暖通空调的自动故障检测及诊断分析

暖通空调的自动故障检测及诊断分析

王晨峰

江苏东方建设项目管理有限公司江苏常州213100

摘要：近年来随着建筑不断增多，对暖通空调系统应用提出了更高要求。保障暖通空调系统运行安全、稳定，实现优质、节能运行是目前该系统的主要问题。在暖通空调系统日常应用中，常出现不同类型故障影响系统运行，当诊断调试后仍可能出现故障，直接造成资源浪费，降低室内空气质量。因此，针对暖通空调系统加强故障检测与诊断至关重要。

关键词：暖通空调；故障检测；诊断分析

1导言

伴随着现代能源紧缺情况的逐步发展，作为人类工业生产的重要环境调节机制之一的暖通空调，在耗用能源问题上，也极大的增加了对环境的负担。与此同时在日常的运行中，其自身也极易发生故障。在发生故障后的检验检修中，会耗费较大的人力物力，这些故障都会加重在投资费用上的有效控制。而近年来的自动检测系统，也逐步走入人们的视野，下面对自动故障检测系统的应用进行分步分析。

2暖通空调系统故障检测与诊断研究现状

专业学者对暖通空调的研究由来已久，随着人们对生活质量的要求和节能意识的不断提高，原有的水力调节系统已经无法满足暖通空调发展的需要，在这期间人们研究出了变量流水力系统及变风量系统的调节方式，新型系统的应用可以更好的平衡空调系统。在对暖通空调的研究中可以发现组件和传感器是发生故障较为频繁的器件，而水系统故障、制冷机故障、空气侧故障则是主要故障类型。研究学者采用定性分析和定量分析相结合的方式对暖通空调系统进行了客观全面的故障研究，按照当前的研究状况来看在诊断系统故障中较为成熟的机制诊断方式包括神经网络诊断法、传感器诊断法等，并在暖风空调系统的仿真模型中建立了变风量暖通空调故障监控方案。

3暖通空调系统的故障成因分类

暖通空调故障成因较多，从造成故障的成因因素分析，主要分为硬件故障和软件故障两大类。硬件故障:此类故障主要由硬件设施年久失修导致的运行障碍。较为容易检测，通过硬件更换，即可完成对应用体系的运行保障。哎进行检修中，主要针对传感器四通阀、制冷器等进行故障检修。软件故障:此类故障主要针对元件以及软件方面的问题。此类问题出现后，设备的运行无法完成相应的工作需求，甚至出现运行失常导致大面积故障泄露等问题。在进行检修过程中，主要针对元器件，以及运行软件进行检测，从而完成对机械检测维修。在进行分类中，根据元件品类进行分析，主要集中在元件故障和传感器故障两大类。元件故障:主要针对水泵、控制器、压缩机等元件的故障。在进行检修过程中，主要按照相关的检测设备进行按部就班的检测。传感器故障:主要针对显示装置的温度环境检测故障问题，从检测目的来看，在现实设备上无响应的传感现实，即为传感器故障，需要及时进行装置的更换，以保证暖通空调的正常运行。

4暖通空调系统故障检测与诊断常用方法

4.1直接方法

直接方法主要是指在暖通空调系统运行中，以不同的输入、输出参数为依据作为故障检测基本症状，直接将这些症状输入分类器中。利用预期设置完成的分类策略对分类器中症状进行具体分类，即对系统故障进行分类，再以此为依据作出准确故障诊断结果。该故障检测与诊断方法常用于分类器设计中，较常见的分类方法如专家规则、贝叶斯分类法等等。利用这些具体方法可有效实现对设备自动故障检测与诊断，效果良好，操作便利，诊断数据较准确。

4.2间接方法

间接方法主要是指通过系统模型预测，该方法的应用前提条件是要先设立正常系统运行条件，并对已经确定的故障进行系统建模。在此基础上构建标准化模型系统，进而展开进一步针对性预测，再将预测结果所得参数与实测参数对比，将对比后偏差作为输入参数，再输入至分类器，确定故障类型。其分类方法包括贝叶斯分类法、故障树与神经网络法等等。其主要建模方法则为回归法等。

5故障检测及诊断技术

5.1故障案例诊断技术

此种故障诊断法是通过查找相关故障案例，然后查找相关资料来解决故障问题。通常情况下，这类诊断方法包括了故障案例检索及表达等过程,此类故障检测、诊断必须结合一些相似的案例进行，但由于产生故障的精确性较低,因此，采取故障案例诊断法有一定的局限性。

5.2模糊推理故障诊断技术

这种故障诊断法通常利用大量的经验及一些模糊性强的数据来构成信息库,然后再根据这些数据的逻辑性整合形成综合性的评判标准。使用这种故障诊断法的整体思路不够清晰,所以，对诊断数据整理判断极为模糊。

5.3模式识别故障诊断技术

模式识别故障诊断法应将故障检测与诊断当作稳定与非稳定的状态来进行区分、分辨,通过对系统产生故障的具体特征、属性等进行全面的分析与研究,与此同时，还要对此分析、研究进行总结计算。采用这种诊断法的优点在于无需建立研究模型，而且计算量较低。

5.4小波分析故障诊断技术

小波分析故障诊断能够对一些不稳定或者波动大的空调运行信号进行有效分析。暖通空调设备在运行过程中所产生的异常现象包含了突变性信号、故障信息等,所以，对突变性的系统运行信号实施小波分析故障诊断法，能够及时分析出发生故障的具体位置以故障对空调系统影响的大小,这种诊断方法非常适合用于处理信号。

5.5神经网络故障诊断技术

这种诊断方法是通过很多互相关联的神经网络进行故障诊断与分析。故障信号在神经网络中反复的传递,使大量的信息能够促进网络的建立，并且不断修复、完善网络。最后，通过对数据进行校对来促进神经网络有效运行，这种诊断方法优势突出，无需创建物理分析模型。

5.6规则故障诊断技术

规则故障诊断法在目前的应用比较广泛，这种方法主要是通过IF-THEN规则形式表示相关的故障与预测两者之间的各类联系,实际上就是表示暖通空调各运行部件间关系。并且融合了诸多方面知识，在特定的程序当中解决相关的故障问题。在此故障诊断系统基础上，故障智能化检测系统应运而生,这种系统在很多行业中得到广泛应用。

5.7故障树诊断技术

这种方法的检测、诊断主要从空调系统的最主要的故障着手,采取倒查方式对故障依次进行排查,利用这种方法进行故障检索较完整、全面,但是，对于一些庞大的系统而言,故障树建造的规模也较大,整个系统就非常复杂。

6故障诊断的发展方向

目前，自动故障检测与诊断技术受到限制的关键性问题是故障检测及其诊断的技术性因素和经济性因素。空调系统属于复杂的高度非线性系统，很难找到简单易行和转却可靠的方法。前面文中已然提到了很多方法，但是他们中都存在或多或少的缺点问题，而且自动故障检测与诊断技术费用问题也限制其发展，因此自动故障检测与诊断技术应该加强3个方面的研究。

6.1理论研究和方法研究需要加强

寻找的故障诊断方法要具有以下的特性，使用性广、简单性和理解性；因此要加强对暖通空调系统的故障检测和诊断的研究。

6.2加强系统的可靠性研究

加强对故障诊断系统的可靠性，还要减少其错误，因为如果经常出现错误问题，操作员会认为该技术没用，而关掉系统。因此系统根本起不到任何作用，因此要加强可靠性。

6.3加强系统的经济性研究

加强自动故障检测和诊断系统的经济效益分析，清楚的了解到该系统的好处；降低对该系统的成本费用，诊断方法要利用系统本身的器件，而不要增加更多的元件。

7结论

总之，自工业革命开展以来人民群众的生活习惯和生活方式都发生了翻天覆地的变化。暖通空调以采暖、通风、空气调节三个主要功能为主，借助多项先进科学技术和复杂的系统设计才能够使其投入运行，然而鉴于当前技术的发展情况，暖通空调系统仍然存在着一些急需解决的故障问题，只有找准故障原因，加强故障检测与诊断力度才能够不断促进暖通空调系统的发展和改进。

参考文献

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