醫(yī)院合同能源管理實(shí)踐與分析

滕錦楠，陳立萍，呂品，張牧野，王靜波

1. 東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鹽城醫(yī)院 a. 院長(zhǎng)辦公室；b. 質(zhì)量管理辦公室；c. 總務(wù)科，江蘇 鹽城 224001；2. 南京河西遠(yuǎn)大能源服務(wù)有限公司，江蘇 南京 210000

引言

醫(yī)院作為特殊公共場(chǎng)所，全年不間斷運(yùn)營(yíng)，功能布局及用能系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，存在一定的節(jié)能潛力。因此，做好醫(yī)院能耗管理和提高能源利用效率對(duì)促進(jìn)醫(yī)院綠色發(fā)展具有重要意義[1]。合同能源管理，即節(jié)能服務(wù)公司與用能單位以契約形式約定節(jié)能項(xiàng)目的節(jié)能目標(biāo)，節(jié)能服務(wù)公司為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)向用能單位提供必要的服務(wù)，用能單位以節(jié)能效益支付節(jié)能服務(wù)公司的投入及其合理利潤(rùn)的節(jié)能服務(wù)機(jī)制，是一種響應(yīng)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)建設(shè)目標(biāo)，鼓勵(lì)節(jié)能服務(wù)公司創(chuàng)新服務(wù)模式，為用戶提供節(jié)能咨詢、診斷、設(shè)計(jì)、融資、改造、托管等“一站式”合同能源管理的綜合服務(wù)[2]。

鹽城市第三人民醫(yī)院是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防保健、康復(fù)為一體的三級(jí)甲等綜合醫(yī)院，創(chuàng)建于1946年，是蘇北地區(qū)第一所人民醫(yī)院，核定床位1600張，日人流量1.5萬(wàn)人次左右，有南北兩個(gè)院區(qū)，南院區(qū)為新院區(qū)，建筑面積為94376 m2，用能消耗大；北院區(qū)為35280 m2，建筑年代較為久遠(yuǎn)并相對(duì)密集，用能設(shè)備老化。該院核心消耗能源主要為蒸汽、電力，2018年平均月度蒸汽能源消耗為2347.57 T，月度電耗統(tǒng)計(jì)為1077264.25 kWh。醫(yī)院處于快速發(fā)展階段，在區(qū)域擁有極高的口碑和群眾基礎(chǔ)，能源管理在快速發(fā)展過(guò)程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。2019年1月起，醫(yī)院開(kāi)始實(shí)行合同能源管理，由某節(jié)能服務(wù)公司為醫(yī)院提供能耗總包型合同能源管理服務(wù)，取得良好成效，現(xiàn)總結(jié)報(bào)告如下。

1 節(jié)能降耗方法及措施

通過(guò)合同能源管理對(duì)醫(yī)院蒸汽、用電相關(guān)耗能系統(tǒng)進(jìn)行改造，主要包括兩個(gè)方面：① 中央空調(diào)的主機(jī)、制冷、凈化系統(tǒng)及茶水爐的改造，減少蒸汽能耗；② 中央空調(diào)輸配、管網(wǎng)系統(tǒng)及照明設(shè)備的改造，降低用電能耗。

1.1 降低蒸汽能耗

1.1.1 制冷主機(jī)改造

南院原使用蒸汽溴化鋰配合螺桿機(jī)，現(xiàn)新增1臺(tái)C240磁懸浮離心機(jī)空調(diào)、2臺(tái)冷水泵、2臺(tái)冷卻水泵。冷水泵與原大系統(tǒng)共用管路，冷卻水與原蒸汽溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)共用管路，將原系統(tǒng)冷卻塔并入冷卻系統(tǒng)，將原獨(dú)立運(yùn)行的兩臺(tái)蒸汽溴化鋰?yán)鋮s水系統(tǒng)進(jìn)行并管（圖1），提升制冷的能效和穩(wěn)定性。

圖1 南院區(qū)制冷系統(tǒng)改造示意圖

北院新增1臺(tái)C120磁懸浮離心機(jī)空調(diào)，替換原制冷系統(tǒng)中老舊的溴化鋰設(shè)備，增加2臺(tái)冷凍水泵，運(yùn)行時(shí)一用一備（圖2），提升制冷的能效和穩(wěn)定性。

圖2 北院區(qū)制冷系統(tǒng)改造示意圖

1.1.2 南院區(qū)手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)改造

將南院區(qū)手術(shù)室凈化空調(diào)從大系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，過(guò)渡季節(jié)可采用1臺(tái)螺桿機(jī)單獨(dú)供冷，大系統(tǒng)作為備用（圖3），避免浪費(fèi)，提升能效。

圖3 南院區(qū)手術(shù)室凈化系統(tǒng)改造示意圖

1.1.3 蒸汽型茶水爐改造

2019年11月中旬將原蒸汽型茶水爐更換為電磁自動(dòng)開(kāi)水器，采取防擾流雙水箱步進(jìn)式加熱系統(tǒng)，改善冷熱水分離，緩解“陰陽(yáng)水”程度，變量供水，根據(jù)實(shí)際使用水量、溫度來(lái)自控運(yùn)行，從而降低能耗成本、人工成本，消除安全隱患[3]。

1.2 降低電能耗

1.2.1 水泵改造及變頻

北院區(qū)對(duì)原有中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水泵、冷凍水泵、熱水泵（各3臺(tái)）進(jìn)行拆除與更換，冷卻水泵、冷凍水泵增加變頻控制，冷凍水、冷卻水管道新增零阻力過(guò)濾器各1個(gè)，減低能耗。

南院區(qū)對(duì)水泵進(jìn)行重新選型，冷卻水泵增加變頻控制，適時(shí)適量地控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)水泵的流量、壓力工況，以此來(lái)滿足系統(tǒng)負(fù)荷要求。新增水泵參數(shù)如表1所示。

表1 新增水泵參數(shù)

1.2.2 安裝分體空調(diào)、VRV節(jié)能器

針對(duì)使用頻率較高的分體空調(diào)、VRV，安裝節(jié)能控制器，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)外的分體空調(diào)節(jié)能。開(kāi)啟的空調(diào)在無(wú)人使用時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行，杜絕了空調(diào)溫度過(guò)高或過(guò)低、人離時(shí)忘關(guān)空調(diào)等現(xiàn)象，提高能源利用效率，亦不影響空調(diào)的正常開(kāi)啟或關(guān)閉[4]。

1.2.3 照明系統(tǒng)改造

采用高光效、高顯色指數(shù)的LED燈具對(duì)院區(qū)部分傳統(tǒng)燈具進(jìn)行替換改造，使改造區(qū)域燈具的照度、顯色性、均勻度、眩光的控制均優(yōu)于改造前的數(shù)值并滿足使用要求。

1.3 其他基礎(chǔ)輔助節(jié)能措施

對(duì)機(jī)房系統(tǒng)原冷水管道破損保溫棉進(jìn)行修復(fù)[5]；對(duì)蒸汽分汽缸下側(cè)損壞的疏水閥進(jìn)行更換，并且對(duì)分汽缸下側(cè)疏水管路走向進(jìn)行重新設(shè)計(jì)施工，將原冷凝水排放點(diǎn)排水溝改為直排至排污池。為實(shí)現(xiàn)醫(yī)院南、北兩個(gè)院區(qū)能耗統(tǒng)一監(jiān)控管理，高效利用能源，對(duì)院內(nèi)蒸汽、電表等數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、分析，搭建了能耗監(jiān)控平臺(tái)，重點(diǎn)采集7條管道的蒸汽數(shù)據(jù)及智能電表數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)及安全隔離網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全管理。節(jié)能服務(wù)公司專業(yè)運(yùn)維人員進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)，與醫(yī)院工作人員共同進(jìn)行節(jié)能管理服務(wù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Excel軟件建立原始數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行雙人核對(duì)，導(dǎo)入SPSS 18.0軟件，計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)、百分比進(jìn)行數(shù)據(jù)描述；計(jì)量資料采用均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差（±s）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述。兩組比較，選用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

2 成果效益

2.1 能耗對(duì)比

該院實(shí)施合同能源管理后，2019年能耗比2018年明顯降低，總蒸汽耗量降低了26.45%，總電耗降低了1.82%，月度平均能耗對(duì)比如表2所示。

表2 2018至2019年醫(yī)院月度能耗對(duì)比（±s）

表2 2018至2019年醫(yī)院月度能耗對(duì)比（±s）

時(shí)間 月度電耗能/kWh 月度蒸汽耗能/T 2018年3—12月 1066418.10±230702.20 2071.18±947.84 2019年3—12月 889676.90±83285.83 1267.39±185.42 t值 2.162 2.281 P值 0.044 0.035

2.2 效益對(duì)比

該院實(shí)施能源合同管理后，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，蒸汽單價(jià)按照199.5元/蒸噸、電價(jià)按照0.7214元/kWh計(jì)算，2019年相比2018年月度能耗費(fèi)用也得到了節(jié)省，具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 2018至2019年醫(yī)院月度成本對(duì)比（萬(wàn)元）

2.3 節(jié)能效益分析

本次節(jié)能改造總投資為802萬(wàn)元，年預(yù)計(jì)節(jié)能效益為165.6萬(wàn)元，按照9年的合同期計(jì)算，總節(jié)能率為1490.4萬(wàn)元，扣除前期投資，節(jié)能投資回報(bào)約為688.4萬(wàn)元，具體效益分析數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 合同能源管理全周期節(jié)能效益分析

3 討論

3.1 合同能源管理減少了醫(yī)院用能能耗

通過(guò)合同能源管理，醫(yī)院充分利用社會(huì)資源和專業(yè)團(tuán)隊(duì)，減少醫(yī)院的投入且有效降低醫(yī)院能耗[6]。節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)駐后，對(duì)醫(yī)院耗能原因進(jìn)行了調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)蒸汽型溴化鋰制冷主機(jī)夏季供冷，因?yàn)榈乩砦恢锰幱谡麄€(gè)熱力管網(wǎng)的末端，蒸汽耗量增大，且利用率低。通過(guò)采用磁懸浮電空調(diào)基本取代溴化鋰制冷，在制冷季蒸汽耗量得到大幅度降低且提升了蒸汽利用率。將南院區(qū)手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)從大系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái)，改變?cè)锌照{(diào)主機(jī)及輸配系統(tǒng)日常運(yùn)維粗放式管理方式，有效提升了蒸汽能源利用率。南院病區(qū)提供的病患飲用水采用蒸汽茶爐制取，管控難度較高，且存在一定程度的能源浪費(fèi)與安全隱患。因此，對(duì)這些病區(qū)的15臺(tái)熱源為蒸汽的茶水爐進(jìn)行更換，替換為電磁飲水設(shè)備，在確保安全的同時(shí)降低了蒸汽消耗。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)照明設(shè)備采用傳統(tǒng)燈具、空調(diào)輸配系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、水泵運(yùn)行采用工頻控制、冷卻水管網(wǎng)系統(tǒng)不能在高低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)靈活調(diào)控等原因?qū)е铝巳赫w平均月度用電較高。通過(guò)合同能源管理，采用高效節(jié)能的LED燈具對(duì)傳統(tǒng)燈具進(jìn)行更換，安裝分體空調(diào)、VRV節(jié)能器，對(duì)水泵進(jìn)行更換改造及變頻，在冷凍水及冷卻水管網(wǎng)中增加零阻力過(guò)濾器以減少對(duì)能源的消耗并提升了對(duì)能源的利用率，改造后非制冷季耗電量下降較為明顯。中央空調(diào)采用磁懸浮電空調(diào)基本取代溴化鋰制冷，在制冷季的整體耗電量?jī)H略有增加。

3.2 合同能源管理降低了醫(yī)院運(yùn)行成本

合同能源管理的具體運(yùn)作模式為用能單位與節(jié)能服務(wù)公司以合約形式簽訂節(jié)能目標(biāo)[7]，節(jié)能服務(wù)公司提供專業(yè)的節(jié)能服務(wù)，用能單位根據(jù)節(jié)能效益與節(jié)能服務(wù)公司達(dá)成酬金協(xié)議，合作雙方充分評(píng)估節(jié)能效益分享所面臨的不確定性風(fēng)險(xiǎn)[8]。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，節(jié)能服務(wù)公司根據(jù)醫(yī)院用能系統(tǒng)年用能時(shí)間的變化來(lái)確定與醫(yī)院的運(yùn)行費(fèi)用基準(zhǔn)（運(yùn)行費(fèi)用為全院能耗成本、中央空調(diào)系統(tǒng)維保成本、中央空調(diào)運(yùn)營(yíng)人員工資之和，一般為近三年平均值），在此基礎(chǔ)之上通過(guò)合同形式約定在用能方式、供應(yīng)條件、供應(yīng)面積等基本情況一致的前提下為醫(yī)院每年節(jié)省可確定的運(yùn)行成本，節(jié)能服務(wù)公司向醫(yī)院收取低于雙方所確認(rèn)的基準(zhǔn)運(yùn)行成本費(fèi)用作為雙方約定的合同額，為醫(yī)院代繳能耗費(fèi)用[9-10]。

通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，該院萬(wàn)元收入能耗支出由2018年0.03噸標(biāo)煤/萬(wàn)元降至2019年的0.02噸標(biāo)煤/萬(wàn)元，2019年的運(yùn)行支出比原運(yùn)營(yíng)基準(zhǔn)降低了5.46%（87萬(wàn)元），節(jié)能服務(wù)公司2019年節(jié)能收益為118.6萬(wàn)元（包括部分投資分?jǐn)偅?，?jié)能服務(wù)公司與醫(yī)院的共同合作實(shí)現(xiàn)雙贏，也創(chuàng)造了社會(huì)效益。

3.3 合同能源管理優(yōu)化了醫(yī)院節(jié)能基礎(chǔ)管理

醫(yī)院用能系統(tǒng)原先存在的問(wèn)題：① 蒸汽余壓不足，高負(fù)荷時(shí)制冷難以滿足需求；② 溴化鋰主機(jī)老舊，機(jī)組穩(wěn)定性弱；③ 南院區(qū)手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)未獨(dú)立，大系統(tǒng)供能要求高，增加能耗；④ 部分水泵近乎報(bào)廢，運(yùn)行能耗高；⑤ 照明系統(tǒng)部分燈具未做節(jié)能改造；⑥ 茶水爐為老式蒸汽爐，能效低；⑦ 分體空調(diào)和VRV數(shù)量多、較分散，節(jié)能管理難度大。醫(yī)院實(shí)施合同能源管理，針對(duì)用能系統(tǒng)原先存在的問(wèn)題進(jìn)行改造，解決了系統(tǒng)中存在的問(wèn)題[11]，有利于優(yōu)化醫(yī)院節(jié)能的基礎(chǔ)管理。

既往醫(yī)院用能考評(píng)的計(jì)算多數(shù)依賴于單個(gè)能耗影響因子，缺乏整合監(jiān)測(cè)機(jī)制，而能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)通過(guò)遠(yuǎn)程智能系統(tǒng)收集和分析能耗數(shù)據(jù)，從而提高醫(yī)院能源管理及利用效率[12]。能耗監(jiān)控平臺(tái)的智能表讀值周期為1 min/次，有效地提高了計(jì)量精度，滿足了醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)、能效診斷、節(jié)能管控的需求，實(shí)現(xiàn)全院能耗可視化的精細(xì)管理要求[13]。系統(tǒng)對(duì)能源供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)總計(jì)量表記數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)以下的分計(jì)量表計(jì)數(shù)據(jù)之和進(jìn)行實(shí)時(shí)智能統(tǒng)計(jì)分析，可及時(shí)查找異常能耗原因，發(fā)現(xiàn)用能區(qū)域內(nèi)能耗異常點(diǎn)位、漏水、漏氣等非正常能源消耗現(xiàn)象，判斷平衡與否，正確引領(lǐng)能耗管理工作方向，減少非正常能耗，為能耗分析提供科學(xué)決策依據(jù)，從而達(dá)到安全用能的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理[14-15]。

3.4 合同能源管理強(qiáng)化了醫(yī)院節(jié)能理念

醫(yī)院實(shí)施合同能源管理，形成了一整套節(jié)能運(yùn)行服務(wù)機(jī)制，2019年蒸汽耗量同比減少消耗7452.59 T，電耗同比減少235126 kWh，共計(jì)減少標(biāo)煤85.2 T，減少二氧化碳排放230 T，相當(dāng)于種植了1.26萬(wàn)棵樹(shù)，顯著成效不斷深化了醫(yī)院的節(jié)能理念[16]。專業(yè)化的運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)提高了醫(yī)院節(jié)能效益的產(chǎn)出，因此醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)一步高度重視能源節(jié)約工作，設(shè)置能源資源管理崗位，要求專人負(fù)責(zé)，將科室節(jié)能工作納入醫(yī)院綜合目標(biāo)考核[17]。全院醫(yī)務(wù)人員也從工作、生活中小事做起，主動(dòng)參與節(jié)能減排工作，例如日常辦公自覺(jué)采用雙面打印、復(fù)印，減少電腦待機(jī)能耗，多走樓梯、少乘電梯，減少一次性用品的消耗，電器用完切斷電源，低碳出行，倡導(dǎo)綠色消費(fèi)。

4 總結(jié)

合同能源管理是一種全新的合作模式，通過(guò)充分結(jié)合醫(yī)院特點(diǎn)，引入節(jié)能新產(chǎn)品新技術(shù)及改造、管理等手段，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排工作。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，醫(yī)院于2019年12月被江蘇省機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、江蘇省工業(yè)和信息化廳及江蘇省財(cái)政廳評(píng)為“公共機(jī)構(gòu)能效領(lǐng)跑者”。合同能源管理利用社會(huì)節(jié)能前沿技術(shù)改變醫(yī)院節(jié)能管理中的不足，在提高能源有效利用率的同時(shí)降低了綜合能源消耗成本，更推進(jìn)了醫(yī)院后勤的精細(xì)化管理，值得借鑒推廣。