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医院电气设备选型与节能方案设计探究

医院电气设备选型与节能方案设计探究

摘要:医院是重要的公共服务机构,发挥着重要的社会职能。本文从医院电气管理的现状着手,从人员和建筑设施两方面分析了医院电气管理存在的问题,讨论了各类医院对电能的需求特点,以几种主要的电气设备为例,研究了医院电气设备的选型依据,最后对医院电气设备节能方案进行了设计。

关键词:电气设备;医院;设备选型;节能方案

医院是社会上的重要公共机构,发挥着重要的社会职能,医院在各个方面的示范作用也非常明显,如果医院能够做好节能减排工作,就能够对社会各行各业的节能减排工作开展形成良好的带动作用。医院能够快速发展,不仅得益于一些高等人才和先进管理和发展理念的支撑,也离不开医院一些重要医疗设备装置的帮助。当然,这些重要医疗设备器械的应用是通过电气设备带动的,并且其耗电量非常之大。通常,医院的电能主要为空调系统、通风系统、照明系统和医疗设备提供动力和能源,这些电气设备在投入使用之前要严格选型,一以贯之地坚持国家环保要求。在选型时不仅要综合考虑采购安装成本、使用性能和安全性能,还要考虑电气设备的节能性。

1医院电气管理现状分析

1.1电气管理人员缺失

医院的主要任务是治病救人,是一种一切围绕医疗工作展开的卫生场所,因此,医院的绝大多数精力都集中于医疗救治质量提升上,对各种院务工作关注较少。一些医院虽然已经开始关注电气管理工作,但对电气管理工作的各种投入仍然有限,没有制定细致的管理措施和严格的管理规定。

1.2医院建筑设施老旧

现在,很多医院楼体已经使用多年,虽然在逐渐改善室内装修和配套设施,但医院建筑设施老旧的问题依然无法解决,很多医院的房屋已经使用了几十年,以前进行楼体结构设计时没有考虑到节能问题,线路铺设结构不合理和线路老化导致能耗增加,在经年累月的使用过程中消耗了大量电能。

1.3职工节能意识缺乏

职工缺乏节能意识是各行各业普遍存在的问题,笔者在调研时观察到多个医院职工在日常工作生活中没有及时关灯、关闭空调,造成了能源浪费。

2医院对电能的需求研究

医院是一种较为特殊的公共服务机构,种类各异、规模不一。根据医院的医疗水平等级对医院进行划分,可分为一至三级医院;根据医院功能可分为康复医院、专科医院、综合性医院和急救中心等。医院的规模不同、职能不同决定了其用电需求差异。级别低的医院和康复类医院由于使用大型复杂的设备较少,用电量较少。而级别高的医院和一些大型的专科医院由于承担了较多手术任务、提供较多专业性病房而需要用电量较大,这些大型医院需要较为精密的电气原件,同时也需要要求较高的配电系统。因此,在用电需求较高的大型医院中,使用节能型设备可以大幅度降低用电量,但在进行设备选型时一定要根据医院实际特点进行选型,切勿因降低能耗要求而以牺牲设备使用性能为代价,顾此失彼。

3医院电气设备选型

3.1低压配电柜

医院使用的低压配电柜主要有两种,一种是抽屉式低压配电柜,另一种是固定式低压配电柜。抽屉式配电柜的各个功能单元都装于相互独立的抽屉中,操作方式较为清晰明朗。可以通过简单的操作对各个抽屉进行连接、分解以及移动,对各个抽屉的操作并不复杂。当抽屉式低压配电柜的断路器闭合时机械装置锁闭,抽屉无法通过任何方式移动,能够保证操作者的人身安全。固定式配电柜的操作更加简便,安全性也较高,与抽屉式低压配电柜相比,维护难度较大,维修成本提升。但固定式低压配电柜故障率较低,因此,日常工作运行无须进行大量繁杂的检查,选择质量较好的电气原件能够保证低压配电柜的安全运行。

3.2高压配电柜

大型医院都要对高压配电柜进行严谨的选型,一款性能优异的配电柜应具有较为全面的安全防护措施,例如,带电隔离室的防误入功能、接地保护功能等,要选择工作运行稳定、安全防护功能齐全的高压配电柜。除此之外,在对高压配电柜进行选型时,还应考虑其参数仪表、信号指示是否齐全。尽量选择金属封闭相结构,以确保配电柜的外形结构、材料属性稳定。还应该对高压柜的材料进行定期维护保养,应采用喷涂工艺制备壳体涂层以提升材料的物力性能。

3.3变压器

医院在对变压器进行选型时,应考虑变压器的节能环保特点、静音情况以及后期的维护成本,如果条件允许,最好选择带有自动控温功能的设备。变压器由于工作电压很高,因此,需要F级以上的绝缘线圈才能保证安全。通常,医院选择10型以上的变压器就可以满足使用需求。以S11型变压器为例,这种变压器采用能够消除应力的铁芯,可以显著提升节能效果。

3.4供配电设施

供配电线路及设施配置优化是医院节能的关键环节,医院通常以开环供电为主要方式,供电负荷较小时,可以通过切除变压器的方式来减少供配电环节能耗。鉴于此,在医院进行变压器采购与安装设计时,要充分考虑医院的供电负荷特点,制定针对性方案。

4节能方案设计

4.1空调系统节能措施

经过调研得知,医院的电气系统种类繁多,但消耗电能最多的电气设备系统是医院空调系统,有些医院的空调系统电能消耗接近总电能消耗量的50%。因此,进行医院节能方案设计首先要对空调系统进行。近年来,空调技术出现了长足的发展进步,中央空调系统已经广泛应用于各种公共服务场所。为了降低中央空调的能耗,应使用最新的变频节能空调技术,并在中央空调控制系统中增加温控模块,这样就能充分地降低电能消耗。

4.2降损节能与谐波抑制

医院中除医疗设备以外还有电梯、水泵等非医疗设备需要用电,大型医院中的核磁共振设备、CT照相机、X光机在运行时都会消耗大量电能,值得注意的是,还会产生严重的谐波。谐波的产生提高了整个医院各个环节的电能消耗,谐波存在导致医院各电气设备中的电流高频成分增加,在电气设备运行时涡流损耗也随之增加,电流流经电缆温度上升,导致绝缘材料老化现象加剧,不仅影响了绝缘材料的使用寿命,而且使电缆烧蚀引发设备故障、损坏。除此之外,谐波还会导致配电系统出现谐振问题,这会不断放大谐波的含量,从而烧毁补偿电容设备。因此,如何消除设备使用过程中产生的谐波就是降低能耗、确保设备使用安全的关键。有两种设计方案可以对谐波进行有效消除,一种是在合适的位置设置谐波抵偿设备,另一种是在选型时选择不发作谐波的设备。由于后一种方法需要投入巨额资金,因此,不容易实现,可以通过设备改造实现消除谐波、节能环保的目标。

4.3有效地完成无功补偿

有效地进行无功补偿是降低医院电气设备能耗的方案之一,无功功率补偿能降低无功功率对电网的影响。首先,提升负载和配电系在功率消耗总量中的比重,降低线路负荷功率能够显著较少功率的损耗。其次,要采取一定的技术手段稳定电网供电的电压,使其处于规定范围内,提高供电量并提升供电系统的稳定性。最后,通过平衡三相负荷的方式可以降低无功功率对电网产生的影响。

5结语

近年来,虽然我国的电能生产能力大幅度提升,但根据能量守恒定律可知,电能是通过其他能量转化而来的。因此生产电能意味着要消耗其他类型的能源,面对能源紧张问题,医院降低电气系统能耗是亟待解决的问题。现在已经设计出多种医院电气系统节能方案,各个医院可以参考借鉴,但需要针对本医院的实际情况进行针对性设计,以期为国家节能减排事业做出贡献。

参考文献:

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[2]刘峰.医院电气设备选型与节能方案设计研究[J].自动化与仪器仪表,2016(07):226-227.

[3]张周龙.医院电气设备的选型与部分节能路径探讨[J].福建建设科技,2014(04):78-79.

[4]廖东明,郭涛.医院建筑电气设备的选型与节能[J].中国医院建筑与装备,2010,11(05):68-70.

作者:谢红境 单位:辽宁省朝阳市中心医院