北京市燃?xì)鉄崴飨募居脷饬颗c時(shí)不均勻性

摘 要

摘要：對(duì)北京市居民用戶夏季使用燃?xì)鉄崴飨丛璧挠脷饬考皶r(shí)不均勻性進(jìn)行了調(diào)查研究。采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法建立樣本，分析了天氣、用戶年齡對(duì)用戶每周的洗澡次數(shù)、每次洗澡用氣
摘要：對(duì)北京市居民用戶夏季使用燃?xì)鉄崴飨丛璧挠脷饬考皶r(shí)不均勻性進(jìn)行了調(diào)查研究。采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法建立樣本，分析了天氣、用戶年齡對(duì)用戶每周的洗澡次數(shù)、每次洗澡用氣量的影響，得到時(shí)不均勻系數(shù)曲線及小時(shí)高峰系數(shù)。
關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄崴?；用氣量；時(shí)不均勻性；小時(shí)高峰系數(shù)
Gas Consumption of Gas Water Heater and Uneven Factor of Hourly Consumption in Summer in Beijing
YANG Meng，LIU Rong，SHI Leiming
Abstract：The gas consumption of gas water heaters used by residents for bath and the uneven factor of hourly consumption in summer in Beijing are investigated.The sample is established by simple random sampling method.The effect of weather and user age on weekly bathing frequency，and gas consumption per bathing is analyzed，and the curve for uneven factor of hourly consumption and the maximum uneven factor of hourly consumption are obtained.
Key words：gas water heater；gas consumption；uneven factor of hourly consumption； maximum uneven factor of hourly consumption
    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及人民生活水平日益提高，人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)天然氣的需求持續(xù)增長(zhǎng)。天然氣負(fù)荷指標(biāo)和用氣規(guī)律的研究，對(duì)城市燃?xì)庖?guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度等具有重要指導(dǎo)意義，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注[1～16]。筆者于2010年6月至8月對(duì)北京市燃?xì)鉄崴饔脩暨M(jìn)行調(diào)查，由于燃?xì)鉄崴髦饕糜谙丛?，因此在調(diào)查中著重獲取居民夏季一周內(nèi)各日的洗澡時(shí)間、洗澡耗時(shí)，并由此計(jì)算燃?xì)鉄崴饔脷饬浚@得時(shí)不均勻系數(shù)。以一周為變化周期，分析北京市燃?xì)鉄崴鞯挠脷饬考皶r(shí)不均勻性。
1 抽樣方法和樣本數(shù)
    根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，采用抽樣調(diào)查的方法，從研究對(duì)象的總體中抽取一部分作為樣本，對(duì)樣本進(jìn)行調(diào)查，獲得有關(guān)總體目標(biāo)量的了解。常用的抽樣方法有簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、分層抽樣、整群抽樣、系統(tǒng)抽樣、多階段抽樣方法等，本文采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法。
    根據(jù)抽樣理論，若只考慮調(diào)查精度對(duì)樣本數(shù)的要求，則可以按統(tǒng)計(jì)意義對(duì)樣本數(shù)進(jìn)行定量的計(jì)算。此次抽樣調(diào)查實(shí)際樣本數(shù)為742個(gè)，高于由北京市天然氣民用用戶計(jì)算得到的計(jì)算樣本數(shù)(450個(gè))[17]，因此本課題研究滿足樣本數(shù)要求。
2 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法
    ① 用氣量
用氣量V的計(jì)算式為：
 
式中V——用氣量，m3
    Qw——洗澡熱水耗熱量，MJ
    QL——燃?xì)獾蜔嶂?，MJ/m3，選取陜京一線天然氣低熱值為計(jì)算依據(jù)，取34.34MJ/m3
    η——燃?xì)鉄崴鳠嵝?，?.85
    cp——水的比定壓熱容，kJ/(kg·K)，取4.2kJ/(kg·K)
    q——1h用熱水定額，m3/h，根據(jù)GB 50015—2003《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，取0.14m3/h
    ρ——熱水密度，kg/m3，取1000kg/m3
    t——洗澡耗時(shí)，h
    θh——熱水溫度，℃，取40℃
    θc——冷水溫度，℃，取15℃
   ② 時(shí)不均勻系數(shù)、小時(shí)高峰系數(shù)
時(shí)不均勻系數(shù)表示一日內(nèi)小時(shí)用氣量的變化情況，時(shí)不均勻系數(shù)K的計(jì)算式為：
 
式中K——時(shí)不均勻系數(shù)
    V——該日某個(gè)小時(shí)用氣量，m3
    Vave——該日平均小時(shí)用氣量，m3
小時(shí)高峰系數(shù)Kmax的計(jì)算式為：
 
式中Kmax——小時(shí)高峰系數(shù)
    Vmax——小時(shí)最大用氣量，m3
3 用氣量及時(shí)不均勻性
3.1 用氣量
   在被調(diào)查的燃?xì)鉄崴饔脩糁?，僅有37%的用戶選擇洗澡的意愿不受天氣影響，這說(shuō)明居民的洗澡意愿與天氣情況關(guān)系比較密切。在剩余63%的用戶中，夏季4種天氣情況下，選擇洗澡的用戶比例見(jiàn)表1。由表1可知，在本次調(diào)查中的4種天氣情況中，悶熱天氣使得人們選擇洗澡的意愿增強(qiáng)，而下雨天氣使得人們選擇洗澡的意愿減弱。
表1 夏季4種天氣情況下選擇洗澡的用戶比例
天氣情況
下雨
風(fēng)沙
悶熱
高溫
比例/%
39.2
60.8
89.1
80.9
    不同年齡段人群人均每周洗澡次數(shù)、人均每次洗澡用氣量見(jiàn)圖1。由圖1可知，對(duì)于不同年齡段人群，人均每周洗澡次數(shù)曲線呈兩邊低中間高的形態(tài)，20～55歲年齡段的人群洗澡比較頻繁，65歲以上年齡段人群人均每周洗澡次數(shù)最低，這也與該年齡段的生理狀況有關(guān)。人均每次洗澡用氣量曲線呈中間低兩邊高相態(tài)，由此可知，洗澡次數(shù)越頻繁，每次洗澡用氣量越小。
 

3.2 時(shí)不均勻性
    夏季燃?xì)鉄崴饔脩粢恢軆?nèi)各日的時(shí)不均勻系數(shù)曲線見(jiàn)圖2。由圖2可知，一周內(nèi)各日的時(shí)不均勻系數(shù)變化情況基本一致。時(shí)不均勻系數(shù)大于5的時(shí)間集中在20：00—22：00，21：00達(dá)到峰值(即小時(shí)高峰系數(shù))，8：O0前后出現(xiàn)兩個(gè)小波峰，其余時(shí)段的時(shí)不均勻系數(shù)基本趨于0，這與夏季居民日常的生活習(xí)慣規(guī)律基本一致[18]。
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(本文作者：楊蒙 劉蓉 石磊明 北京建筑工程學(xué)院 北京 100044)