校園空調能耗行為監測系統設計

余志強

摘要：空調器是最耗電的用電設備之一，其能耗與使用行為模式緊密相關。不同的空調器使用行為造成的能耗差異很大。本文針對學校師生的空調使用行為進行了定性分析，并設計一套可以監測室外氣溫、室內人員情況、空調器開啟狀態、門窗開啟狀態以及空調能耗的自動監測系統。通過自動監測得到的數據，可以為后繼進一步深入分析室內人員的空調器使用行為模式做準備。行為節能無需設備投入，其經濟效益和社會效益積極，因此具有很好的應用前景。

Abstract： Air conditioners are one of the most power-hungry electrical equipment， and their energy consumption is closely related to the behavioral patterns of use. The energy consumption caused by different air conditioner usage behaviors varies greatly. This paper makes a qualitative analysis of the air-conditioner behavior of teachers and students in the school， and designs an automatic monitoring system that can monitor outdoor air temperature， indoor personnel conditions， air conditioner opening status， door and window opening status and air conditioning energy consumption. Through the data obtained by automatic monitoring， it is possible to further analyze the air conditioner usage behavior pattern of the indoor personnel. Behavioral energy saving requires no equipment investment， and its economic and social benefits are positive， so it has a good application prospect.

關鍵詞：校園;空調能耗;行為分析;監測系統

Key words： campus;air conditioning energy consumption;behavior analysis;monitoring system

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0155-04

0? 引言

隨著社會生產和經濟發展，能源需求不斷增加。“高投入、高能耗、高增長”成為形容中國經濟“三高”的名詞。能源能效普遍較低、能源浪費非常嚴重，中國已是當今世界上最大的能源消費國。與此同時，帶來了霧霾等與百姓日常生活密切相關的環境污染問題。在我國九成以上的現有建筑不節能，其單位建筑面積能耗是發達國家的兩三倍以上。在建筑長達幾十年至上百年的運營壽命期內，采暖、空調、通風、照明、熱水供應等方面需要不斷消耗大量能源。若能把日益增加的建筑能耗減少一半，就可大大減少煤礦、電站等能源設施建設的規模，則霧霾天就有望重歸藍天白云。

空調的能耗除受建筑熱工性能、體型系數、窗墻比等建筑參數和氣候因素的影響外，還與室內居住人員的行為模式密切相關。普通的小型空調器是普遍用于住宅和辦公室的電器，同時也是耗電最厲害的電器之一。空調能耗是校園全年總能耗的主要組成部分。為監測人的空調使用行為模式這一主觀能動性因素和能耗間的關系，本文以校園內的能耗大戶教學機房為檢測對象，應用樓宇自控技術，構建了基于DDC控制器的機房空調能耗行為監測系統。

1? 空調使用行為監測分析的必要性

校園內的小型空調器非常普遍。在校園內的教室、機房、實訓室、辦公室、寢室，空調器無處不在。以我校為例，粗略統計這類小型空調器約有上千臺。這些空調器在使用中存在著嚴重的能源浪費現象，有很大的節約空間。通過對校園內的學生和教師空調使用行為的問卷調研，發現空調使用者的使用行為習慣差異較大，并普遍存在著開啟空調器比不開更舒服等不正確的認識，以致于大部分學生有進教室就開空調的習慣。以教學機房內空調器使用為例，其行為可以定性的歸納為兩類典型的模式：

1.1 喜好自然通風型? 只要天氣不是很熱或很冷就不習慣開空調。其通常的行為習慣是，進入教學機房，首先開門、開窗，讓室內空氣自然通風。而僅在夏季熱天和冬季冷天開啟空調器，并在離開教室有主動關停空調的習慣。這類行為明顯較為節能。

1.2 習慣開空調型? 這類人甚至可用“空調控”來形容。其一進入有空調的教室、機房、實訓室，不管氣溫高低，不管冬夏春秋，往往第一個動作就是開空調。而一年四季中大多數日子的室外氣溫并不是高到非要開空調制冷，或者氣溫低到非要開空調制熱。有的人甚至下課離開教室，也沒有關閉空調器的習慣，而讓其一直開著。顯然，這類行為模式造成很大的能源浪費，形成不必要的電費開銷。