試論暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷研究

梁澤坤

摘 要：暖通空調(diào)的故障檢測與診斷即定位暖通空調(diào)中故障的發(fā)生的地點，確認故障類型、范圍及嚴重程度，方便后續(xù)的維修護理。由于暖通空調(diào)產(chǎn)生故障將對設(shè)備性能和能耗有較大影響，因此暖通空調(diào)的故障檢測與診斷對其后續(xù)的使用以及設(shè)備能耗的減少有重大意義。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；故障檢測；故障診斷

引言：隨著暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障檢測與診斷也得到了廣泛研究，其起源可追溯到上世紀90年代。關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障檢測與診斷，其關(guān)鍵就在于對暖通空調(diào)系統(tǒng)故障的研究，建立起故障發(fā)生的特征與故障本身之間的聯(lián)系形成故障診斷模型。利用成立的模型來對暖通空調(diào)的故障進行辨識就是暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障檢測與診斷。現(xiàn)如今，相較于國外對暖通空調(diào)故障的研究，我國還處于起步階段，由于研究時間較晚，科技手段也較落后，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)故障的研究大多只局限于傳感器故障研究，遠不如國外故障研究的類目眾多。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障研究

關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障，其故障形式多種多樣，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)中含有許多的設(shè)備和零配件，系統(tǒng)之間互相關(guān)聯(lián)，極為復(fù)雜，而暖通空調(diào)系統(tǒng)中的每一個部件都可能發(fā)生故障，根據(jù)統(tǒng)計，其中大部分故障為電氣故障，還有少數(shù)機械故障和管道閥門配件類的故障。關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障成因，由于系統(tǒng)復(fù)雜性難以確定，但是暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障并不會產(chǎn)生危險，只是會使暖通空調(diào)系統(tǒng)的性能受損，影響用戶的使用效果，還有就是增加設(shè)備系統(tǒng)的能源消耗。關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障檢測與診斷，其困難就在于暖通空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性。暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個整體，它將系統(tǒng)之中的配件和設(shè)備，利用管道相互連接，可以說，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的配件是有著聯(lián)系的，配件之間是連結(jié)共生，相互影響的。

二、暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障類型

暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障除了自然老化而引起的故障還有因設(shè)計問題引起的故障，故障類型復(fù)雜且多，但大致分類可以分以下幾點：首先，按系統(tǒng)故障的性質(zhì)分類可分為自然故障和人為故障。自然故障是指因自身問題而導(dǎo)致的系統(tǒng)運行故障，而人為故障自然是指因人為損壞產(chǎn)生的系統(tǒng)故障。其次可以按照故障的嚴重程度來分，分為軟故障和硬故障，軟故障就是系統(tǒng)配件因為使用而積累損傷，表現(xiàn)為老化受損，從未導(dǎo)致配件的部分性失效或者使用效果降低的故障。而硬故障就是指設(shè)備，配件等徹底損壞，完全失去功效的情況。軟故障的發(fā)生不像硬故障一般發(fā)生得迅速突然，且破壞性較大，軟故障的故障發(fā)生是循序漸進的，隱蔽性較強，所以相較于軟故障，硬故障的檢測與診斷較為容易。最后按故障發(fā)生的配件分，暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障又可細分為組件故障和傳感器故障。組件故障是指暖通空調(diào)系統(tǒng)的組成設(shè)備發(fā)生故障，冷水泵或新風機發(fā)生故障就可以歸于組件故障。傳感器故障就是暖通空調(diào)系統(tǒng)中的各類傳感器出現(xiàn)的故障，可能是數(shù)據(jù)采集的精度下降，也可能是完全沒發(fā)揮作用。

三、暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障辨識

（1）基于規(guī)則的專家系統(tǒng)故障辨識。這種故障檢測與診斷的方法的應(yīng)用較為廣泛，涉及領(lǐng)域也較廣，主要原理就是依靠對故障研究的歷史信息，利用IF-THEN的規(guī)則能，表現(xiàn)故障表征與故障信息的特征之間的聯(lián)系，通過電腦程序來進行檢測與診斷。（2）基于模型的故障辨識。這一診斷方法是采用數(shù)字邏輯電路結(jié)構(gòu)以及傳輸方式來對系統(tǒng)的各個層次進行故障檢測，雖然故障診斷較為精準，但是由于計算復(fù)雜，所以故障辨識的效率并不高。（3）基于故障樹的故障辨識。（4）基于案例推理的故障辨識。案例推理是通過同類型故障案例進行推理診斷的方法。缺點就是需要一定數(shù)量的案例，適用于變因不多的故障。（5）基于模糊邏輯的故障辨識。模糊邏輯是根據(jù)經(jīng)驗值和模糊數(shù)據(jù)構(gòu)成模糊矩陣，再以模糊邏輯結(jié)合算法進行全面判斷。（6）基于模式識別的故障辨識。模式識別主要是對正常運行模式與故障模式進行區(qū)分，通過兩者的不同變量進行故障診斷。（7）基于小波分析的故障辨識。小波分析依靠對異常的工作信號所發(fā)回的信息進行分析，小波分析的故障檢測適合做信號處理。（8）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障辨識。這一方法通過大量相互關(guān)聯(lián)的神經(jīng)組成的網(wǎng)絡(luò)來進行故障檢測與診斷。（9）基于遺傳算法的故障辨識。遺傳算法的理念是根據(jù)自然界適者生存的法則，采用模糊區(qū)間的推理方法，運用遺傳算法進行故障檢測。

結(jié)語：隨著暖通空調(diào)的快速發(fā)展，暖通空調(diào)的應(yīng)用可以說滲透在社會的方方面面，暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障檢測與診斷有著不可估量的發(fā)展前景，其未來的發(fā)展必然向著高精度，高科技和高效率的方向。通過暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)更好，更節(jié)能的優(yōu)化發(fā)展，減少暖通空調(diào)設(shè)備的能耗，帶來經(jīng)濟與節(jié)能的雙重收益。

參考文獻：

[1] 張景累.暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（28）：21.