暖通空調系統傳感器的故障檢測

孫遷犀++毛鵬宇

摘 要：隨著我國建筑業的不斷發展，暖通技術也隨之逐步提高。然而在暖通空調系統中，也經常會或多或少出現一些問題影響著建筑物的使用，其中傳感器的故障更是直接影響著空調系統的能否有效運行。本文主要針對暖通空調系統中，傳感器出現故障的原因及檢測方法進行簡要的分析。

關鍵詞：暖通空調系統；傳感器；故障；檢測

一、暖通空調系統的簡述

暖通空調系統最先應用于美國，其工作原理主要是改變房間中的風量來使得室內所產生的負荷得到滿足。因為系統絕大多數時間都是在負荷下進行工作的，所以能夠在能源消耗上有一定程度上的降低，在節能的效果上有著顯著的作用。這就使得空調系統的使用逐漸的傳向了全世界，繼而在世界各地都得到了廣泛的應用，從而為節省能耗做出了一定的貢獻。

暖通空調系統有許多有點，如靈活性較好、在建筑物的改建和建筑物的擴建中都非常適用，特別適合那種格局變化較大的建筑物之中。然而空調系統投資大、發生故障的概率也很大，另外它的控制系統非常負責，沒有一定專業知識的人很難去操作。

二、暖通系統的故障

隨著人類對節能意識及生活質量的要求不斷的提高，專業學者研究出調節變風量系統及變水量系統的調節方法，使其更好的平衡暖通空調系統[1]。通過研究發現，在暖通空調系統中，傳感器及組件是發生故障的主要器件，而主要故障類型則是水系統與制冷機以及空氣側等故障。

三、系統常見故障分類

（一）自然因素導致故障的產生

所謂自然因素就是指內因，也就是系統本身的因素而導致故障的產生。系統在運行過程中，因為自身質量的不合格而導致系統產生故障。在空調系統中，有許多的軟件或者硬件組成，在空調系統的自然運行中，很可能會在出現硬件的損壞而導致系統的運行不正常或者是因為軟件上的原因而導致系統不能有效的運行，這些都是屬于自然故障[2]。

（二）人為因素導致故障產生

人為因素就是指操作者因為操作不當而引起系統的損壞。有些的人為因素是有意的，而有些的是無意的。有意的是人為的對系統進行破壞來導致系統不能正常的運行，而無意的則是在操作時因為操作不當而導致系統的損壞，這些都屬于人為的故障。

四、傳感器故障的主要分類

傳感器的故障主要分為三類，一類是沒有信號，一類是產生高頻噪音，還有一類是發生慢漂移。

五、傳感器故障的檢測方法

針對第一類故障我們可以通過觀看檢測傳感器的值，是否產生有必要的變化。而第二類故障一般是通過過濾器的方法來檢測發現。第三類則較難發現，此類故障的測量值為真實值與傳感器誤差的結合，且測量誤差大于允許誤差，傳感器出現此類故障時，其輸出特性與無故障時的輸出特性毫無差別，因此通過動態分析或過濾器也難以檢測到此類故障，在此提出一種新型的檢測方法，可以運用SCOM的方法來對傳感器進行故障檢測[3]。

六、SCOM的原理

一般來說，傳感器出現故障的概率較少，幾個傳感器出現故障的概率就更小了，就更不用說幾個傳感器在同一時間全部出現故障這一概率了。

SCOM可以用數學的方式來進行表述，我們設想空調系統中有n個傳感器，而s1，s2，.....sn是分別測N個傳感器的參數[4]，根據空調系統的特征，這些參數的關系為：

Fi（Si）=fj（Sj）；gi（Si）>gj（Sj）>gk（Sk）；

（i、j、k=1、2、...、N）

此公式因為要對系統中的每一個傳感器進行檢測，所以它就必須具備完整性，也就是在公式中，每一個參數都必須在其中出現一次或兩次，如果達不到這個要求，那么這個傳感器就有故障了。

在空調系統中，測量之間的關系式決定著SCOM的可靠與否，所以全面的描述測量變量之間的關系就顯得非常重要了。

通過研究了解，損壞傳感器的具體位置是決定SCOM的是否可靠。如果傳感器發生了漂移故障，假設漂移的量在5℃的范疇左右，傳感器發生故障的發現率僅僅只有30%。那如果想要故障的發現率處于百分之百，漂移量的數據就要在8℃這個范疇上進行超越。通過這種方法，就能很快的發現空調系統中的故障，從而更好的對其進行維修，以保證空調系統的正常使用，而不至于造成能源浪費的現象。

七、工程實例

假設某一個建筑物安裝了4臺空調機，而4臺空調機都是由冷凍機房來提供冷凍水，吸收新風的方式都是從相同的管道中采風。每個房間的送風方式都是由送風管輸進的。為了更好的控制房間溫度的精確度，我們在風道上加上末端加熱器。于是我們知道測量變量存在以下關系：

（1）各機組的新風溫度及新風濕度需一致；

（2）各機組的混風溫度在新風溫度與回風溫度之間；

（3）所有空氣狀態點的濕度值都小于100%

（4）冷水閥開啟狀態下，混風溫度高于表冷器后的空氣溫度

（5）冷水的進口溫度低于出口溫度

（6）冷水的出口溫度在混風溫度與冷水進口溫度之間

（7）冷水進口溫度應低于表冷器后的空氣溫度

（8）加熱器開啟狀態下，表冷器下后的空氣溫度低于送風溫度

（9）回風溫度不能超出各個房間溫度范圍

（10）回風濕度不能超出各個房間適度范圍

（11）各個機組的冷水進口溫度需一致

除房間的濕度及溫度之外，上述關系式全面的描述了在空調系統中，各個測量參數的相互關系。

在1995年，某能源管理系統在對傳感器進行故障檢測時，就運用了這個SCOM的檢測方法，取得了較好的成績。

八、結論

空調系統已經在我國得到了廣泛的應用，已經普遍用于各建筑物之內，得到了人們的一致好評。然而系統中很容易出現傳感器的損壞故障，這就要求維修人員要及時對其進行維修，保證空調系統的有效運行。而維修人員在進行傳感器故障的確認時，要知道傳感器故障主要是分為哪幾類，分別通過什么方法去進行檢測，這樣就能更好、更快速的找到故障，進而加以維修以保證系統的運轉。

參考文獻：

[1]江億，朱偉峰.暖通空調系統傳感器的故障檢測[J].清華大學學報（自然科學版），1999，12：54-56+61.

[2]韓琦，魏東，曹勇.暖通空調系統故障檢測與診斷技術研究進展[J].暖通空調，2014，03：105-112.

[3]李志生，張國強，劉建龍.暖通空調系統故障檢測與診斷研究進展[J].暖通空調，2005，12：31-38+67.

[4]藍曉晨.暖通空調系統故障檢測與診斷研究進展[J].科技風，2016，02：124.