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下表是我国北方某市2008年7月的日最高气温和日平均负荷的部分数据。
表1我国北方某市2008年7月部分数据
从上表可以看到,7月3日到7月4日,最高气温从37摄氏度下降到34摄氏度,虽然气温有明显下降,但34摄氏度仍然属于高温天气;由于前一日的高温,以及当天的高温,在累积效应的作用下,4日的气温虽然有所下降,但负荷反而有明显上升(上表数据经仔细分析,已经排除了其他因素造成重大影响的可能性,负荷变化主要是电力空调负荷受气温的影响而变化,限于篇幅,不详细展开)。同样的现象也发生在7月6日和7月7日。
已有文献研究了城市热岛效应对城市建筑能耗的影响,实质是分析建筑物空调受热岛效应影响的程度;然而,城市热岛效应并不是孤立地影响电力空调负荷,在温湿效应和累积效应的推动下,城市热岛效应导致的空调负荷可能是已有文献测算的数倍,举例说明如下:某日某市郊区30摄氏度,市区33摄氏度;次日郊区29摄氏度,市区32摄氏度;第三日郊区29摄氏度,市区32摄氏度,虽然郊区气温并不高,但市区在城市热岛效应作用下表现为连续高温的状态,累积效应将对电力空调负荷有重大影响,由此实际导致的电力空调负荷将很高。
城市微气象与电力空调负荷的交互影响规律可用具有饱和与时滞效应的正反馈过程描述,如下图所示。
图2城市微气象与电力空调负荷的交互影响规律示意图
如上图所示,城市热岛效应、温湿效应和累积效应等综合作用决定空调负荷。同时,电力空调是形成、加强城市热岛效应的重要原因:空调消耗的电能,最终转换为热能,排放到空气中;更重要的是,空调是一种热泵,将室内的热量泵至室外。市区人口密集,商业设施众多,容积率高,将大量的热量泵至室外,电力空调负荷向室外泵热量大致相当于空调能耗的2-5倍,加剧了热岛效应。
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