摘 要：暖通空調(diào)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，由于安全條件、運(yùn)行條件發(fā)生變化的原因會(huì)導(dǎo)致其性能發(fā)生一定的變化，其中熱泵在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中與實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)條件下相比，運(yùn)行時(shí)效相比存在10%的差別，甚至有些由于安裝的不合理導(dǎo)致其性能衰退30%。對(duì)此，故障檢測(cè)與診斷技術(shù)能夠?qū)VAC的設(shè)備及其運(yùn)行進(jìn)行有效檢測(cè)，同時(shí)優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)事故的報(bào)警以及完成事故發(fā)生后的故障診斷及隔離工作。

關(guān)鍵詞：故障檢測(cè)；暖通空調(diào)；診斷；應(yīng)用；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.022

暖通空調(diào)系統(tǒng)是由多種設(shè)備組合而成的，其中系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用到了多個(gè)學(xué)科的技術(shù)，如熱力學(xué)、流體力學(xué)等。暖通系統(tǒng)的復(fù)雜性增強(qiáng)了故障發(fā)生的機(jī)率，同時(shí)各種故障的相互影響，也會(huì)造成新的故障。對(duì)此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行中，加強(qiáng)其系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)應(yīng)用對(duì)保障空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性及完全性有著重要作用，對(duì)提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行可預(yù)測(cè)性有著重要意義[1]。

1 常用檢測(cè)及診斷技術(shù)

就現(xiàn)階段發(fā)展實(shí)際而言，HVAC常用故障檢測(cè)及診斷技術(shù)如下：

（1）基于模型的故障診斷方法。該方法主要采用數(shù)字邏輯電路的結(jié)構(gòu)以及輸入輸出行為當(dāng)中所包含的相關(guān)知識(shí)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行表達(dá)。該方法由于所設(shè)置的多隔層次從而能夠精準(zhǔn)的進(jìn)行故障檢測(cè)，同時(shí)層與層之間的數(shù)據(jù)可以通用。但同時(shí)也需要為每個(gè)層側(cè)單獨(dú)建模，比如換熱器部分與時(shí)間序列相關(guān)且非線性，計(jì)算起來(lái)相對(duì)較為復(fù)雜，導(dǎo)致工作效率較低。

（2）基于規(guī)則的故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)。該方法主要是通過(guò)IF-THEN的規(guī)則與形式即事件之間的關(guān)聯(lián)邏輯這樣的已有知識(shí)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行表達(dá)。較為方便的構(gòu)建與維護(hù)診斷知識(shí)庫(kù)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)的不斷更新與推廣。然而，對(duì)于某些并沒(méi)有被定義的規(guī)則卻無(wú)法進(jìn)行故障辨識(shí)。

（3）基于故障樹(shù)的診斷方法。從故障的最終階段開(kāi)始診斷，按照故障故障倒查這樣的方式來(lái)逐一診斷。這樣的方法能夠較為安全的進(jìn)行故障搜尋，然而基于復(fù)雜的故障樹(shù)進(jìn)行診斷需要大型計(jì)算機(jī)或者是相關(guān)軟件。

（4）基于模糊邏輯的故障診斷方法。該方法主要是基于以往經(jīng)驗(yàn)值和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（模糊），由此構(gòu)成模糊矩陣，進(jìn)而基于模糊邏輯合成算法從而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這樣的方法建模較為簡(jiǎn)單，發(fā)展較快，然而其診斷的準(zhǔn)確性卻很大程度上依賴(lài)于或者是受限于已統(tǒng)計(jì)資料和樣本。

（5）基于小波分析的故障診斷方法。該方法主要是對(duì)異常設(shè)備所發(fā)出的突變信號(hào)當(dāng)中所載的故障信息進(jìn)行收集并進(jìn)行小波分析，從而找出故障的位置并判斷故障的大小。適用于信號(hào)處理，但是其表示方式只能是將時(shí)域波形轉(zhuǎn)化為頻域波形。

2 故障診斷新思路

細(xì)數(shù)故障診斷的發(fā)展歷程，其既是一個(gè)新興領(lǐng)域有是一個(gè)常規(guī)領(lǐng)域，從實(shí)踐上來(lái)看，經(jīng)過(guò)十多年的研究和發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完善科學(xué)的理論體系，但是從工程實(shí)踐的角度來(lái)看，并不能夠?qū)崿F(xiàn)與理論的同步發(fā)展，就暖通空調(diào)領(lǐng)域而言，其工程實(shí)踐大多處于實(shí)驗(yàn)室或者是仿真階段。對(duì)此，筆者認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)用性強(qiáng)的故障診斷技術(shù)的研究與掌握，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入分析與研究。

（1）綜合診斷。實(shí)際系統(tǒng)當(dāng)中存在著復(fù)雜多變的內(nèi)外環(huán)境，另外各種診斷方式又存在著固有的缺陷和局限性，所以單純依靠某一種方法來(lái)對(duì)進(jìn)行診斷，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的完全解決缺乏保障，對(duì)此我們需要借助于多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合診斷。

（2）在線實(shí)時(shí)診斷。在空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障之后，由于系統(tǒng)復(fù)雜性導(dǎo)致部件失靈不一定會(huì)產(chǎn)生于易于檢測(cè)的先兆，舉例來(lái)講比如VAV系統(tǒng)末端的送風(fēng)控制器，其在發(fā)生故障之后并不會(huì)直接引起室溫變化。對(duì)此，為了實(shí)現(xiàn)故障快速檢修和盡快修復(fù)，在線實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)起到了重要作用，通過(guò)對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)及報(bào)警，從而指引我們更好的發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行分離。

（3）多故障診斷。系統(tǒng)部件種類(lèi)及數(shù)量繁多，很可能發(fā)生多部件發(fā)生故障的情況。同一時(shí)間發(fā)生于固定位置的故障，這樣的假定最終不利于工作人員正確有效地判斷問(wèn)題的根源。對(duì)此，多故障診斷具有重要的實(shí)際意義。

3 故障診斷發(fā)展方向

（1）復(fù)合故障檢測(cè)。由單一故障檢測(cè)向復(fù)合故障檢測(cè)發(fā)展，將多個(gè)同時(shí)發(fā)生的故障進(jìn)行進(jìn)行分解，通過(guò)針對(duì)單個(gè)獨(dú)立故障的檢測(cè)與診斷方式來(lái)進(jìn)行，在現(xiàn)階段可以有效解決我們?cè)诿鎸?duì)復(fù)合故障時(shí)的困難。（2）動(dòng)態(tài)故障檢測(cè)系統(tǒng)。暖通空調(diào)受外界因素影響較大，同時(shí)也比較容易。具體包括自然環(huán)境、人為因素，由于受到多樣性環(huán)境的影響，暖通空調(diào)內(nèi)部也在發(fā)生著多樣性變化。常規(guī)做法當(dāng)中將某個(gè)特定精度范圍的暖通空調(diào)看做靜態(tài)，其中卻忽略了很多的問(wèn)題，因?yàn)殪o態(tài)模型并不能夠真實(shí)有效的反應(yīng)實(shí)際情況，尤其是在暖通空調(diào)剛剛啟動(dòng)的時(shí)候。（3）傳感器冗余技術(shù)。正常的傳感器狀態(tài)是檢測(cè)、監(jiān)控與診斷推理系統(tǒng)正常工作的前提。因此，實(shí)現(xiàn)傳感器的狀態(tài)識(shí)別與故障診斷是診斷系統(tǒng)的主要任務(wù)之一[2]。與此同時(shí)，一方面?zhèn)鞲衅骷夹g(shù)的不斷發(fā)展，另一方面成本也不斷下降，由此暖通空調(diào)故障檢測(cè)技術(shù)會(huì)逐漸向硬件冗余轉(zhuǎn)變。（4）自動(dòng)故障檢測(cè)與診斷。暖通空調(diào)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，發(fā)生故障在所難免，其不僅僅會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失，還可能存在某些安全隱患。而以往的故障檢測(cè)與診斷則是由人工來(lái)完成，但是隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，自動(dòng)故障檢測(cè)的方法出現(xiàn)并會(huì)在將來(lái)得到更為廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。

4 綜述

隨著能源緊缺日益嚴(yán)重和生活水平的提高，節(jié)能與提高室內(nèi)空氣品質(zhì)成為當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展的兩個(gè)重要主題。但是由于暖通空調(diào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)生各種各樣的故障而使系統(tǒng)不能按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)行，即便是經(jīng)過(guò)正確調(diào)試的系統(tǒng)，運(yùn)行一段時(shí)間后也常常會(huì)發(fā)生故障，造成能源浪費(fèi)和室內(nèi)空氣品質(zhì)下降。為給人們創(chuàng)造一個(gè)高品質(zhì)、高效率的暖通空調(diào)系統(tǒng)，需要對(duì)其故障的檢測(cè)和診斷技術(shù)進(jìn)行分析，找出實(shí)際的解決方法，同時(shí)對(duì)于空調(diào)溫度、電能配出的監(jiān)控和故障及時(shí)檢測(cè)診斷則需要使用電氣自動(dòng)化設(shè)備相配合[3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵騰躍.暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷研究進(jìn)展[J].科研，2015（23）：31-32.

[2]郭其一，王立德.一種基于解析性冗余的傳感器故障診斷技術(shù)[J].鐵道學(xué)報(bào)，2000（04）：16-19.

[3]白曉芹.暖通空調(diào)故障檢測(cè)診斷與電氣自動(dòng)化技術(shù)初探[J].工業(yè)B，2015（25）：272-273.