城镇住宅空调待机能耗调查分析

城镇住宅空调待机能耗调查分析

摘要: 采用实测方法, 对北京市83台住宅空调机的待机功率进行测试，并对住户空调待机行为进行调查, 由此计算出北京市和全国城镇住宅空调的待机能耗。结果表明：单台分体空调机待机功率为1.0W～4.6W, 平均值为1.67W。节能空调机的平均待机功率高于普通空调机。49.4%的住宅分体空调机在非空调季仍处于通电待机状态。调查对象的空调待机能耗约为夏季空调运行能耗的13%。2010年北京市和全国城镇住宅空调待机能耗分别为0.58亿度和22.5亿度，住宅空调待机行为节能潜力很大。

关键词: 空调 待机能耗 城镇住宅 实测 调查 行为节能

0 引言

节能减排是关系到国家可持续发展的大事, 建筑是耗能大户，包括运行能耗、生产能耗和相关

［］间接能耗在内的广义建筑能耗约占全国总能耗的46％1，随着国民经济的快速发展和人民生活水平

的快速提高, 建筑能耗还在快速增加, 因此建筑节能对于我国节能减排工作具有重要意义。在各类建筑中居住建筑所占比例最大，住宅节能是建筑节能的一个重要环节。我国绝大多数住宅采用分体空调方式。近十多年来，随着我国城镇居民生活水平的快速提高，住宅空调需求快速增长，城镇住宅空调机拥有量快速增加。根据国家统计局的相关统计数据分析[2]，从1995年到2010年，我国城镇住宅空调机拥有量从0.09亿台增加到2.61亿台，十五年间增长了28.5倍，呈现出爆炸性增长的趋势，这使我国城镇住宅空调能耗快速增加。如何防止住宅空调能耗的过快增长已经成为我国建筑节能工作中一个亟待研究解决的重要课题。以往我国住宅空调节能工作主要聚焦在提高空调设备能效比上。我国分别于2004年和2010年两次提高了分体空调机的最低能效比[3~4]，2010年将分体壁挂空调机的最低能效比限值由2.6大幅度提高到3.2。国家还出台了相应的补贴政策, 鼓励居民购买节能空调机。这些举措对促进节能空调机的推广应用起到了重要作用。空调机不仅在运行状态下会消耗电能，在待机状态下也会消耗电能。由于住宅空调机的使用特点是运行时间短、待机时间长，而我国城镇住宅空调机拥有量巨大，因此我国城镇住宅空调待机能耗的累积效应很大，减少空调待机能耗也是住宅空调节能的一个有效途径。但这一问题还没有引起人们的足够重视，调查结果表明在非空调季不少住户的空调机仍处于通电待机状态。国内外对这一问题的研究文献也很少。美国劳伦斯·伯克利国家实验室的Alan Meier等[5] 于2000年12月对广州市28户家庭的32台空调机的待机功率进行了测试，其中最大值为9.3W，最小值为1.0W，平均值为3.1W。但该调查工作时间较早、样本较少, 而且没有对住户空调待机行为状况进行调查。上海市电力公司的王康[6]于2005年对上海市一些宾馆、办公楼和住宅的100多台分体空调机的待机功率进行检测, 测试结果表明：单台空调机的待机功耗从1.3W到29.7W, 平均待机功耗为5.3W,并由此估算出上海地区2005年住宅空调总待机能耗。但该项研究工作没有区分宾馆、办公楼和住宅三类不同建筑空调待机功率的差异，其估算结果可能存在偏差。该文献的研究结果与文献［5］的研究结果存在较大差异。我国城镇住宅空调待机能耗和行为节能潜力究竟有多大? 这是我国住宅空调节能工作亟待研究解决的一个重要问题。为了搞清楚我国城镇住宅空调待机能耗和住户空调待机行为的真实状况，促进住宅空调行为节能，有必要对我国城镇住宅空调待机能耗状况进行深入的实测调查研究。

1住宅空调机待机功率测试分析

1.1 调查对象

2011年对北京市内33个住户的83台分体空调机的待机功率进行了实测调查分析。在这些被调查的空调机中，两台为分体柜式空调机，占2.4%, 其他均为分体壁挂式空调机；一台为变频空调机，其它均为定频空调机。在82台定频空调机中，额定能效比高于3.2的节能空调机为6台，占7.3%。可见在城镇既有住宅中，柜式空调机和变频空调机所占比例很小，绝大多数是普通定频分体壁挂空

调机，节能空调机所占比例小于10％。

1.2调查方法

采用实测调查法进行住宅空调机待机功率和住户待机行为状况的调查分析。空调机待机功率的测量仪器为无线电能计量插座，其测量精度为1级，可以对最小为1W的功率进行准确测量。在住户每台空调机的电源插头上设置一个单独的无线电能计量插座，根据采集到的空调机实时功率数据，可以看出空调机是否处于待机状态, 从而实现对空调机待机功率和住户空调待机行为状况的实测调查。另外也对这些住户在非空调季的空调待机状况进行了问卷调查，并对实测调查和问卷调查两种调查方法的调查结果进行了对比分析。

1.3 住宅空调机待机功率测试结果

对北京市内33个住户83台分体空调机待机功率的测试结果表明，单台空调机待机功率的最大

［、］值为4.6W, 最小值为1.0W, 平均值为1.67W。该测试结果小于以往的调查结果56。可见住宅分体

空调机的平均待机功率较小。不同空调产品待机功率的差异较大。 1.4空调机使用年限与待机功率的关系分析

以54台1匹定频分体壁挂空调机为研究对象, 这些空调机均为非节能型, 额定功率为2300W～2600W，按使用年限对空调机的待机功率进行分段统计分析，结果见表1。可见空调机待机功率与使用年限的关联度很小，使用年限超过8年的空调机的待机功率稍大一些。

表1 分体空调机使用年限与待机功率的关系统计分析

使用年限(年)

单台空调机平均待机功率(W) 2～3 1.58 5～7 1.41 8～10 1.78 11～18 1.67

1.5 空调机额定制冷量与待机功率的关系分析

对调查对象中的普通空调机按额定制冷量分段统计分析，结果见表2。由表2可以看出空调机的待机功率随额定制冷量的增加而增加。表中空调机的待机功率系数Xsp定义为空调机单位额定制冷量的待机功率，分体壁挂空调机的Xsp为0.53～0.68 W/kW，平均值为0.62 W/kW。分体柜式空调机空调额定功率P1 （W） 2300 2500 3200 5000 空调待机功率P2 （W） 1.57 1.62 1.71 3.50 0.68 0.65 0.53 0.70 Xsp＝P2/P1 (W/kW)

1.6 室外气候条件对空调机待机功率的影响分析

为了了解室外气候条件变化对空调机待机功率的影响, 在2011年夏季和冬季分别对同一组32台空调机的待机功率进行了测试对比, 结果表明：8月11日这组空调机的平均待机功率为1.56W, 11月9日供暖之前其平均待机功率为1.53W，11月20日供暖之后其平均待机功率为1.55W。可见室外气温变化和室内是否供暖对分体空调机待机功率均无明显影响。

1.7 空调机运行模式对其待机功率的影响分析

选择一台分体空调机，采用空调控制器将空调机分别切换到制冷、制热、除湿三种运行模式下，对其待机功率进行测试，测试结果表明其待机功率没有变化, 可见空调运行模式对其待机功率没有影响。

1.8 节能空调机与非节能空调机的待机功率比较

选取额定功率在2300W～2600W之间的58台定频分体壁挂空调机为研究对象进行分析，其中4台为节能空调机, 它们的额定能效比均大于3.2，其他54台为普通空调机，它们的额定能效比为

2.5~2.8。统计分析结果表明：节能空调机的平均待机功率为1.73W，普通空调机的平均待机功率

1.59W，节能空调机的待机功率比非节能空调的待机功率大了9％。另外制冷量为3200W的17台普通定频空调机（非节能型）的平均待机功率为1.71W, 而1台相同制冷量的变频空调机的待机功率为

3W，比普通定频空调机高了75％。可见节能空调机的运行功率减少了，但待机功率却增加了，尤其是变频空调机的待机能耗有较大幅度的增加。目前国家出台的空调机相关节能标准，只对空调机的额定能效比提出了强制要求，而没有对空调机的待机功率提出要求，因此国家应制定空调机待机功率的相关标准要求。

1.9 住户空调待机行为状况调查结果

对调查对象的问卷调查结果表明：60.6%的被调查住户表示：在非空调季会通过关闭空调机单独开关或拔出空调机电源插头的方法对空调机停电。在采暖期，根据调查对象的空调机无线电能计量插座的采集信号，对空调机待机状况进行实测调查，结果表明：在这些调查对象中，只有50.6%的空调机处于停电状态。这说明住户的主观意愿与实际行动之间存在着一定差异。由于遗忘等原因，实际停电的空调机台数通常比问卷调查结果少一些, 可见即使是对住户主观行为调查时, 问卷调查结果也存在一定误差。文献［6］对上海市陆家嘴地区1000多户居民空调待机状况的调查结果表明，在不使用时50％居民空调机仍处于通电待机状态，这与本文的调查结果很接近。这表明不同地区居民非空调季的空调机待机比例差异不大。

2 我国城镇住宅空调待机能耗计算分析

2.1 住宅空调待机能耗的组成与算法分析

住宅空调待机能耗W包括两部分: 非空调季的待机能耗W1和空调季的待机能耗W2。由于住宅空调机的运行模式通常是房间有人时、且室温超过可忍受温度时才开空调机，因此在空调季住宅分体空调机的实际开机时间很短，大部分时间仍处于待机状态。住宅空调待机能耗的计算公式如下：

W1 nX1Nh1 （1） 1000

n(1－X2)Nh2 （2） W2 1000

W＝W1＋W2 （3）

式中：W为住宅总空调待机能耗，kWh；W1为非空调季住宅空调待机能耗，kWh；W2为空调季住宅空调待机能耗，kWh；n为住宅空调机总台数；N为单台空调机的平均待机功率，W；X1为住宅空调机在非空调季的待机比例系数；X2为住宅空调机在空调季的平均开机率；h1为住宅空调机在非空调季的平均待机小时数，h；h2为住宅空调季的小时数，h。

2.2 调查对象的空调待机能耗与运行能耗的对比分析

采用实测调查方法得到调查对象中75台空调机2011年夏季空调运行能耗为5208kWh, 通过上述公式计算得到这些调查对象的非空调季待机能耗为394kWh、空调季待机能耗280kWh、总待机能耗为674kWh,每台空调机每年的平均待机能耗为9kWh, 这些调查对象的全年空调待机能耗占夏季空调运行能耗的比例为13%。

2.3 北京市和全国城镇住宅空调待机能耗计算分析

［］根据北京市城镇居民户数和平均百户空调机拥有量的调查统计结果7，得到2010年北京市城镇

住宅空调机拥有量见表4。根据全国城镇居民人口数、平均每户人口数、平均百户空调机拥有量的

［］调查统计结果2，得到2010年全国城镇住宅空调机拥有量见表4。根据多年调查研究结果，北京市

住宅空调季为6月初到9月初，约为100天。全国城镇住宅空调的夏季空调季按120天计算。调查结果表明北方严寒和寒冷气候区的城镇居民在冬季和过渡季很少采用分体空调机进行制热供暖。夏热冬冷气候区的部分城镇居民会采用分体空调机进行制热供暖，一年的供暖季通常为2个月，因此全国城镇居民空调机的平均供暖季按1个月计算，北京市和全国城镇居民非空调季时间分别按265天和215天计算。根据2011年夏季对调查对象空调机开机率进行的大量实测调查结果表明：空调开机率最大值为31.5%, 空调季空调开机率的平均值为7%。根据文献［8］北京市和全国城镇住宅空调能耗指标的比例关系，估算出全国城镇住宅空调在空调季的平均开机率为9.4%。根据上述计算公式和调查数据计算得到2010年北京市和全国城镇住宅空调待机能耗见表3。可见尽管单台空调机的待

机功率很小，但由于我国人口众多、住宅空调机拥有量巨大，住宅空调机的运行时间很短、而待机时间很长，因此在住宅空调待机能耗方面，千家万户、长年累月的累积效应是巨大的。

表3 2010年北京市和全国城镇住宅空调待机能耗计算结果

空调机拥有量

（万台）

643

26063 非空调季空调 待机能耗W1 （亿度） 0.34 11.1 空调季空调 待机能耗W2（亿度） 0.24 11.4 全年空调 待机能耗W （亿度） 0.58 22.5 北京市城镇住宅 全国城镇住宅

3 减少住宅空调待机能耗的一些途径分析

为了了解住户的空调机在非空调季仍然通电待机的原因，对非空调季空调待机的住户进行了询问调查，结果表明其主要原因有：

1）不了解空调待机能耗的情况，认为只要空调机不启动就不会耗电。

2）认为空调待机能耗很小，不用时将空调机电源断电这种行为节能的意义不大。

3）一些住户的空调机没有单独电源开关，而分体壁挂空调机的电源插头通常都在高处，插拔比较麻烦, 另外将分体壁挂空调机的电源插头拔出也不美观。

4）一些住户有非空调季拔掉空调机电源插头的意愿，但由于遗忘而没有付诸行动。

通过对这些调查结果的分析可以看出，减少住宅空调待机能耗应从培养住户行为节能意识和习惯、采取相关技术手段和制定相关标准等方面入手。

住户空调行为节能习惯的培养

空调机不用时停电，能够起到减少能耗、节省电费的作用，如果全国城镇居民在非空调季都将空调机停电，就可以减少空调待机能耗22.4亿度电，CO2减排21亿吨, SO2减排0.17亿吨, 举手之劳就可以节省大量电能、减少污染物和CO2的排放。而且这也是一种保护空调机和防火的安全措施。因此应加强对广大住户进行空调待机能耗状况的宣传，使广大住户了解减少空调待机能耗的意义，勿以善小而不为，培养住户在空调机不用时就停电的行为节能习惯。

采取相应的技术手段

应在住户室内配电箱或方便位置设置单独的空调机电源开关，以方便住户开关空调机电源，减少空调待机能耗。开发推广空调待机自动停电技术和产品，加强减少空调机待机功率的研发工作。

国家应制定相关节能标准和鼓励政策

国家应制定分体空调机产品的待机功率标准，对空调待机功率提出具体要求，以促进相关企业进行减少空调机待机功率的努力。根据前面的调查分析结果，分体空调机的使用寿命按10年计算，则北京市一台空调机全寿命周期的平均待机能耗为90度。按北京市现行居民电费0.49元／度计算，节省的电费为44.1元，某款空调节能插座能在空调待机状态自动断电，但其优惠销售价格为98元，远高于节省的电费，这影响到其推广应用，因此生产企业应尽可能降低这些节能产品的成本，另外国家也应对这些节能产品进行补贴，这些节能产品的价格不宜超过40元。

4结语

采用实测方法, 对北京市33个住户83台空调机的待机功率状况进行测试分析, 对住户空调待机行为进行调查分析，对城镇住宅空调待机能耗的组成和算法进行分析，并对北京市和全国的城镇住宅空调待机能耗进行计算分析。主要结论如下：

1）单台住宅分体空调机待机功率的最大值为4.6W, 最小值为1.0W, 平均值为1.67W。气候条件和使用年限对空调机待机功率的影响很小；节能空调机的平均待机功率高于普通空调机；实测调查结果表明49.4%的住宅空调机在非空调季仍处于通电待机状态。调查对象的空调待机能耗约为夏季空调运行能耗的13%。

2）2010年北京市和全国城镇住宅空调待机能耗分别为0.58亿度和22.5亿度。尽管单台空调机的待机功率较小，但由于我国住宅空调机拥有量巨大，住宅空调机待机时间很长，因此千家万户、

长年累月的累积效应是巨大的。如果全国城镇居民在非空调季都将空调机断电，举手之劳一年就可减少空调待机能耗22.4亿度电，CO2减排21亿吨, SO2减排0.17亿吨, 因此住宅空调待机行为节能减排的潜力很大。

3）应加强对广大住户进行空调待机能耗状况的宣传，使广大住户了解减少空调待机能耗的意义,培养起空调机不用时停电的行为节能习惯, 加强空调机待机自动断电的相关技术和产品的研发推广, 并制定空调机产品待机功率的相关标准，以大幅度减少我国住宅空调的待机能耗。

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