智能醫(yī)療建筑對不同空調(diào)系統(tǒng)供配電的解決方案

徐悅

安科瑞電氣股份有限公司

近年來醫(yī)療事業(yè)改革正在大力推進，供電系統(tǒng)作為醫(yī)療建筑中非常重要的一部分，對保證整個醫(yī)療系統(tǒng)的順利運行具有非常重要的影響。因此，本文以大型醫(yī)療建筑的不同空調(diào)系統(tǒng)供配電分析為例展開了詳細分析，對供配電運行的安全性、有效性等進行了合理地分析，以保證可以滿足不同空調(diào)系統(tǒng)在用電方面的需求。

對于大型醫(yī)療建筑來說，空調(diào)系統(tǒng)不僅僅是為了維持醫(yī)院室內(nèi)的溫度，還需要滿足手術室以及監(jiān)護室等在溫度和濕度等方面的要求，相對于其他建筑而言醫(yī)療建筑的空調(diào)系統(tǒng)設計更加嚴格，難度也更高?？照{(diào)在整個建筑供電系統(tǒng)中耗電量高，是主要的支出內(nèi)容之一。因此，對大型醫(yī)療建筑不同空調(diào)系統(tǒng)的供配電進行分析，對醫(yī)療建筑的冷熱源需求以及空調(diào)的運行以及使用性質(zhì)等進行分析，有利于供配電系統(tǒng)的合理設計，節(jié)約成本，降低支出。

1大型醫(yī)療建筑空調(diào)系統(tǒng)的基本要求

醫(yī)院分為各個科室，每一個科室都具有特殊性，對于空調(diào)的要求溫度和濕度也都是不同的。一般性區(qū)域夏季孔度溫度要求在25度上下，冬季則為24度上下，手術室和監(jiān)護室的溫度則常年為24度。在空氣的潔凈程度方面，一般性的區(qū)域是普通環(huán)境，也可以設置不同凈化級別。在濕度方面，一般性區(qū)域相對濕度的控制范圍在不超過30%，不高于65%，特殊區(qū)域的濕度控制范圍不超過45%，不高于55%。除上述幾點外，還需要提供熱源以及冷源，夏季利用空氣的冷凝除濕，冬季則對空氣進行再加熱，維持室內(nèi)的溫度。因此，根據(jù)我國2013年關于醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范中關于負荷的規(guī)定，對于二級和三級醫(yī)院空氣凈化機組應該采取二級負荷，利用雙回路供電方式，所以在設計時必須要對熱源以及冷源進行充分地了解，對凈化空調(diào)的工作原理進行了解。而這三種不同空調(diào)的冷熱源系統(tǒng)形式存在差異，以下進行具體分析。

2不同空調(diào)系統(tǒng)的供配電分析

一，冷水機組加鍋爐。此系統(tǒng)形式簡單，冷水機組在整個醫(yī)院當中為空調(diào)系統(tǒng)提供冷源，鍋爐則提供熱源。運作的原理是兩者在夏季時要同時開啟，所以在負荷計算書的編制過程中，不要將兩者的組合簡單地看作是季節(jié)性負荷，避免在計算時取其大者計入變壓器負荷，這樣會影響精準性。在具體的設計過程中，冷水機組可以根據(jù)機組本身的容量以及當?shù)氐墓╇娗闆r和經(jīng)濟條件等，經(jīng)過業(yè)主與專業(yè)設計人員協(xié)商之后，確定合理的機組額定電壓，如果情況允許爭取采取10kv或者6kv的冷水機組，這樣更能夠達到節(jié)約能耗的目的。在具體的運作過程中，如果單臺的額定輸入功率超過了1200kw，供電方式應該選擇高壓。如

果超過900kw，不超過1200kw適宜選用高壓輸電方式。如果超過650kw，不超過900kw則可以選擇高壓輸電方式。

二，冷水機組加鍋爐加風冷熱泵。此系統(tǒng)主要是在夏季炎熱，冬季寒冷和夏秋溫度比較適宜的地區(qū)，一般在夏季溫度達到22℃以上冷水機組就會全部打開進行冷源的供應，鍋爐開啟之后為手術室和監(jiān)護室提供熱源，風冷熱泵則是為了夏季空氣凈化所提供的備用型設備。如果冷水機組出現(xiàn)檢修或者停止使用時則采取風冷熱泵。春秋溫度適宜的季節(jié)，醫(yī)院內(nèi)的一般區(qū)域內(nèi)是不需要使用空調(diào)系統(tǒng)的，但是特殊的凈化區(qū)域除外，此時冷水機組不開啟，風冷熱泵則主要為手術室和監(jiān)護室提供服務，鍋爐則需要開始熱源供應。在冬季鍋爐要開啟全部熱源供應，但是部分冷水機組在溫度達到15℃以下之后無法正常使用，所以還需要利用風冷熱泵為凈化區(qū)域提供冷源。從上述對該空調(diào)系統(tǒng)的分析可以看出，夏季時冷水機組和鍋爐是同時運行的，所以在計算負荷時需要同時計入，但是冷水機組和風冷熱泵不同時使用，所以在計算負荷時只需要取大電量者即可。在空調(diào)系統(tǒng)配電時好從冷水機組到風冷熱泵，并利用同一個變壓器低壓側引出，根據(jù)不同使用特性的特點，對整個變壓器的配置容量進行降低。在二級和三級醫(yī)院空氣凈化機組都是二級負荷，所以風冷熱泵提供的是冷源，采取的雙回路供電方式，可以確保供電的穩(wěn)定性，保證手術室、監(jiān)護室等醫(yī)療區(qū)域內(nèi)的空氣環(huán)境。

三，冷水機組加鍋爐加一體式風冷熱泵。此系統(tǒng)是針對醫(yī)院中凈化區(qū)域和非凈化區(qū)域的冷熱源供應進行獨立設置的，冷水機組加鍋爐是為醫(yī)院非凈化區(qū)域提供冷熱源供應的，一體化風冷熱泵則是為凈化區(qū)域提供冷源除濕和熱源供應。這樣做是為了確保凈化區(qū)域內(nèi)的熱源有保障，所以將非凈化區(qū)域內(nèi)的熱源設計到了另一個支路上。如果一體化風冷熱泵需要檢修，冷水機組和鍋爐就會作為備用機組為凈化區(qū)域提供冷源和熱源，在具體的運行過程中由于兩者是獨立運行的，所以負荷需要同時計入。一體化風冷熱泵采取雙回路供電方式，可以給空調(diào)系統(tǒng)提供很好的供電效果。

3安科瑞醫(yī)院EMS能效管理系統(tǒng)

3.1平臺拓撲圖

3.2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、斷路器以及其它重要設備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制及其他設備通信，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保護裝置及多功能儀表進行保護和監(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)院重要設備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。

電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置

	數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序拉制、權限管理、車件記錄與告營、故障分析、各類報表
通訊層	智能網(wǎng)關	Anet系列		8個RS485串口2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多不同數(shù)據(jù)服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220VAC/DC。
35KV、10KV	微機保護裝置	AM6-x		相間電流速斷保護，相間限時電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。
35KV10KV進線側	電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置	APView500

	主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監(jiān)測（4組）、11個跳閘出口； 擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號： 弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜?；」馓筋^的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域；
35KV10KV配電柜	無線測溫	ATE400（PT柜選用ATE200）		監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內(nèi)置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃
0.4KV進線	多功能網(wǎng)絡電力儀表	APM-520(96外型)

	無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
無線測溫傳感器	ATE400		監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內(nèi)置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃
0.4KV濾波柜	有源諧波治理系統(tǒng)	AnSin-xxx		有源電力濾波器井聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償，
0.4KV補償柜	有源無功補償系統(tǒng)	AnCos-xxx		低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關、控制器等組成。 補償方式:線性補償，全響應時間<5ms，瞬時響應時間≤100us;補償效果:≥0.99，可補償容性無功和感性無功，濾除5、7、9、11、13次以內(nèi)的諧波;自身損耗:≤百分之2，效率:>百分之98;監(jiān)控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監(jiān)控;具有人性化的人機交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠控，也可以本控;標準模塊化設計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護性。
0.4KV饋線	多功能網(wǎng)絡電力儀表	APM-510(72外型)

	無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
無線測溫傳感器	ATE400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5安培，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米；
低壓回路	電流互感器	AKH-0.66系列		測量型互感器，采集交流電流信號

4結語

總之，大型醫(yī)療建筑作為應對公共衛(wèi)生事件的重要場所，確定醫(yī)療設備和醫(yī)療物資的完整性，可以在很大程度上滿足醫(yī)療需求服務，也能夠快速地獲取周圍醫(yī)療機構的支持。由于醫(yī)院建筑具有很大的特殊性，設計與施工中相對復雜，對于技術要求也比較高，而空調(diào)系統(tǒng)作為其中為繁雜且耗電量大的電氣設備，電氣設計以及施工要求相對更高，需要設計人員不斷地鉆研和學習。此外，由于醫(yī)院醫(yī)療服務的特殊性，空調(diào)設計上需要滿足不同區(qū)域的要求，不同空調(diào)系統(tǒng)應運而生，所產(chǎn)生的供配電也有所不同，這就需要設計人員針對不同空調(diào)系統(tǒng)的運行特點，原理等進行充分分析，在確保用電穩(wěn)定與安全的基礎上，科學地規(guī)劃線路，精準地計算用電指標，以保證整個醫(yī)院供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定。

作者簡介：
徐悅，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。手機：18702111076（微信同號），QQ：2885206556
郵箱：2885206556@qq.com

審核編輯 黃宇