暖通空调系统传感器的故障检测赵振华

暖通空调系统传感器的故障检测赵振华

赵振华

赵振华

河南德宁园林建设工程有限公司河南安阳456550

摘要：本文叙述了暖通空调系统传感器故障诊断方法,分析了基于模型的故障诊断方法、基于知识的故障诊断方法和基于信号处理的故障诊断方法,对现代故障诊断技术的研究现状进行了分析与探讨,提出了空调系统传感器故障诊断领域将来的研究方向.

关键词：暖通空调系统；传感器；故障检测

1暖通空调系统的应用理念

暖通空调系统的应用原理指的是通过调整房间中的风量来实现室内空气的转换，从而满足人们在室内活动所产生的负荷感，由于暖通空调系统特有的运作原理，这就意味着暖通空调系统大多数时间都是在负荷下开展工作，不仅能够有效的降低能源的消耗，实现节能环保的效果，还能让人们在更良好的生存空间中开展工作。暖通空调系统所特有的特点，使得暖通空调系统在世界各地都得到了广泛的应用。不仅如此，暖通空调系统具有着极为显著的优势，即灵活性较好以及适用性强，不仅能够应用到建筑物的改建和建筑物的扩建中，还能够在格局变化较大的建筑物之中发挥应有的作用。然而，由于暖通空调系统的内部技术较为复杂，使得暖通空调系统传感器的故障率保持在较高的水平中，为了能够实现暖通空调系统更好的运作，开展暖通空调系统传感器的故障检测研究工作是非常有必要的。

2当前暖通空调系统传感器的故障类型

2.1故障原因

HVAC系统整合了多种设备，很多参数互相配合和融合，使整个系统变得十分复杂，增加了故障之间的连接性和影响性。多个种类的空调设备通过管道连接而形成关联性和影响性极强的HVAC系统，倘若这个系统中有任何一个位置出现问题、发生故障，都会对其他设备和位置的运行情况产生影响，进而牵连到整个系统的稳定运行和控制性能。比如说在蒸汽压缩制冷过程中，假如冷水泵正常运行受到干扰，那么蒸发器中的进水量就会减少，进而降低蒸发压力和温度，使系统的整体功能受到阻碍，甚至会损坏压缩机等设备。因为HVAC系统系统出现故障时会产生连锁反应，某个设备发生故障时会干扰和阻碍其他设备的运行，涉及的参数变化范围非常广，因此，当故障产生时极不容易判断和查找出故障的具体位置，也不容易分析出参数和数据的因素性和结果性，加大了故障诊断的难度系数。另外，HVAC系统中所包含的传感器数量是极少的，因此缺少传感器带来是数据和信息，降低系统的监测性，而且，HVAC系统所整合数据比较多也比较复杂，通常都会给系统的控制者增大管理难度，由于系统所产生的数据和信息不能通过图案和文字直观的表现出来，其多变性较强，而这些数据信息最终都是由人工来进行处理和分析的，对故障的检测和诊断器械和软件也必须通过人来判断，还有就是系统的控制者比较容易忽视的故障和隐患，尽管这些故障不能干扰系统的稳定运行，但也许会有带来一些不确定问题。

2.2常见故障及其后果

空调系统故障产生的原因有很多种，任何部件都有发生故障的可能，19世纪末期曾有人指出对于全封闭式蒸汽压缩空调系统来讲，超过一半的故障都是由电气故障而引发的，而接近20%故障都属于机械类故障，很少的一部分故障由管路和开关部分引发的，而电气故障中85%左右是因为电动机损坏引发的。

暖通空调系统故障大都不会引发大型的安全事故，最主要的影响使室内温差变大和增加系统耗能，美国曾经有一篇关于HVAC系统的报道，在美国地区因HVAC系统而加大耗能的情况有很多。

3故障特征及分类

暖通空调系统的故障大体可分成两大类：硬故障和软故障，既有局部性也有全面性，对整个HVAC系统的影响大小也不尽相同。硬故障是指机械设备和运转部件完全丧失功能所产生的故障，例如皮带断裂、传感器失效、阀门不受控制和风机停止运行等故障。从故障产生时间的角度分析，这些故障应当归为突发故障，且故障影响效果比较严重，所以检测和诊断的难度系数不大。软故障的实质是说设备和部件的机械功能降低或局部失效等，比如部件或管道结垢、堵塞，局部泄露、仪表稳定性降低等等。软故障基本都是循序渐进的，在产生的最初时期所表现的特征不太明显，因此在初级阶段很难被发现，实际上，这类故障的产生是因为系统参数渐渐恶化，从某方面或者某种角度来讲，软故障的危害性要远远大于硬故障的危害性，所以，软故障的监测力度要适当加强，并且要做好预防工作，其对空调系统的意义和作用是不言而喻的。

暖通空调在运行一段时间之后，系统故障的产生一般都是偶然且不确定的，所以，故障的属性具有任意性，且发展情况与平衡过程具有随机性。从HVAC系统整个结构入手分析，所涉及的设备都是由子设备和基础构件按照一系列的标准组合而成的，层次性和系统性极强，所以故障产生时就会因为层次深度的不一样而造成不一样的影响。除此之外，考虑到系统是由多个相关的子设备综合而成的，一些子设备发生故障也可能是因为其相关环节或者设备产生故障而引发的，这种现象称为故障的传导性。根据系统故障产生的位置不一样，既可以说是设备故障也可以说是传感器故障，既可以说是硬故障也可以说是软故障，因为这些故障参杂在一起很难分辨，所以空调系统的诊断和检测就十分的复杂。

4暖通空调系统传感器的故障检测方法

4.1结合案例来开展暖通空调系统传感器的故障检测工作

故障检测相关工作人员通过查找知识库和相关资料的形式来找到暖通空调系统传感器的故障的解决途径，查找知识库和相关资料的形式能够帮助故障检测相关工作人员通过翻阅相似案例从而加深其对于暖通空调系统传感器的理解。然而，以案例的形式开展暖通空调系统传感器的故障检测工作具有一定的局限性，暖通空调系统传感器存在同一故障表现形式但是内在故障原因不同的现象，增加了查找知识库和相关资料的工作难度。

4.2结合故障树来开展暖通空调系统传感器的故障检测工作

故障检测相关工作人员通过倒查的方法依次排查故障，从而找到暖通空调系统传感器的故障问题发生的根本原因。与其他的故障检测方法相比，故障树法虽然能够实现比较全面和完整的故障检测，但是如果暖通空调系统传感器的系统过于庞大，那么将会导致故障检测相关工作人员需要建造规模较大的故障，增加了故障检测相关工作人员的工质量。

4.3结合模糊推理来开展暖通空调系统传感器的故障检测工作

故障检测相关工作人员利用大量的经验和模糊性较强的数据库来开展暖通空调系统传感器的故障检测工作，但是由于模糊推理缺乏逻辑性，再加上不清晰的整体思路，难以建立系统化的暖通空调系统传感器的故障检测经验。

4.4结合模式识别来开展暖通空调系统传感器的故障检测工作

故障检测相关工作人员通过模式识别的形式来讲暖通空调系统传感器的故障分为稳定状态和非稳定状态两种类型，在此基础上故障检测相关工作人员结合故障现象的具体特征和属性进行全面探究，从而实现故障问题的排查。与其他的暖通空调系统传感器的故障检测方法相比，该方法不需要建立模型且计算量不大。

结束语

综上所述，当前暖通空调系统传感器的故障类型分为硬故障与软故障、突发故障与经常性故障，为了更好的解决暖通空调系统传感器的故障问题，应当充分的应用好模糊推理以及神经网络等方面，提升暖通空调系统传感器的故障检测水平。

参考文献

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[2]赵阳，端木琳.暖通空调系统智能化故障检测诊断研究综述与展望[J].区域供热，2018（02）.

[3]丁飞，刘永超.暖通空调系统故障检测与诊断研究进展[J].科技视界，2017（09）.