合同能源管理模式在医疗系统中的应用与分析.doc

中国医院建筑装备2014-2 张广兴等 P.94
合同能源管理模式在医疗系统中的应
——以上海交通大学医学院附属精神卫生中心为例

当前，国家倡导“大力推进节能降耗，健全节能市场化体制，加快推进合同能源管理”，对节能方面技术及经验比较薄弱的医院来说，与专业的合同能源公司合作，实施合同能源管理，不失为一个良策。

一、 实施合同能源管理的优势
（一）医院零风险
采用合同能源管理模式，节能服务公司可对项目进行全权运行，并向客户承诺节能项目的节能效益。因此，节能服务公司承担了节能项目的所有风险，医院无需承担节能改造的任何风险。
（二）医院零投入
医院在无需任何资金投入的情况下，从项目启动起即可节省节能改造、能源消耗等费用支出，并且在合同期满后还可得到节能服务公司所投入的节能设备，继续享受项目所带来的源源不断的节能收益，同时节能改造落实了节能减排的目标，可谓一举两得。
（三）节省设备管理
相对于自主聘请节能专家设计节能方案、采购节能设备、督导施工、聘用工程师操作维护、自主运营，合同能源管理模式不但避免医院自主进行节能改造和管理带来的繁冗工作，还可降低医院的运营成本，同时医院也能享受到专业化的能源管理服务，进而可集中精力建设好医疗服务，提升医院的整体服务能力。
（四）保障节能效益
相对于医院自主进行分期分散的局部节能技术改造，专业节能服务公司拥有专家团队，并且综合采用成熟的节能技术以及稳定高效的节能设备进行项目整体运作，可避免重复投资造成的浪费，而且使整体节能收益更有保障。

二、 合同能源管理的应用与分析
上海交通大学医学院附属精神卫生中心与某能源科技公司历经近9个月，通过对节能改造项目的前期策划、方案论证、节能设备的比较，以及节能项目的实际测试及节能效果的理论预测等步骤，经双方多次讨论研究、专家咨询论证、科学分析，最终双方确定签订了为期7年的节能效益分享型能源管理合同。
（一） 项目概况
上海交通大学医学院附属精神卫生中心闵行院区位于沪闵路3210号，占地9万平方米，建筑面积约5万平方米，核定床位数1300张。整个医院由24栋单体建筑组成，全院共有19个病区，其中普通精神科病房11间，老年病房4间，传染病房2间，康复病房1间，戒毒病房1间。
院区内的A、B、C、D、E 5栋新建建筑，全部采用风冷热泵；闵行院区老病房楼L1至L10建筑采用VRV进行供冷供暖，其余建筑采用分体空调满足冷热需求。全院的供热水及供蒸汽系统采用2台燃油蒸汽锅炉进行集中供热，其单台额定蒸发量5t/h，额定蒸汽压力1.0MPa。全院的供热负荷主要包括各类病房洗澡用热负荷、医疗器械消毒用热负荷等。由于医院常年存在热负荷的要求，锅炉常年要运行，导致医院每年耗油量较大，运行费用高；医院门诊楼、新建5栋病房楼，以及食堂、后勤楼、行政楼、老门诊楼、宿舍等处仍广泛使用普通荧光灯和白炽灯，并且每栋楼均配有电加热开水器，共有32台功率均为12KW的电加热开水器提供饮用水，开水器基本未采用节能手段，有一定的节能潜力。综合上述医院的情况，项目组针对该院进行了集中供热系统节能改造、照明系统节能改造、电加热开水器节能改造及能耗监管平台的建设等节能措施。
（二）集中供热系统节能改造
1、集中供热系统简介
医院供热系统采用2台燃油蒸汽锅炉，单台额定蒸发量5t/h，额定蒸汽压力1.0MPa，锅炉房设于地面一层单独房间内。全院的供热负荷由各类病房洗澡用热负荷、衣物消毒用热负荷、食堂用热负荷、医疗器械消毒用热负荷组成。其中，食堂、衣服消毒、医疗器械消毒用热负荷组成。其中，食堂、衣服消毒、医疗器械消毒为直接用蒸汽形式，其余为通过板换提供热水。根据锅炉操作人员介绍，2台燃油锅炉最多运行1台，目前采用自动控制，控制参数为锅炉出口蒸汽压力。当蒸汽压力超过0.85Mpa时燃油锅炉卸载，当蒸汽压力低于0.53Mpa时燃油锅炉再次加载。由于医院常年存在热负荷的要求，锅炉常年要运行，导致医院每年耗油量较大，据统计2009年2台燃油锅炉年燃油消耗量为381t,2010年为401t,2011年为375t。
2、节能改造措施
根据医院要求，结合现有能耗数据资料及多次现场踏勘、综合分析，本次医院供热水系统改造由更安全、环保、高效节能的空气源热泵系统代替，而医院消毒、厨房等蒸汽较小的需求则改为小型燃气蒸汽锅炉和小型电加热蒸汽发生器的方式满足，这样既满足了院方正常需求，又避免了继续使用燃油锅炉供蒸汽严重浪费能耗现象，进而有效降低能耗，减轻了能耗运行费用。
通过对医院各栋楼宇的热水需求量、热水供应时间段、屋面承重、管网铺设，以及每次使用时放空部分冷水对使用者造成不适而可能发生投诉等因素的综合考虑，改造中各栋楼宇利用了原有管路，改造机组安放于具有良好通风条件的位置。本次改造中根据每栋楼宇的热水及蒸汽需求量，供热水系统安装了空气源热泵21台，循环水泵27台；供蒸汽系统安装了15台小型燃气蒸汽锅炉和3台小型电加热蒸汽发生器。
3、节能改造效果
合同能源公司实施了对集中供热系统两台燃油锅炉的节能改造，改造系统经过3个多月的使用，系统运行正常，节能效果明显，并且通过能耗监管平台对改造系统空气源热泵、电蒸汽发生器及小型燃气蒸汽锅炉耗电量进行了监测。改造前燃油锅炉年耗油量为375t，其运行费用为312.6万元，而单月平均运行费用为26万元。改造后2012年3月份的空气源热泵、电蒸汽发生器及小型燃气蒸汽锅炉的总耗电量为5.3万KWh，耗气量为1.2万平方米，而运行费用为9.5万元；4月份的空气源热泵、电蒸汽发生器及小型燃气蒸汽锅炉的总耗电量为3.9万KWh，耗气量为1.4万平方米，而运行费用为8.9万元；5月份的空气源热泵、电蒸汽发生器及小型燃气蒸汽锅炉的总耗电量为3.5万KWh，耗气量为1.2万平方米，而运行费用为7.5万元依据上述数据，该改造系统预计年节省运行费用212万左右，节省标煤180t。
（三）照明系统节能改造
1、照明系统简介
改造前，医院门诊楼、新建A、B、C、D、E病房楼，以及老门诊楼等处均广泛使用普通荧光灯，单管功率为36W，具体分布如表1所示。
表1 新建楼及门诊普通荧光灯数量统计一览表
部门
活动室
医生办公室
护士办公室
其他
A楼
32
12
8
265
B楼
32
12
6
163
C楼
24
32
18
216
D楼
72
37
18
219
E楼
6
28
12
11
门诊楼
88
合计
1311支

2、节能改造措施
随着科技的不断发展进步，市场上出现了各种新型的节能灯管，新型节能灯管要比传统灯管具有更高的照度和更小的功率，针对医院的实际情况，将原有的荧光灯T8灯管+电感式镇流器更换成T5节能型灯管+电子镇流器，从而达到节约能源的目的。本次节能改造共更换1311支28W的T5节能灯。
3、节能改造效果
项目组为了测试出新型T5节能荧光灯的节能效果，通过分项计量电表对原有36W的T8荧光灯和28W的T5荧光灯进行了48小时不间断测试，测试结果如表2所示。
表2医院改造前后照明功率实测表
内容
型号
灯具数量
测试时间
总用电量
节能量
节能率
T8（40W）改造前
2只
48h
4.12kWh
1.42kWh
34.47%
T5（28W）改造后
2只
48h
2.7kWh
项目组通过对1311支新型T5节能荧光灯的节能改造，效果明显。根据医院照明开启时间（医院每天平均开启10小时）和上述测试结果，预计年节约6.7万KWh，节省运行费用6万元，节标煤20t。
4、电加热开水器节能改造
（1）电加热开水器
改造前，医院每栋楼均配有电加热开水器提供饮用水，共设有32台，单台功率均为12Kw。电加热开水器的具体分布情况如表3所示。
表3 医院电加热开水器一览表
部门
台数
部门
台数
A楼
4台
老门诊
1台
B楼
3台
新门诊
2台
C楼
4台
技工组
1台
D楼
4台
宿舍
2台
E楼
4台
病房楼L3
1台
病房楼L5
1台
病房楼L4
1台
病房楼L7
1台
病房楼L8
1台
小买部
1台
工会
1台
合计
32台

（2）节能改造措施
依据医院引用水的实际使用情况及开水器的运行能耗，本次改造将原有的12kW传统开水器替换成为12kW即热式节能开水器，共更换32台。本次改造中所选择的即热式节能开水器可24小时连续不间断提供开水，从而解决了普通开水器一次仅接出可饮用开水约6~8瓶后，再等待7~10分钟才能再次接出开水的问题。同时从患者及医护人员的身体健康考虑，选用的即热式节能开水器可杜绝阴阳水和千沸水。
（3）节能改造效果
项目组为了实测出即热式开水器的节能效果。通过分项计量电表对原有的普通电加热开水器和即热式节能开水器进行了168小时不间断测试，测试结果见表4。
表 4医院改造前后电加热开水器运行功率实测表
内容
型号
测试时间
总用电量
节能率
备注
电加热开水器
1层
168h
166.54kWh
25.75%
新型
2层
168h
234.28 kWh
旧型
3层
168h
181.38 kWh
新型
项目组通过对32台新型即热式开水器的节能改造，效果明显。根据医院开水器的运行情况（每天平均运行10小时）及上述测试结果，预计年节约10万kWh，节省运行费用9万元，节标煤31t。
5、能耗监管系统
（1）能耗监管系统
此次改造，为医院建立了一套能源监管信息平台，可对建筑的耗电系统、设备进行分项、分设备计量：同时对各耗电系统、设备实施在线监测、实时计量、及时汇总、分项分设备动态发布能耗信息。建立了网络化管理系统，建立、健全了医院的能耗数据和能耗标准，为科学管理、合理考评、提高能源使用效率、严格控制能源成本提供了科学依据，并且通过能耗监管平台的精细化管理手段，提高了医院的能源管理水平。
（2）医院能耗监测
医院能耗监测按照不同的监测需求，可以监测建筑总体能耗、建筑的能耗模型、建筑动态能耗等，分类分项监测建筑的能耗，界面采用直观的图形化界面来监测能耗数据，支持逐时、逐日、逐月、逐年能耗监测页面之间的自由导航。支持按照区域、建筑功能、分项、分类来监测建筑的用能情况。
（3）重点用能设备能耗监测
可以监测重点用能设备的运行能耗、状态（停止、运行、故障等），设备运行安全等，利用图形化界面对重点用能设备如热泵机组、空调设备、照明、电梯等实际行动监测，掌握重点设备的用能高峰期、用能超标点、设备起停情况等。
（4）配电系统监测
显示配电线路监测情况，可根据各条件，定位查看监测情况及安装方位。系统提供配电监测模型，可以根据配电线路的实际情况组态配电监测界面，监测各低压配电回路三相电流，电压，有功、无功功率、功率因数等，并且系统还可以通过组态配电监测界面，监测配电线路的损耗，计算线损率。
（5）节能改造效果
当前，能耗监管系统已经投入运行，通过对医院用能数据进行查看和分析，可以进一步开展管理节能工作。同时，结合监测数据平台，可有效提高员工的节能意识，提升医院的用能水平，形成节能运行的长效管理机制。医院2011年用电费用在480万左右，根据安装能耗监管系统后双方约定的节能率计算，预计年节约6万kWh，节省运行费用5.4万元，节标煤17t。

四、结束语
通过合同能源管理项目的实施，使上海交通大学医学院附属精神卫生中心集中供热水系统、照明系统、电加热开水器以及能耗监管系统等，年节约总费用232.4万元，节标煤248t，投资总费用为469万元，投资回收期为2年左右。由此可见，合同能源管理不但符合医疗系统后勤社会化的趋势，而且有利于深入挖掘系统的节能潜力，在享受到专业化节能服务的同时，还建立起一套完善的节能管理机制，为医院带来了明显的节能效益。

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