基于多维度聚类算法的重庆住宅空调使用特征分析

来源:用户上传      作者:薛凯　刘猛　晏璐　何昱洁

　　摘 要：长江流域夏季炎热、冬季阴冷，全年高湿，室内热环境恶劣，多样化的空调使用习惯对住宅供暖空调能耗有重要影响。大数据技术发展为更大样本、更高精度、更多维度的空调行为监测提供了基础，弥补了现有研究方法误差大和分类指标单一的不足。选取重庆市作为长江流域典型城市的代表，随机抽取2 000台住宅房间空调器样本，从空调使用时长、温度需求及能耗角度，构建空调运行的5个特征参数，采用多维度聚类算法识别出重庆地区空调使用习惯的典型类别，通过深入分析不同使用习惯类别的特征差异，总结出三类典型群体。
　　关键词：聚类算法;数据挖掘;使用习惯;房间空调器
　　中图分类号：TU831.2 文献标志码：A 文章编号：2096-6717（2022）04-0167-09
　　Characteristics of occupants’ behavior in Chongqing residential air-conditioning based on multi-dimensional clustering algorithm
　　XUE Kai， LIU Meng， YAN Lu， HE Yujie
　　（School of Civil Engineering; National Centre for International Research of Low-Carbon and Green Building; Joint International Research Laboratory of Green Building and Built Environment; Chongqing Key Laboratory of Wind Engineering and Wind Energy Utilization， Chongqing University， Chongqing 400045， P. R. China）
　　Abstract： With a hot summer， cold winter and high humidity climate， residential energy consumption in the Yangtze River Basin is strongly affected by diverse air-conditioning behaviors in such a harsh indoor thermal environment. The development of big data technology provides a basis for larger samples， higher accuracy， and more dimensions of air-conditioning behavior monitoring， which can make up for the current situation of large errors in existing research methods and single classification indicators. By selecting 2 000 samples of residential room air conditioners （RACs） in Chongqing as the representative city： First， five characteristic parameters of air-conditioning operation are constructed from the perspective of air-conditioning using period， temperature demand and energy consumption; Then， a multi-dimensional clustering algorithm was used to identify the typical categories of air-conditioning behavior;Finally，through in-depth analysis of the characteristic differences among the clustering results， three typical air-conditioning behavior groups are summarized for residential buildings in Chongqing.
　　Keywords：cluster algorithm; data mining; occupants’ behavior; room air-conditioner （RACs）
　　L江流域地区占中国国土面积的25%，人口占55%，GDP占近45%，是一个人口密集，经济、产业高度发达的地区。该地区夏季炎热、冬季阴冷，全年高湿，室内热环境恶劣。近年来，多数家庭将房间空调器作为改善室内热环境的重要措施，根据国家统计局数据，目前中国住宅房间空调器拥有量达3.6亿台[1]，其中重庆地区已接近户均2台。龙惟定等[2]指出，随着每年34亿m2的城镇住宅面积的增长，维持住宅建筑环境的空调能耗仍会有明显上升，因此，控制房间空调器电耗是减少建筑间接碳排放的主要措施，对尽快实现“双碳”目标也有积极意义。近年来的研究表明，住宅空调使用模式是影响供暖空调能耗的主要因素[3-4];中国经济发展水平不均衡，住户的年龄、家庭条件等有很大差异，造成居民在空调使用习惯上有很大不同。多样化的居民使用习惯直接影响空调的运行功率与运行时长，进而影响房间空调器能耗。为总结出不同使用习惯的典型、剖析使用习惯之间的关系，对空调用户使用习惯的分类研究势在必行。

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