暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理與故障問題的維護(hù)探討

摘 要 為提升城市人居環(huán)境，特別是建筑室內(nèi)環(huán)境，暖通空調(diào)設(shè)備不斷更新迭代，在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。對(duì)于暖通空調(diào)的大規(guī)模使用，同樣帶來了設(shè)備日常管理和故障處理的問題。本文針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理和故障問題的維護(hù)，先分析了暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障分類，并根據(jù)故障原因?qū)z測(cè)方法進(jìn)行了梳理，針對(duì)目前常用的傳感器檢測(cè)法進(jìn)行了分析，歸納總結(jié)出了故障參數(shù)分析、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和識(shí)別系統(tǒng)、運(yùn)行故障預(yù)設(shè)模型的檢測(cè)步驟，最后，對(duì)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 暖通空調(diào);設(shè)備管理;故障維護(hù)

2019年我國城鎮(zhèn)化率突破百分之六十，城市建設(shè)的腳步從未放緩，建筑行業(yè)越來越現(xiàn)代化，智能暖通空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)走入越來越多的尋常百姓家。因此，從人民日常生活的品質(zhì)來說，暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度，其穩(wěn)定運(yùn)行是建筑室內(nèi)溫濕度的保障。因此，無論是采暖、通風(fēng)，還是空調(diào)調(diào)節(jié)，都需要對(duì)其設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，以保障整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。本文從暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和故障檢修方面進(jìn)行探討，為后期相關(guān)行業(yè)從業(yè)者的工程實(shí)踐提供了一定的依據(jù)。

1概述

暖通空調(diào)是維持人民良好居住生活環(huán)境的重要保障，其安裝和維護(hù)質(zhì)量直接決定了整個(gè)系統(tǒng)工程的質(zhì)量。而建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐雜的系統(tǒng)，囊括了采暖、通風(fēng)、空調(diào)調(diào)節(jié)的各個(gè)細(xì)節(jié)。而系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其易于損壞的特性，因此，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備管理和故障維護(hù)便成為一個(gè)重要的研究方向。就如同當(dāng)年僅制冷的空調(diào)設(shè)備的檢修手段無法跟上時(shí)代，設(shè)備功能的不斷迭代更新要求暖通空調(diào)設(shè)備的管理、維護(hù)技術(shù)的不斷調(diào)整。而作為控制整棟樓宇溫濕度的關(guān)鍵設(shè)備，無論是施工方還是使用方都應(yīng)重視并切實(shí)做好暖通空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)工作，這樣才能給居民帶來穩(wěn)定舒適的生活環(huán)境[1]。

2故障原因

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備故障可按照發(fā)生原因分為人為和非人為故障。人為故障，即因使用者使用不當(dāng)或維護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生的設(shè)備損壞;非人為故障，即因設(shè)計(jì)問題或部件老化產(chǎn)生的故障。同時(shí)，按照設(shè)備的損壞程度還可細(xì)分為硬故障與軟故障，硬故障指暖通空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生徹底損壞，無法修復(fù)，只能進(jìn)行更換配件以恢復(fù)正常使用，軟故障則一般是由于設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用，部件產(chǎn)生疲勞性損壞或失效，其發(fā)生過程往往較長(zhǎng)，因此，相較于硬損壞，軟損壞更加難以診斷和維護(hù)。最后，對(duì)于設(shè)備具體損壞的單元，又可分為傳感器損壞和組件損壞，顧名思義，傳感器損壞指的是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理中的傳感器發(fā)生了性能下降和失效，影響主板對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控，進(jìn)而影響其對(duì)其他部位故障的監(jiān)測(cè)，組件損壞則是指?jìng)鞲衅饕酝獾目照{(diào)機(jī)組設(shè)備發(fā)生的機(jī)械故障，一般受傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[2]。

3維護(hù)策略

3.1 檢測(cè)方法

（1）傳感器檢測(cè)法。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)備維護(hù)已經(jīng)不需要維修工長(zhǎng)期巡視發(fā)現(xiàn)問題了。傳感器技術(shù)可以借助對(duì)設(shè)備參數(shù)的收集和分析工作，找到參數(shù)異常的部位，實(shí)時(shí)監(jiān)控故障發(fā)生，免去了人工排查的煩瑣，同時(shí)做到了全天候不間斷檢測(cè)，是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)的一種常用手段。此外，傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用能夠大大縮短故障位置的定位時(shí)間，防止設(shè)備的進(jìn)一步損壞，為停機(jī)和人工搶修爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)法。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜特性，各個(gè)部件之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，對(duì)于一個(gè)部件的損壞往往牽一發(fā)而動(dòng)全身，影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在設(shè)備的日常維護(hù)和檢修過程中發(fā)現(xiàn)此類問題后，工程師將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的方法引進(jìn)了暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)中來。具體來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的原理是利用神經(jīng)元將暖通空調(diào)孤立在一個(gè)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，那么神經(jīng)元再通過與部分部件的連接，可以實(shí)時(shí)掌握暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障點(diǎn)，免去了重復(fù)建模的麻煩。相對(duì)于傳感器檢測(cè)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)非線性問題極為有效。

（3）故障樹檢測(cè)法。故障樹檢測(cè)法為通過對(duì)故障結(jié)果進(jìn)行分類分析，進(jìn)而診斷故障，還原故障發(fā)生原因。三種維護(hù)策略各有利弊，而目前暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備中普遍使用的是傳感器檢測(cè)法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)法和故障樹檢測(cè)法仍有局限性，因此，對(duì)傳感器檢測(cè)法的檢測(cè)步驟進(jìn)行細(xì)致探討具有一定的理論意義。

3.2 傳感器檢測(cè)法的步驟

（1）故障參數(shù)分析。暖通空調(diào)系統(tǒng)的部件故障往往導(dǎo)致大面積故障，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的后果，所以，在故障發(fā)生前做好管理維護(hù)工作十分重要。當(dāng)暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)首先啟動(dòng)故障參數(shù)分析機(jī)制，對(duì)于真實(shí)參數(shù)的如實(shí)反映和大量數(shù)據(jù)分析，能夠清晰的描繪故障的發(fā)生，數(shù)據(jù)量的積累對(duì)故障的描述有極為重要的作用。對(duì)于目前常用的傳感器檢測(cè)法，需要建立故障參數(shù)模型，模型的準(zhǔn)確性則是由故障參數(shù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)量決定的，故障參數(shù)模型建立后，暖通空調(diào)系統(tǒng)故障的模型便可以具體對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)描繪，為故障的解除奠定基礎(chǔ)[3]。

（2）運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和識(shí)別系統(tǒng)。由于組件的復(fù)雜性，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要控制的參數(shù)成千上萬，隨著設(shè)備的允許，數(shù)據(jù)量不斷上升，這就需要一套對(duì)參數(shù)實(shí)時(shí)記錄并能夠及時(shí)處理的系統(tǒng)。首先對(duì)于收集到的參數(shù)，技術(shù)人員應(yīng)提前設(shè)置好變化值的正常范圍，防止因設(shè)備的參數(shù)變化引發(fā)的誤報(bào)，耗費(fèi)不必要的人力、物力、財(cái)力。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行翔實(shí)的記錄后，通過電腦對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的系統(tǒng)分析，進(jìn)而對(duì)整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的安全負(fù)責(zé)。此后，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)空調(diào)故障模型對(duì)故障進(jìn)行大小判斷，對(duì)于較為復(fù)雜、電腦難以保證模型準(zhǔn)確性的故障，應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室控制處理，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中的參數(shù)記錄，對(duì)故障模型進(jìn)行重新架構(gòu)，以便對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障進(jìn)行對(duì)癥處理。最后，維護(hù)人員應(yīng)結(jié)合真實(shí)數(shù)據(jù)和故障模型，將故障進(jìn)行區(qū)分和記錄，其后進(jìn)行識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)建，為日后暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行做保障，防止一次故障多次解決現(xiàn)象的發(fā)生，也可對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)者的研究工作提供實(shí)際參考。需要注意的是，在識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的不同類型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并結(jié)合個(gè)例特征，盡量詳實(shí)地將其特性記錄在識(shí)別系統(tǒng)中，若日后此類故障的再次出現(xiàn)可以盡早進(jìn)行處理，節(jié)省停機(jī)時(shí)間、節(jié)約維修成本。

（3）運(yùn)行故障預(yù)設(shè)模型。針對(duì)可以預(yù)見的故障，如設(shè)備被迫重啟、停機(jī)等，有可能對(duì)應(yīng)不同的故障。那么在不同故障時(shí)反映出來的設(shè)備參數(shù)的記錄便可以為此后的故障提供參考，并進(jìn)行模型預(yù)設(shè)和應(yīng)用。一般來說，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備至少需要建立啟動(dòng)模型、穩(wěn)定模型和停機(jī)模型三種。啟動(dòng)模型是指在空調(diào)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的模型，一般需要檢測(cè)制冷器的運(yùn)行情況（如運(yùn)行管的通暢程度和完整性）和制冷劑的使用情況，兩者通過故障模型的參數(shù)曲線可以明確檢測(cè);穩(wěn)定模型是暖通空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)運(yùn)行的模型，一般無固定檢測(cè)模式，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目需求進(jìn)行預(yù)設(shè);停機(jī)模型則是為檢測(cè)傳感器、油溫、電壓、油位進(jìn)行的停止設(shè)備運(yùn)行的模型，通常來說，停機(jī)模型運(yùn)用于停機(jī)檢查和啟動(dòng)前復(fù)檢，在故障出現(xiàn)時(shí)可立即執(zhí)行排查[4]。

3.3 發(fā)展方向分析

首先，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備管理過程中，對(duì)于故障自動(dòng)檢測(cè)的準(zhǔn)確度歸根到底取決于檢測(cè)模式的經(jīng)濟(jì)性，越高的投入往往預(yù)示著更高效的故障檢測(cè)效果和更好的處理效果，因此，綜合現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新故障檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)能夠最大限度地降低維護(hù)成本，在發(fā)生重大故障時(shí)能避免因維護(hù)設(shè)備投入不足引發(fā)的大面積設(shè)備損毀。其次，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的故障檢測(cè)是應(yīng)對(duì)暖通空調(diào)元件損毀進(jìn)行的預(yù)防和補(bǔ)救機(jī)制，在元件失效的前提下應(yīng)保證補(bǔ)救措施的可靠性，目前，常出現(xiàn)的問題包括誤報(bào)、誤操作，因此，在故障檢測(cè)和診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)從參數(shù)可靠性和操作人員心理的角度出發(fā)，全方位保證系統(tǒng)可靠性。最后，暖通空調(diào)系統(tǒng)歸根到底是技術(shù)的集成，如果暖通空調(diào)設(shè)備可以保證不出問題，便不再需要后續(xù)故障檢測(cè)和診斷系統(tǒng)，因此，對(duì)于技術(shù)問題，創(chuàng)新是唯一的解決思路。此類技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)遵循操作簡(jiǎn)單、容易上手、通用性強(qiáng)的原則[5]。

4結(jié)束語

對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理與故障問題的維護(hù)，目前的解決思路以故障參數(shù)的記錄和預(yù)處理為主，這種故障后處理方式實(shí)則是技術(shù)瓶頸未能克服導(dǎo)致的妥協(xié)之舉。因此，在后續(xù)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的管理中，應(yīng)從設(shè)備材料質(zhì)量、安裝流程、維護(hù)投入的角度，從已經(jīng)出現(xiàn)的問題入手，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，從根本上避免暖通空調(diào)設(shè)備的故障。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴源德，于娜，張小兵.以可靠性為中心的空調(diào)設(shè)備維修管理系統(tǒng)[J].暖通空調(diào)，2014（3）：133-136.

[2] 林正祥，林世俊，陳建謀，等.物業(yè)管理大樓冷水主機(jī)設(shè)備的維護(hù)質(zhì)量及成本分析[J].暖通空調(diào)，2010（4）：115-118.

[3] 李兆堅(jiān)，張曉航，孫曉秋，等.全空氣空調(diào)系統(tǒng)可靠性調(diào)查分析[J].暖通空調(diào)，2009（4）：135-138.

[4] 趙小平，劉佩蘭.離心式制冷機(jī)的運(yùn)行管理和維護(hù)[J].暖通空調(diào)，1997（1）：76-79.

[5] 翟培富.暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理與故障問題的維護(hù)探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（28）：4388.

作者簡(jiǎn)介

周茂軍（1981-），男;學(xué)歷：本科，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：湖南尊豐機(jī)電科技有限公司，研究方向：暖通。