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在 “雙碳” 目標(biāo)引領(lǐng)與《“十四五” 節(jié)能減排綜合工作方案》政策推動(dòng)下,公立醫(yī)院作為高能耗公共建筑的代表,正面臨著能耗控制與服務(wù)升級(jí)的雙重挑戰(zhàn)??照{(diào)系統(tǒng)作為醫(yī)院能耗的核心組成部分,其運(yùn)行效率直接影響著醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)成本與醫(yī)療環(huán)境質(zhì)量。潛江市中心醫(yī)院作為潛江市唯一的三級(jí)甲等綜合醫(yī)院,承載著區(qū)域醫(yī)療、教學(xué)、科研多重使命,隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,傳統(tǒng)分體空調(diào)管理模式的弊端日益凸顯。
2024 年,醫(yī)院引入廣州派谷電子科技有限公司的空調(diào)智能控制器 AC360,搭配其自主研發(fā)的空調(diào)節(jié)能管理系統(tǒng),構(gòu)建起 “集控管理 + 智能感知 + 遠(yuǎn)程調(diào)控” 的全鏈路節(jié)能解決方案。通過(guò)近一年的穩(wěn)定運(yùn)行,該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了 “人走關(guān)空調(diào)” 的智能化管控,更在節(jié)能降耗、管理提效、環(huán)境優(yōu)化等方面取得顯著成效,為大型綜合醫(yī)院的綠色轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐樣本。
一、項(xiàng)目背景:三甲醫(yī)院的空調(diào)節(jié)能痛點(diǎn)與轉(zhuǎn)型需求
1.1 醫(yī)院概況與空調(diào)使用現(xiàn)狀
潛江市中心醫(yī)院始建于 1950 年,占地面積 100 畝,建筑面積 10.3 萬(wàn)平方米,編制床位 950 張,設(shè)有臨床、醫(yī)技科室 39 個(gè),年門診接診 38.7 萬(wàn)人次,收治住院病人 4 萬(wàn)人次。作為集醫(yī)療、科研、教學(xué)、預(yù)防于一體的三級(jí)甲等醫(yī)院,其空調(diào)系統(tǒng)覆蓋門診樓、住院部、行政樓、醫(yī)技樓等多個(gè)建筑,包含各類分體空調(diào),涉及格力、美的、海爾、三菱等多個(gè)品牌,功率從 1P 到 5P 不等,部分大型醫(yī)技科室還配備了 380V 大功率空調(diào)設(shè)備。
這些空調(diào)分布在診療室、病房、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等不同場(chǎng)景,既要滿足患者康復(fù)所需的恒溫環(huán)境,也要適配醫(yī)護(hù)人員工作的舒適需求,更要保障精密醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定溫度條件。隨著醫(yī)院業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)和醫(yī)療技術(shù)的升級(jí),空調(diào)使用時(shí)長(zhǎng)逐年增加,能耗占比持續(xù)攀升,成為醫(yī)院運(yùn)營(yíng)成本的重要組成部分。
1.2 傳統(tǒng)管理模式的四大核心痛點(diǎn)
(1)能耗浪費(fèi)嚴(yán)重,運(yùn)營(yíng)成本高企
醫(yī)院人流密集且流動(dòng)性強(qiáng),門診診室、檢查室、會(huì)議室等區(qū)域頻繁出現(xiàn) “人走機(jī)不停” 的現(xiàn)象。據(jù)改造前統(tǒng)計(jì),相當(dāng)比例的空調(diào)在無(wú)人狀態(tài)下仍持續(xù)運(yùn)行,其中夜間低峰時(shí)段的無(wú)效能耗占空調(diào)總能耗的顯著比例。同時(shí),傳統(tǒng)定頻空調(diào)缺乏智能溫控調(diào)節(jié),部分區(qū)域存在 “過(guò)冷過(guò)熱” 現(xiàn)象,進(jìn)一步加劇了能源浪費(fèi)。數(shù)據(jù)顯示,改造前醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)年耗電量占全院總能耗的 45%,成為名副其實(shí)的 “電老虎”。
(2)管理效率低下,人工成本高昂
各類分體空調(diào)分散在 10 余棟建筑的不同樓層和區(qū)域,傳統(tǒng)管理完全依賴人工巡檢。醫(yī)院后勤部門需配備專職人員負(fù)責(zé)空調(diào)開(kāi)關(guān)、溫度調(diào)節(jié)和故障排查,人均管理數(shù)量眾多。在就診高峰期,醫(yī)護(hù)人員無(wú)暇顧及空調(diào)管控,后勤人員巡檢一次全院空調(diào)需耗時(shí)良久,難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)控。此外,人工操作存在主觀性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)不一的問(wèn)題,不同巡檢人員對(duì)溫度設(shè)定、開(kāi)關(guān)時(shí)間的把控存在差異,影響了醫(yī)療環(huán)境的穩(wěn)定性。
(3)故障響應(yīng)滯后,影響醫(yī)療服務(wù)
傳統(tǒng)空調(diào)缺乏實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,設(shè)備出現(xiàn)制冷制熱異常、漏水、異響等故障時(shí),需等待醫(yī)護(hù)人員或患者反饋后才能啟動(dòng)排查。改造前,空調(diào)故障平均響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),部分關(guān)鍵科室如手術(shù)室、ICU 的空調(diào)故障可能直接影響醫(yī)療操作的正常開(kāi)展,甚至威脅患者安全。同時(shí),由于缺乏能耗數(shù)據(jù)積累,無(wú)法精準(zhǔn)判斷設(shè)備老化程度,導(dǎo)致部分高耗能故障設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行,既浪費(fèi)能源又存在安全隱患。
(4)管控標(biāo)準(zhǔn)不一,環(huán)境舒適度不足
醫(yī)院不同科室對(duì)溫度的需求存在顯著差異:手術(shù)室需維持 22-25℃的恒溫環(huán)境,新生兒科要求溫度控制在 24-26℃,而行政辦公室的舒適溫度為 25-27℃。傳統(tǒng)管理模式下,缺乏統(tǒng)一的溫度管控標(biāo)準(zhǔn),部分區(qū)域因溫度過(guò)高或過(guò)低引發(fā)患者投訴。同時(shí),空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法實(shí)時(shí)同步,難以根據(jù)人員流動(dòng)、天氣變化等動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù),進(jìn)一步降低了環(huán)境舒適度。
1.3 轉(zhuǎn)型需求:從 “被動(dòng)管理” 到 “智能管控”
面對(duì)日益突出的能耗與管理問(wèn)題,潛江市中心醫(yī)院明確了空調(diào)節(jié)能改造的核心需求:在保障醫(yī)療環(huán)境穩(wěn)定性和舒適度的前提下,實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化管理,降低能耗成本;通過(guò)遠(yuǎn)程集控和智能感知技術(shù),減少人工干預(yù),提升管理效率;建立完善的能耗監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警機(jī)制,保障空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行;形成標(biāo)準(zhǔn)化的空調(diào)管控體系,適配不同科室的個(gè)性化需求。
基于這一需求,醫(yī)院經(jīng)過(guò)多方調(diào)研和技術(shù)比對(duì),最終選擇與深耕空調(diào)節(jié)能控制領(lǐng)域 19 年的廣州派谷電子科技有限公司合作,采用其空調(diào)智能控制器 AC360 搭配空調(diào)節(jié)能管理系統(tǒng),構(gòu)建全方位的智能管控解決方案。
二、解決方案:AC360 + 智能管理系統(tǒng)的全鏈路賦能
2.1 核心產(chǎn)品選型:適配醫(yī)院場(chǎng)景的技術(shù)方案
針對(duì)醫(yī)院分體空調(diào)品牌多、功率雜、場(chǎng)景散的特點(diǎn),廣州派谷電子科技為潛江中心醫(yī)院定制了 “硬件適配 + 軟件協(xié)同” 的一體化解決方案,核心產(chǎn)品包括空調(diào)智能控制器 AC360(220V 標(biāo)準(zhǔn)版 + 380V 工業(yè)版)和空調(diào)節(jié)能管理系統(tǒng)(CMS 云集控平臺(tái) + 移動(dòng)端小程序),并配套人體紅外傳感器、門磁傳感器、外掛溫度傳感器等輔助設(shè)備,形成 “感知 - 控制 - 管理” 的閉環(huán)體系。
(1)空調(diào)智能控制器 AC360:硬件核心的四大優(yōu)勢(shì)
空調(diào)智能控制器 AC360 作為專為公共建筑設(shè)計(jì)的分體空調(diào)智能控制器,無(wú)需改裝或拆裝空調(diào)即可實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí),完美適配醫(yī)院復(fù)雜的用電環(huán)境和多品牌空調(diào)設(shè)備。其核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:
• 多協(xié)議兼容,覆蓋全場(chǎng)景需求:支持以太網(wǎng)、RS485、無(wú)線 4G、LoRa 等多種通訊方式,可根據(jù)醫(yī)院不同區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)條件靈活組網(wǎng)。針對(duì)門診樓、住院部等網(wǎng)絡(luò)覆蓋完善的區(qū)域,采用以太網(wǎng) + LoRa 組網(wǎng);針對(duì)偏遠(yuǎn)區(qū)域或臨時(shí)建筑,依托自帶的 4G 聯(lián)網(wǎng)模塊直接實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接,無(wú)需額外配置,確保所有空調(diào)全量接入。同時(shí),兼容 220V 和 380V 電壓規(guī)格,其中 380V 工業(yè)版配置大功率交流接觸器,可安全控制 5P 以上大功率空調(diào),滿足醫(yī)技科室的特殊需求。
• 智能感知聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制:支持外掛人體紅外傳感器和門磁傳感器,通過(guò)紅外感應(yīng)判斷區(qū)域內(nèi)人員存在狀態(tài),結(jié)合門磁數(shù)據(jù)識(shí)別門窗開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到區(qū)域內(nèi)無(wú)人且門窗關(guān)閉 15 分鐘后,自動(dòng)關(guān)閉空調(diào);當(dāng)人員進(jìn)入時(shí),根據(jù)預(yù)設(shè)溫度自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)并調(diào)節(jié)至適宜狀態(tài)。自帶溫度傳感器可實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫度,誤差不超過(guò) ±0.5℃,并支持外掛溫度傳感器實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的溫度監(jiān)測(cè),適配手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室等對(duì)溫度精度要求高的場(chǎng)景。
• 強(qiáng)制控制與自主運(yùn)行兼?zhèn)?/strong>:具備溫度、時(shí)間雙重強(qiáng)制控制模塊,醫(yī)院可設(shè)定各科室的空調(diào)運(yùn)行時(shí)段(如門診樓 7:00-19:00、住院部 24 小時(shí)運(yùn)行)和溫度范圍(如夏季不低于 26℃、冬季不高于 20℃),避免人為調(diào)整導(dǎo)致的能耗浪費(fèi)。同時(shí),系統(tǒng)支持?jǐn)嗑W(wǎng)自主運(yùn)行功能,即使網(wǎng)絡(luò)中斷,控制器仍可按照預(yù)設(shè)策略控制空調(diào)運(yùn)行,確保醫(yī)療環(huán)境不受影響。
• 電能管理與故障監(jiān)測(cè):內(nèi)置電能管理模塊,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的電壓、電流、耗電量等數(shù)據(jù),支持電量配額管理和遠(yuǎn)程充值功能。通過(guò)分析能耗數(shù)據(jù),可精準(zhǔn)識(shí)別高耗能設(shè)備和異常能耗情況;同時(shí),具備故障自動(dòng)檢測(cè)功能,當(dāng)空調(diào)出現(xiàn)電壓異常、運(yùn)行超時(shí)等故障時(shí),立即發(fā)送報(bào)警信號(hào)至管理平臺(tái)。
(2)空調(diào)節(jié)能管理系統(tǒng):軟件平臺(tái)的三維管控
廣州派谷空調(diào)節(jié)能管理系統(tǒng)采用 “端 - 邊 - 云” 協(xié)同架構(gòu),通過(guò) CMS 云集控平臺(tái)、Web 管理端和移動(dòng)端小程序?qū)崿F(xiàn)多端協(xié)同管控,為醫(yī)院提供全方位的空調(diào)管理解決方案。
• CMS 云集控平臺(tái):作為核心管理中樞,具備可視化監(jiān)控、智能調(diào)度、數(shù)據(jù)分析三大核心功能。平臺(tái)通過(guò)可視化大屏實(shí)時(shí)展示全院空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)關(guān)狀態(tài)、溫度、風(fēng)速、模式)、能耗數(shù)據(jù)(實(shí)時(shí)耗電量、累計(jì)耗電量、能耗排名)和故障信息,支持按建筑、科室、樓層進(jìn)行分區(qū)管理和分組控制。管理人員可通過(guò)平臺(tái)設(shè)定空調(diào)運(yùn)行策略,如定時(shí)開(kāi)關(guān)、溫度閾值、節(jié)能模式等,實(shí)現(xiàn)全局統(tǒng)一管控。
• Web 管理端:面向后勤管理部門,提供精細(xì)化管理功能。支持單個(gè)空調(diào)的遠(yuǎn)程控制(開(kāi)關(guān)、調(diào)溫、調(diào)風(fēng)速)、批量操作(分組開(kāi)關(guān)、統(tǒng)一設(shè)定)、策略配置(個(gè)性化溫度設(shè)定、運(yùn)行時(shí)段限制)和數(shù)據(jù)導(dǎo)出(能耗報(bào)表、故障記錄)。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能,可生成日、周、月能耗報(bào)告,對(duì)比不同區(qū)域、不同時(shí)段的能耗情況,為節(jié)能決策提供數(shù)據(jù)支持。
• 移動(dòng)端小程序:適配醫(yī)護(hù)人員和后勤巡檢人員的移動(dòng)辦公需求。醫(yī)護(hù)人員可通過(guò)小程序快速調(diào)整本科室空調(diào)狀態(tài),提交故障報(bào)修;后勤人員可接收故障報(bào)警推送,實(shí)時(shí)查看巡檢任務(wù),掃碼完成設(shè)備檢查。小程序支持藍(lán)牙近距離配置設(shè)備參數(shù),方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù),實(shí)現(xiàn) “隨時(shí)隨地、精準(zhǔn)管控”。
2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì):分層部署的智能管控網(wǎng)絡(luò)
(1)感知層:全維度數(shù)據(jù)采集
在全院各類空調(diào)旁部署空調(diào)智能控制器 AC360,配套安裝人體紅外傳感器、門磁傳感器、外掛溫度傳感器等設(shè)備。感知層設(shè)備負(fù)責(zé)采集空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)(電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài))、環(huán)境數(shù)據(jù)(溫度、濕度)和人員狀態(tài)數(shù)據(jù)(是否有人、門窗狀態(tài)),通過(guò)多種通訊方式上傳至網(wǎng)絡(luò)層,實(shí)現(xiàn)全維度數(shù)據(jù)覆蓋。
(2)網(wǎng)絡(luò)層:穩(wěn)定可靠的傳輸通道
采用 “以太網(wǎng) + LoRa+4G” 混合組網(wǎng)模式,構(gòu)建多層次、高可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)。門診樓、住院部等主體建筑內(nèi)部采用以太網(wǎng)有線連接,確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定;建筑之間通過(guò) LoRa 無(wú)線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng),最大傳輸距離可達(dá) 1000 米,滿足跨建筑數(shù)據(jù)傳輸需求;偏遠(yuǎn)區(qū)域和臨時(shí)建筑借助空調(diào)智能控制器 AC360 自帶的 4G 聯(lián)網(wǎng)模塊,實(shí)現(xiàn)無(wú)死角覆蓋。網(wǎng)絡(luò)層支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能,確保數(shù)據(jù)不丟失。
(3)應(yīng)用層:智能決策與管控
應(yīng)用層包含 CMS 云集控平臺(tái)、Web 管理端和移動(dòng)端小程序,通過(guò)智能算法對(duì)感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,實(shí)現(xiàn)三大核心功能:一是智能控制,根據(jù)人員狀態(tài)、環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)整空調(diào)運(yùn)行參數(shù);二是遠(yuǎn)程管理,支持多端協(xié)同的遠(yuǎn)程操作和策略配置;三是數(shù)據(jù)分析,通過(guò)能耗統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析、故障診斷等功能,為管理決策提供支撐。
2.3 個(gè)性化場(chǎng)景適配:貼合醫(yī)療需求的定制化策略
針對(duì)醫(yī)院不同科室的使用場(chǎng)景和需求差異,系統(tǒng)制定了個(gè)性化的管控策略,實(shí)現(xiàn) “一類場(chǎng)景一套方案”:
• 門診診室 / 檢查室:配置人體紅外傳感器 + 門磁傳感器,實(shí)現(xiàn) “人來(lái)開(kāi)機(jī)、人走關(guān)機(jī)”。設(shè)定運(yùn)行時(shí)段為 7:00-19:00,夏季溫度鎖定在 26-27℃,冬季鎖定在 20-21℃,避免醫(yī)護(hù)人員因忙碌忘記關(guān)空調(diào),同時(shí)保障患者就診期間的舒適溫度。
• 住院病房:采用 24 小時(shí)運(yùn)行模式,溫度可在 22-26℃范圍內(nèi)微調(diào),滿足患者個(gè)性化需求。配置外掛溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病房溫度,當(dāng)溫度波動(dòng)超過(guò) ±0.5℃時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié),確保康復(fù)環(huán)境穩(wěn)定。同時(shí),支持醫(yī)護(hù)人員通過(guò)小程序遠(yuǎn)程調(diào)整病房空調(diào),減少查房時(shí)的操作流程。
• 手術(shù)室 / ICU:采用高精度溫度控制策略,溫度鎖定在 22-25℃,波動(dòng)范圍控制在 ±0.3℃以內(nèi)。系統(tǒng)與醫(yī)院潔凈系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),當(dāng)手術(shù)室進(jìn)行無(wú)菌操作時(shí),自動(dòng)調(diào)整空調(diào)風(fēng)速和運(yùn)行模式,避免氣流擾動(dòng)影響無(wú)菌環(huán)境。同時(shí),加強(qiáng)設(shè)備故障預(yù)警,確保空調(diào)系統(tǒng)零中斷運(yùn)行。
• 行政辦公室 / 會(huì)議室:設(shè)定工作日運(yùn)行時(shí)段為 8:00-18:00,非工作時(shí)段自動(dòng)關(guān)機(jī)。會(huì)議室支持預(yù)約控制功能,通過(guò)與醫(yī)院會(huì)議預(yù)約系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),在會(huì)議開(kāi)始前 30 分鐘自動(dòng)開(kāi)啟空調(diào),會(huì)議結(jié)束后 30 分鐘自動(dòng)關(guān)閉,避免空?qǐng)鲞\(yùn)行。
• 醫(yī)技科室 / 實(shí)驗(yàn)室:針對(duì)大功率空調(diào)設(shè)備,采用空調(diào)智能控制器 AC360 工業(yè)版 380V 型號(hào),配置大功率交流接觸器,確保安全穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)定溫度范圍為 20-24℃,滿足精密醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行要求,同時(shí)通過(guò)電能管理模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗,避免過(guò)載運(yùn)行。



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