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医院能碳一体化系列(第三期):水与特殊用能监测的全链路技术实践

来源: | 作者:桐盛科技 | 发布时间: 2026-07-30 | 36 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
医院能源管理中,电力、燃气、热力之外的“第三战场”往往被忽视——水与特殊用能。全国医院数据中心PUE普遍大于2.0,远高于国家标准一级能效1.2的水平,节能空间巨大。2026年4月1日实施的国管局《公共机构碳排放核算指南》(JS/T 303-2026)明确要求,公共机构应建立完善的能源消费计量体系,用水、用气数据须实现自动采集。本文从医院水务智慧管理、医疗设备能效监测、数据中心能效优化三个维度,系统拆解医院水与特殊用能的监测方案与碳核算方法。

一、引言:被忽视的“第三战场”

电力占医院总能耗的55%-70%,燃气与热力占20%-30%——前两期我们已系统拆解了这两大板块的监测方案。但医院还有一个容易被忽视的能耗领域:水与特殊用能。

上海某医院通过智慧水务系统建设,实现年节水99,807立方米、患者单人次用水量下降10%。与此同时,医院大型医疗设备(CT、MRI、直线加速器等)和医院数据中心的能耗占比正在快速上升。据统计,目前国内大部分医院数据中心PUE(电能利用效率)大于2.0,少量在1.70附近,而国家标准一级能效要求为1.2。

2026年4月1日实施的国管局《公共机构碳排放核算指南》(JS/T 303-2026)明确要求,公共机构应建立完善的能源消费计量体系,进一步提高用水、用气数据自动采集比例。2026年国管局工作安排进一步提出,鼓励开展碳资产交易、虚拟电厂、绿电消纳等前沿领域探索。这些政策信号意味着:水与特殊用能的精细化管理,正在从“加分项”变为“必选项”。

二、医院水务智慧管理

2.1 水务管理的三大痛点

痛点具体表现后果
管网漏损难发现地下管网老化,缺乏实时监测手段长期漏水无人知,水费虚高
计量体系不健全总表到分表之间层级不清无法定位具体漏水区域
管理依赖人工人工抄表、手工填表、定期上报效率低、易出错、数据滞后

传统人工管理模式下,进水压力波动大(0.18-0.23MPa),供水管网缺乏精细化管理手段,用水数据无法实时追溯。


2.2 三级计量体系方案

根据医院水务管理实践,水务监测的核心是建立三级计量体系:

层级计量对象安装位置设备选型
一级(总入口)医院总用水量市政供水总入口超声波远传水表
二级(分区)各建筑/区域用水各楼栋进水管超声波远传水表
三级(单元)各科室/功能单元楼层/科室支管超声波远传水表

实践表明:通过三级计量体系,结合夜间最小流量监控,可及时发现管道漏损。某医院用水量较上年(智慧水务系统投用前)减少99,807m³,节水实效显著。


2.3 关键节水技术

  • 智能调压节水技术:通过智能节水控制仪,采用恒定压力调节策略、分时段压力调节策略和最不利点调压策略,动态调节供水水压。龙华医院应用后,供水压力从人工管理下的0.18-0.23MPa降至智慧管理下的0.15-0.18MPa,压力更加均衡,有效降低了管网漏损风险。

  • DMA分区计量:将医院供水管网划分为独立计量区域(DMA),通过分析各区域夜间最小流量,快速定位漏损区域,实现管网漏损的主动控制。

建设智慧能耗用水监测系统,可具备用水数据采集、分析及预警功能,实现了医院精细化用水管理能力。


2.4 水资源的碳核算

水资源本身不直接产生碳排放,但供水和污水处理过程消耗能源,间接产生碳排放。在用水碳核算中,水资源的碳排放主要来自供水环节(取水、输送、处理)和污水排放环节(收集、处理、排放)的能源消耗。医院通过三级计量体系准确获取各环节用水量,结合区域供水、污水处理的单位能耗数据,可间接计算水资源相关的碳排放量。

水资源碳排放核算方法:

用水碳排放量(tCO₂)= 用水量(m³)× 区域供水碳排放因子

节水碳减排量测算:医院年节水99,807m³,相当于减少了相应量的供水能耗碳排放和污水处理碳排放。智慧水务系统的建设,不仅直接降低了水费支出,也为医院整体碳核算提供了准确的活动数据支撑。


三、大型医疗设备能效监测

3.1 为什么医疗设备需要独立计量?

CT、MRI、直线加速器等大型医疗设备是医院的特殊用能单元。根据能源审计要求,大型医疗设备的用电量计入综合能耗,但不计入常规用能系统单位建筑面积电耗。这意味着,在计算医院单位建筑面积能耗强度时,必须将大型医疗设备的能耗单独剥离。

2025年发布的《基于物联网技术管理医用设备能效平台建设规范》团体标准明确指出,医疗设备能效管理的核心痛点包括:能耗数据监测碎片化、能效评估体系缺失、运维响应滞后。标准的推广应用预期可实现:单家医院年节约大量电费及维护成本,设备生命周期延长,减少重复采购支出;设备闲置率下降,单台设备年均能耗成本降低,能效评价指标达标率提升。


3.2 医疗设备能效监测方案

独立计量部署:医院在智慧资产管理项目中明确提出,医疗设备能效管理系统应实现自动化监测设备运行状态、使用时长等信息,降低闲置率,提高使用率;监测设备健康状态,异常状态实时报警。

监测内容技术方案管理价值
设备运行状态智能插座/专用电表,实时采集电流、功率识别待机空转,消除无效能耗
设备使用时长运行时长统计,结合业务量数据核算设备效率,优化调配
设备健康状态能耗异常检测,偏离基线自动告警预警设备故障,降低维修成本
设备定位追踪蓝牙/UWB定位,实时追踪设备位置减少设备闲置,提升使用率


3.3 医疗设备碳核算方法

大型医疗设备碳排放量(tCO₂)= 设备用电量(kWh)× 省级电网年平均排放因子

核算要点:

  • 大型医疗设备必须独立计量,不得与常规科室用电混合

  • 设备用电量计入综合能耗,用于全院总碳核算

  • 设备用电量不计入常规用能系统单位建筑面积电耗,用于能耗强度指标计算时需剔除


四、医院数据中心能效监测

4.1 医院数据中心的能耗现状

2025年,国管局《公共机构绿色算力设施能源管理指南》国家标准发布,对公共机构数据中心的能效管理提出了明确要求。医院数据中心作为支撑HIS、PACS、EMR等核心业务系统的关键基础设施,能耗持续攀升。

研究指出:医院数据中心能耗主要由四部分构成:IT设备(服务器、存储、网络)、制冷设备(空调、冷源、新风)、供配电系统(变压器、UPS、电池)及其他设施(照明、安防) 。

关键指标——PUE(电能利用效率) :

  • PUE = 数据中心年总耗电量 ÷ 信息设备年耗电量

  • 国家标准GB 40879-2021能效等级:一级1.2、二级1.3、三级1.5

目前国内大部分医院数据中心PUE > 2.0,少量在1.70附近


4.2 数据中心能效监测方案

PUE实时监测:通过部署智能电表,分别计量IT设备用电量和数据中心总用电量,实时计算PUE值。

监测对象计量方式优化方向
IT设备(服务器/存储/网络)机柜级智能电表虚拟化部署,提高资源利用率
制冷系统(空调/冷源/新风)专用回路智能电表冷热通道隔离,变频改造
供配电系统(UPS/变压器)配电柜智能电表高效UPS替换,谐波治理
其他设施(照明/安防)分项计量LED改造,智能控制

4.3 数据中心碳核算方法

数据中心碳排放量(tCO₂)= 数据中心总用电量(kWh)× 省级电网年平均排放因子

核算要点:

  • PUE值是衡量数据中心能效的关键指标,应持续监测并纳入考核

  • 数据中心用电量应单独计量,与医院其他用电分开统计

  • 条件允许时,可引入绿电直连或分布式光伏,有效降低碳排放(绿电直连电力排放因子按0计算)


五、分阶段实施建议

阶段周期核心任务关键交付
一期:水务数字化1-2个月完成三级计量体系部署,安装超声波远传水表水务计量网络图、实时用水看板
二期:设备能效监测2-3个月完成大型医疗设备独立计量安装,部署能效监测终端设备能效报表、闲置率分析
三期:数据中心能效优化3-4个月部署数据中心PUE实时监测,制定节能改造方案PUE监测看板、节能改造建议
四期:碳核算集成4-6个月水、电、气、热、特殊用能数据统一接入能碳管理平台全院碳排放核算报告

六、结语

医院能碳管理的“拼图”正在一块块完善:第一期是电力能耗监测(占总能耗55%-70%),第二期是燃气与热力监测(占总能耗20%-30%),本期完成了最后一块——水与特殊用能监测。至此,医院能碳管理的全口径覆盖已初步成型。


下期预告:系列第四期将聚焦医院能碳管理平台的数据集成与报告自动生成,详解如何将电、气、热、水、特殊用能数据统一汇聚,自动完成全院碳排放核算报告。

上期回顾:医院能碳一体化系列(第二期):燃气与热力能耗监测的全链路技术实践