校园空调能耗行为监测系统设计

余志强

摘要：空调器是最耗电的用电设备之一，其能耗与使用行为模式紧密相关。不同的空调器使用行为造成的能耗差异很大。本文针对学校师生的空调使用行为进行了定性分析，并设计一套可以监测室外气温、室内人员情况、空调器开启状态、门窗开启状态以及空调能耗的自动监测系统。通过自动监测得到的数据，可以为后继进一步深入分析室内人员的空调器使用行为模式做准备。行为节能无需设备投入，其经济效益和社会效益积极，因此具有很好的应用前景。

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.

關键词：校园;空调能耗;行为分析;监测系统

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

中图分类号：TP311                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）16-0155-04

0  引言

随着社会生产和经济发展，能源需求不断增加。“高投入、高能耗、高增长”成为形容中国经济“三高”的名词。能源能效普遍较低、能源浪费非常严重，中国已是当今世界上最大的能源消费国。与此同时，带来了雾霾等与百姓日常生活密切相关的环境污染问题。在我国九成以上的现有建筑不节能，其单位建筑面积能耗是发达国家的两三倍以上。在建筑长达几十年至上百年的运营寿命期内，采暖、空调、通风、照明、热水供应等方面需要不断消耗大量能源。若能把日益增加的建筑能耗减少一半，就可大大减少煤矿、电站等能源设施建设的规模，则雾霾天就有望重归蓝天白云。

空调的能耗除受建筑热工性能、体型系数、窗墙比等建筑参数和气候因素的影响外，还与室内居住人员的行为模式密切相关。普通的小型空调器是普遍用于住宅和办公室的电器，同时也是耗电最厉害的电器之一。空调能耗是校园全年总能耗的主要组成部分。为监测人的空调使用行为模式这一主观能动性因素和能耗间的关系，本文以校园内的能耗大户教学机房为检测对象，应用楼宇自控技术，构建了基于DDC控制器的机房空调能耗行为监测系统。

1  空调使用行为监测分析的必要性

校园内的小型空调器非常普遍。在校园内的教室、机房、实训室、办公室、寝室，空调器无处不在。以我校为例，粗略统计这类小型空调器约有上千台。这些空调器在使用中存在着严重的能源浪费现象，有很大的节约空间。通过对校园内的学生和教师空调使用行为的问卷调研，发现空调使用者的使用行为习惯差异较大，并普遍存在着开启空调器比不开更舒服等不正确的认识，以致于大部分学生有进教室就开空调的习惯。以教学机房内空调器使用为例，其行为可以定性的归纳为两类典型的模式：

1.1 喜好自然通风型  只要天气不是很热或很冷就不习惯开空调。其通常的行为习惯是，进入教学机房，首先开门、开窗，让室内空气自然通风。而仅在夏季热天和冬季冷天开启空调器，并在离开教室有主动关停空调的习惯。这类行为明显较为节能。

1.2 习惯开空调型  这类人甚至可用“空调控”来形容。其一进入有空调的教室、机房、实训室，不管气温高低，不管冬夏春秋，往往第一个动作就是开空调。而一年四季中大多数日子的室外气温并不是高到非要开空调制冷，或者气温低到非要开空调制热。有的人甚至下课离开教室，也没有关闭空调器的习惯，而让其一直开着。显然，这类行为模式造成很大的能源浪费，形成不必要的电费开销。