理设备，并且直接连接能耗数据服务器，构成能耗检测系统；也可连接能耗监控软件构成本地能耗监测系统。

（1）总线丰富：

支持RS485/M-Bus数据采集接口及TCP/IPLAN网络接口；

（2）支持DL/T645-1997、CJ/T188-2004、GB/T19582-2008规约；

（3）配置维护方便：

可以使用LAN接口进行本地或远程配置。

 技术参数

参数

指标要求

电源电压

15~36VDC

电源

小于300mA

功率

小于10W

采集接口

RS-485接口、M-Bus接口

采集通信速率

RS485、M-Bus采集速率可选

采集通信协议

支持DL/T645-1997、CJ/T188-2004、GB/T19582-2008，每个接口独立可配置

支持计量设备数量

每路32台

采集周期

根据数据中心命令或主动定时采集，定时周期从10分钟到1小时可配置

数据处理方式

解析协议，加、减、乘运算，添加附加信息

存储容量

２ＧＢ

远传接口

10/100MLAN接口

远传周期

根据采集周期实时远传

支持数据服务器数量

2个

配置/维护接口

使用LAN接口进行本地配置与维护

网络功能

接收命令、上报故障、数据加密、断点续传、DNS解析

使用环境

温度：

-10℃～+55℃相对湿度：

10%RH～95%RH，不凝露

储存环境

温度：

-10℃～+40℃相对湿度：

小于90%RH，不凝露

外形尺寸

150mm×80mm×45mm

重量

320g

3、空调冷热量表

超声波中央空调冷热量表是结合