住宅夏季空调能耗调查方法分析.pdf

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1、暖通空调 H V 但如果要对一个城市、 一个地区住宅空 调的总体情况进行抽样调查分析， 则样本选择就很重要， 在 此重点对这种情况进行分析。调查样本通常要有一定的数 量， 否则调查的结果可能没有普遍性。从理论上说样本数量 越多越好， 但样本数量太多， 调查和数据处理的工作量会很 大， 目 前在实际调查工作中， 一项住宅空调能耗调查工作的 样本数量通常不超过1 0 0 0 户， 这与一个城市住户总量相比 仍有很大的差距。因此问题的关键不是样本数的多少， 而是 选取的样本应有代表性。 样本建筑应是普通居住建筑， 越普 通越好， 不能都选新建建筑或高档居住建筑， 否则会失去代 表性。可以采用随机抽样

2、或地域均布等方法来确定调查样 本， 但抽样方法不是关键问题， 关键是样本的平均百户空调 器拥有量、 每户平均建筑面积应接近当地的平均水平， 也就 是要符合相关统计数据的变化趋势( 统计数据通常有 1 一2 年的滞后) ， 相差较大时就要重新选取调查样本。 1 . 2 调查参数和方法 住宅夏季空调能耗调查数据是通过对每户居民耗电量 数据的定期调查分析得到。目 前许多城市住宅楼采用了电 卡式预付费电表， 因此采用问卷调查住户电费支出的方法 获得的耗电量数据会有误差， 应采用直接对住户电表抄表 的方法来获取住宅耗电量的原始数据。在记录时间间隔方 面， 目 前通常是记录一年中逐月耗电量数据， 由于城镇

3、居民 的生活规律通常是以一个星期为一个循环周期的， 因此采 用一个星期或两个星期为间隔记录耗电量的方法更为合 理， 但工作量较大。由于过渡季的耗电量数据对于空调能 耗分析具有重要意义， 因此过渡季宜逐星期或隔星期记录 电表数据。在调查参数方面， 除了记录住户耗电量数据外， 还要调查住户安装空调器的台数、 安装位置、 住户的建筑面 积和空调面积， 电风扇、 电热水器和电开水壶的设置和使用 情况， 以确保调查数据的完整性， 否则获得的数据无法用于 空调能耗的分析。由于气候条件对空调能耗有重要的影 响， 而不同地区、 不同年份的气候条件是不同的， 因此应记 录测试期间当地的气象观测资料， 否则空调能

4、耗的调查分 析结果将失去应用价值。 .t 之， 调查的数据越完整、 时间间隔越短， 其价值就越 大， 但调查的难度和工作量也就越大。不同的调查目的对 调查参数的要求不同， 对于仅仅想了解夏季空调能耗现状 的统计性调查， 对调查参数的要求较少， 上述调查参数基 本可以满足要求; 而对于以节能诊断和研究为目的的调查 工作， 则要求的调查参数较多， 除了上述基本调查参数外， 通常还要对住户的室内温湿度环境进行测试， 对空调器的 类型和各种家用电器的使用规律等详细情况进行调查。 2 调查数据处理方法分析 2 . 1 数据的合理性检查 2 0 0 6 年第3 6卷第9 期 住宅空调能耗调查过程中需要采集

5、大量数据， 在这个 过程中难免会出现一些差错。通过数据的合理性检查分析 通常可以发现一些错误数据， 例如 7 , 8 月份的耗电量通常 是最大的， 电表读数应是递增的， 但笔者曾经在一篇关于住 宅能耗调查的文献中 看到住宅6 月份的耗电量高于7 , 8 月 份的情况， 这可能就是没有剔除不合理数据或数据处理出 错造成的。 笔者在整理收集到的住宅耗电量调查数据时， 也发现一些电表读数比上次减小的不合理情况。因此在进 行数据处理之前应对调查数据进行合理性检查分析， 剔除 错误的数据。 2 . 2 现有调查数据的处理方法分析 目 前住宅夏季空调能耗调查数据处理方法主要有下列 三种。 第 1 种方法:

6、 以过渡季的耗电量为基础耗电量， 夏季空 调耗电量=空调季总耗电量一空调季月数又过渡季月平均 耗电量 2 ,4 1 。 第 2 种方法: 以最低月耗电量为基础耗电量， 夏季空调 耗电 量= 全 年 总 耗电 量一 最 低 月 耗电 量X 1 2 1 3 , 第 3 种方法: 以冬季平均月耗电量为基础耗电量， 夏季 空调耗电量=空调季耗电量一空调季月数X 冬季平均月耗 电量 6 1 。 以文献 3 中1 9 9 9 年对广州市住宅空调能耗的调查数 据为例， 依据其住宅耗电量的逐月调查数据( 该文献的表2 数据) ， 空调季为 6 1 0 月， 过渡季为 3 月和 1 1 月， 采用这 三种数据处

7、理方法对夏季空调电耗进行计算， 计算结果见 表 1 。可见对于相同住宅耗电量的原始调查数据， 采用这 3 种数据处理方法得出的夏季空调能耗计算结果各不相同， 相差较大， 方法 2 的计算结果比方法 1 的计算结果平均大 了7 1 %， 最大相差 1 倍之多。 表 1采用不同算法计算的空调耗电， 户型建筑面积/ m 2 4 06 0 1 8 4 . 0 3 9 0 . 3 2 6 0 . 1 2 3 6 . 7 6 0 - 8 0 3 4 4 . 2 6 1 8 . 3 3 9 7 . 6 3 9 9 . 7 8 0 1 0 0 1 0 0 - 1 2 0 方法 1 计算结果/ ( k Wh )

8、 方法 2 计算结果/ ( k Wh ) 方法 3 计算结果/ ( k Wh ) 新方法的计算结果/ ( k Wh ) 4 4 7 . 4 5 9 6 . 2 4 7 5 . 4 4 3 9 . 1 5 0 4 . 8 8 0 7 . 8 5 7 2 . 4 5 9 2 . 0 根据文献仁 3 的调查数据， 最低电耗月为 1 月， 因此第 2 种方法的计算结果包括了冬季空调制热的电耗， 而且出 现了建筑面积较大的住宅空调耗电量反而较小的不合理结 果， 因此采用这种处理方法计算夏季空调能耗存在问题; 第 3 种方法不适用于冬季采用电供暖的住宅， 而在南方地区 冬季采用空调器供暖是比较普遍的， 即

9、使是北方供暖地区， 在供暖之前和停暖之后的大约半个月时间里， 由于室温较 低， 一些住户也会采用空调器制热供暖; 另外， 为了适应供 暖分户计量的要求， 有些住宅采用了电热膜等电供暖方式， 因此该方法也有一定的局限性; 第 1 种方法相对比较合理， 但它不适用于过渡季为梅雨季节、 住户用空调器除湿的地 区 。 另外， 通过分析可以看出这 3 种方法都存在同一问题， 暖通空调 H V 卷第9 期 专业论坛 3 7 即假设夏季增加的耗电量全部都是由空调器造成的， 实际 上夏季增加的耗电量中还包括下列一些因素的影响: 1 )电 风扇的影响。我国城镇居民电风扇的拥有量较高， 2 0 0 4 年 底全国

10、城镇居民平均每户电风扇的拥有量为 1 . 7 台， 一些 南方地区甚至超过3 台川。 通过调查发现， 没有安装空调 器的住户夏季电风扇的使用率是很高的， 即使是安装了1 台空调器的住户， 其电风扇的拥有量也不少， 并有较高的使 用率， 电风扇的平均运行时间通常多于空调器的平均运行 时间。在我国， 电风扇这种比较节能环保的纳凉方式仍然 起到比 较重要的作用。而目 前的这些算法都没有考虑电风 扇的影响， 这会造成一定的误差。2 ) 电热水壶和电热水器 的影响。调查的住户如果使用电热水壶和电热水器， 由于 夏季居民的饮水量和洗澡次数会显著增加， 因此这些电器 在夏季的使用频率通常会显著增加， 而这些

11、电器的功率较 大， 在一些地区电热水壶和电热水器的普及率也不低， 如果 没有考虑这一因素， 也会对夏季空调能耗“ 拆分” 结果的准 确性造成显著影响。因此在空调能耗调查数据的处理时应 剔除采用电热水壶和电热水器的样本， 或者调查电热水壶 和电热水器的冬夏季使用差异及对耗电量的影响， 进行适 当修正， 但由于这些电器使用规律的不确定性， 要对其影 响进行准确修正的难度较大， 因此采用剔除这些样本的方 法更为简单可靠。 3 ) 照明耗电量变化的影响。 季节不同， 日照长短不同， 照明耗电量也会有些变化， 这对空调能耗的 “ 拆分” 也会有所影响。4 ) 居民用电量有一定的自 然增长 率， 这也可能

12、会对调查结果有些影响。在这些影响因素中， 前两种因素的影响较大， 必须重点考虑; 后两种因素的影响 较小， 可以简化处理。 2 . 3 新的处理方法 根据上述分析结果， 笔者提出一种新的夏季空调能耗 调查数据处理方法。 2 . 3 . 1 计算公式 ，、1产 11夕 了.、2、 E .= E f = E 一M Eb 一E f o f Ne n d n h 1 0 0 0 式( 1 ) , ( 2 ) 中E e 为平均每户夏季空调耗电量， k Wh ; E , 为 平均每户空调季总耗电量， k Wh ; m为空调季的月数; E b 为 平均每户一个月的基础耗电量， k Wh ; E f 为平均每

13、户空调 季电风扇的耗电量， k Wh ; N Q 为平均一台电风扇的功率， W; n f 为平均每户拥有电风扇的台数; n d 为空调季天数， d ; n h 为空调季平均每台电风扇每天的运行时间， h / d o 在选择调查样本时， 应剔除采用电热水壶和电热水器 的调查样本。 2 . 3 . 2 基础耗电量的计算 采用春秋两个过渡季月耗电量的平均值作为每个月的 基础耗电量， 以减小照明的季节变化以及基础用电量 自然 增长等因素的影响。春秋两个过渡季代表性月份通常为4 月和1 0 月， 但由于各地气象条件的不同， 它们的过渡季代 表性月份可能有所不同， 可以根据逐月耗电量实测数据进 行判断。由

14、于过渡季既不供暖又不用空调， 因此住宅的耗 电量通常是最低的， 因此应以最小耗电量月作为过渡季代 表性月份。但一些地区过渡季为梅雨季节， 一些住户采用 空调器除湿， 在这种情况下最小电耗月可能不在过渡季 3 , 对此应采用最小电耗月的耗电量作为月基础耗电量。如果 采用逐周的耗电量调查数据进行分析， 得出的过渡季月基 础耗电量将更为准确。 2 . 3 . 3 电风扇耗电量的测试分析 根据一些调查统计数据和实测数据， 按式( 2 ) 对空调季 电风扇耗电量进行估算。笔者采用电表对电风扇的实际功 率进行了测试， 得到台式电风扇中挡功率为3 2 W， 落地式 电风扇中挡功率为 5 1 W， 因此电风扇

15、功率可按 4 0 W 估 算。平均每户拥有电风扇的台数按调查数据或统计年鉴的 数据计算， 根据抽样调查结果， 空调季每台电风扇平均每天 运行时间按 0J h 估算。 2 . 3 . 4 新算法的计算结果 采用新算法对文献 3 调查数据进行计算分析， 根据 国家统计局的统计数据 , 1 9 9 9 年， 广东省平均每户拥有 的电风扇台数为3 . 2 5 台， 根据调查数据分析， 最低电耗月 为 1 月， 空调季为6. 1 0 月， 新算法的计算结果见表 1 。可 见， 如果不考虑电风扇耗电量影响， 则住宅空调能耗调查数 据的计算结果偏大1 0 %-2 5 %， 平均偏大约1 5 %, 3 结语

16、目 前住宅夏季空调能耗调查和数据处理方法各异， 用 不同的数据处理方法得出的调查结果各不相同、 相差较大， 因此在应用这些数据时应进行仔细分析。目 前有关文献的 住宅空调能耗数据处理方法没有考虑电风扇、 电热水器等 家用电器耗电量变化的影响， 由此得出的调查结果存在一 定的误差， 为此本文提出了一种改进的数据处理方法。要 提高住宅空调能耗调查结果的准确性和普遍性， 首先要选 择有代表性的调查样本， 在调查和数据处理时应避免错误， 尤其要采用正确的数据处理方法。要做好调查工作， 有关 人员的责任心和认真的工作态度是最基本的。 参考文献 巨 1 国家统计局.中国统计年鉴2 0 0 5 M .北京:

17、 中国统计出版 社， 2 0 0 5 江 2 L o n g We i d i n g , Z h o n g T i n g , Z h a n g B e i h o n g . S it u a t i o n a n d t r e n d s o f r e s id e n t i a l b u i l d in g e n v i r o n m e n t s e r v i c e s i n S h a n g h a i 巨 C/ P r o c e e d in g s o f t h e 4 t h I n t e r n a t io n a l S y m p

18、o s i u m o n H e a t i n g , V e n t i l a t i n g a n d A i r c o n d i t io n in g . B e ij in g : T s i n g h u a U n i v e r s i t y P r e s s , 2 0 0 3 ; 4 9 3 一 4 9 8 3 任俊， 孟庆林， 刘娅， 等. 广州住宅空调能耗分析与研究 J 1 . 墙材革新与建筑节能， 2 0 0 3 ( 4 ) ; 3 4 - 3 7 4 武茜. 杭州地区住宅能耗问题与节能技术研究 D . 杭州: 浙 江大学， 2 0 0 5 5 胡平放， 江章宁， 冷御寒， 等.湖北地区住宅热环境与能耗调 查 J . 暖通空调， 2 0 0 4 , 3 4 ( 6 ) : 2 1 一 2 2 , 7 1 6 武海滨， 朱颖心， 周鹏. 北京市城市居民家用空调器耗电量的 调查研究仁 M / / 暖通空调新技术 2 .北京: 中国建筑工业出 版社， 2 0 0 0 : 5 2 一 5 6 7 国家统计局.中国统计年鉴2 0 0 0 M .北京: 中国统计出版 社 ，2 0 0 0