略谈自动故障检测在暖通空调中的应用
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摘要：故障检测技术为暖通空调的安全应用提供了保障，本文对暖通空调设备故障诊断方法、自动故障检测技术、故障分类及加强暖通空调安装方法进行了探讨。
关键词：暖通空调；故障；检测
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
一、暖通空调设备的故障诊断方法
1、基于规则的诊断系统：其主要是通过IF-THEN的规则形式来表示与之相关的诊断设备对象产生故障与征兆之间某种的关系,也就是通常所说的，各种事件之间相关的逻辑联系。这种设备故障的诊断方法主要是结合已有的各种知识资源用一个已经创立好的程序来解决特定的设备故障问题。
2、基于模型的诊断系统：基于模型的故障诊断系统在1984年由Davis提出的,其主要原理是通过数字逻辑电路的结构与输入输出行为之间的知识来表达故障的产生的,该方法较为复杂,特别是在暖通空调系统当中,很多部件都是非线性的而且和时间序列有着极为密切的关系,所以诊断模型建立的难度比较大,计算也较为复杂。
3、基于故障树的诊断系统：故障树的诊断方法运用的主要思想是从系统最末端的故障开始进行诊断,从上到下进行故障的排查,从而就形成一棵呈倒立姿势的故障树。这种故障诊断方法对设备各方面的检索比较完全,但是如果设备系统比较大,索产生的故障树规模也就相对比较大,建立故障树的程序就比较复杂。
4、基于模糊推理的诊断方法：基于模糊推理的故障诊断方法是利用以往的经验值和模糊统计出来的数据构成相关的模糊矩阵,再根据一设定好的模糊逻辑合成算法对其进行模糊的综合评判。总的诊断思路来源于人们日常生活中的模糊判断,通过数据的模糊化输入,而后经过模糊合成后再进行设备故障的诊断,通过模糊化输出最为直观诊断数据的判定方式。
5、基于案例的诊断方法：这种故障诊断方法主要是通过对知识库中以前同类问题的解决过程进行访问,从而得出解决当前问题的一种最为有效地故障推理方法。但是，这种方法需要大量相关案例的总结,应用过程中也有部分的局限性。
二、自动故障检测技术在暖通空调领域的研究和应用现状
暖通空调领域中都有FDD（频分双工）技术的大量应用。根据ANNEX34提供的相关数据,20世纪末,世界上公开发表将近30篇文章提及暖通空调的故障诊断。在这为数不多的文章中,模仿和演示了20多个建筑的故障诊断,其中有88%的真实建筑采用了FDD工具的测试,对12%的建筑进行了性能监测和方案优化的评价。在对以往相关文献的调查统计中，空调机组和变风量系统中FDD技术的应用是最多的,其次是关于整体式空调机组中故障诊断技术应用的文章比较多,除此之外，和制冷机组的FDD、设备控制中的FDD还有其他方面的FDD的文章也占一定的比例。目前,暖通空调的故障诊断的研究,主要集中在空调机组和空调末端这两个领域,其中屋顶式空调所占的比例最大,主要原因是这种空调在国外应用地比较普遍,同时,还以为这个机型的容量比较小,人工设定的故障可以比较容易地插入其中,便于实现模拟故障的实际测量。从FDD的方法来看,以经验或半经验的黑箱模型的研究方法居多。但是，又因为暖通空调系统一般由很多部件构成,非线性特征非常强烈,这就使得建筑负荷受室外气候干扰的影响比较大。另外，模型与机组一定程度上的不匹配也一直是FDD中比较麻烦的问题。因此，要建立起精确的暖通空调的FDD物理模型的精确建立是非常困难的,即使是在子系统层别上先实现物理建模而后再对模型进行解析困难也是非常大的。
三、故障特征及分类
暖通空调系统的故障一般情况下分为:硬故障和软故障两类。故障既有对全局产生影响的，也有仅作用于局部的，所以，它们对整个暖通空调系统运行的影响程度大小不一。硬故障主要是指机器设备及装置元件上产生的故障，该故障一产生就会直接造成设备的完全失效。如风机的停机、皮带的断裂、传感器输出信号的损坏、阀门的完全堵塞等等。从故障产生的时间来看，这类故障一般为突发性的，故障影响较大，检测起来就比较容易。软故障是指机器设备性能的下降或部分失效的故障，例如风机盘管结垢、阀门关闭时的泄漏、仪器的漂移等等。软故障一般都是渐进发生的，在故障产生之前，设备没有明显的征兆，最初难以诊断发生故障的部位。但是，事实上，渐进性的软故障多半是由于系统参数的恶化而导致的，也可以说，软故障所造成的危害远远大于硬故障。所以说，若这种故障能通过诊断技术进早地采取预防措施，现实意义重大。
四、加强暖通空调安装施工的方法
针对防止暖通空调故障的发生，施工单位在实际的安装过程中，可以采用下面几个方面的措施，来提高暖通空调安装施工的技术和质量水平。
1.加强对暖通空调安装施工的质量管理
安装施工企业要强化对暖通空调在安装施工中的质量管理，具体措施包括以下两个方面的内容：1）在安装施工的过程中要建立健全相应的质量监督体系，这就需要施工单位制定严格的监督管理制度，从强化生产经营、设备、材料等部门的工作质量的角度来严格地控制空调的安装施工质量。2）在施工的过程中加强施工质量的检查，利用先进的检查设备，在监理单位与施工单位以及设计单位相关人员的参与下，做好检查工作与检查报告的制作，一旦发现问题立解决。
2.施工后期对暖通工程的维护
暖通工程的施工后期，对暖通工程要进行验收，在此阶段，施工单位要按照相关的规定对单机式运转、水系统水压测试、风量测定调试等多个方面进行综合测试，以保证暖通工程能够发挥其应有的作用。同时，施工单位还要整理好施工图、竣工图及相关的资料、合格证等相关的手续记录。对风量测试记录、隐蔽工程记录、设备运转记录、工程质量事故等进行详细地登记、分类，并进行妥善的管理。对于在检验过程中出现的质量问题和设计不合理的地方，施工单位一定要进行返工处理，严格按照施工图纸进行重新建设，尽量减小工程施工中质量控制的偏差，实现工程建设的质量符合标准要求。在工程建设结束后，施工单位还要对暖通工程进行维护和保养，对在使用过程中出现的问题进行仔细研究探讨，并对工程进行改进，以确保问题解决
五、结束语
故障诊断技术的总结与展望：（1）由单一故障向复合的故障诊断转变：由于复合故障的诊断比单一的故障诊断要复杂得多,目前，解耦复合的故障诊断技术还不是很完善。其最基本的诊断思路就是把N个同一时间发生的设备故障解耦为互不相关的N个独立的故障进行诊断。（2）从静态的暖通空调系统转向动态的暖通空调系统诊断：由于暖通空调系统会遭到内外负荷等变化的影响,这就导致暖通空调发生动态的变化,为了达到简略的目的,在一定的精度范围内都把暖通空调看作静态的，静态的暖通空调系统就相应地忽略了很多相关信息,特别是在暖通空调设备的启动过程中,静态的暖通空调模型根本不能真实地反映具体情况。（3）从黑箱模型向物理模型转变：由于物理模型建立是相对比较复杂的,所以一般的研究都尽量回避物理模型的监理,但是，随着计算机硬件成本的逐步下降和运算速度的进一步提高,通过某些次要条件的简化,顺势进行物理模型的建立,而后再借用相关的软件进行深入地计算和仿真依旧是暖通空调研究的一个新的方向。
参考文献：
[1]姜大勇,黄道.空气处理单元的故障检测与诊断方法[J].建筑热能通风空调,1999(2).
[2]赵黎丽.两种人工智能方法应用于地热热泵系统辨识[J].系统仿真学报,2004(7).