暖通空調故障診斷技術的具體應用

張大偉+楊亮

摘 要：為了保證暖通空調在故障診斷方面有良好效果，技術人員要認識到故障診斷技術的重要性，并能結合實際需要制定出科學的暖通空調設備故障診斷方案。本文就暖通空調設備故障診斷技術的應用進行了分析。

關鍵詞：故障診斷；暖通空調；診斷技術

在暖通空調正常使用的階段，由于暖通空調運行環境的影響或者是設備自身性能的影響，導致暖通空調在實際的使用中容易出現一些質量問題，這不僅會影響暖通空調的正常運行，同時在對暖通空調進行故障診斷的時候，由于診斷時間較長，也會造成更大的經濟損失，因此加強暖通空調在其故障方面的診斷準確性也就有更實際的意義。

1故障診斷處理技術概述

在各種電子技術逐漸普及到人們生活中之后，對人們生活起到了關鍵性的優化作用，而一旦電子設備在使用中出現了各種故障，那么也會對人們生活，乃至是社會發展造成影響。在這種情況下，診斷技術的發展也就有了巨大的推動力，并在故障診斷中融入了現代信息處理技術以及數字化的交互技術，這種處理技術在面對設備復雜性顯著提升的各種設備的時候，能發揮出更強的效果。

目前故障診斷類型的處理技術已經出現在了對各種設備的處理中，尤其是暖通空調等結構復雜、電信號交互次數多的現代設備中，故障診斷技術的應用效果更為突出。這種故障診斷技術在實際的運用中，不僅能有效的對設備故障進行診斷、排除，更重要的是能根據設備運行情況以及環境情況對設備的運行情況預測，在出現故障之前就采取相應措施，防患于未然，這樣不僅能避免暖通空調出現各種故障，同時這也能為暖通空調的維護工作提供助力，保證暖通空調的正常運行。

2暖通空調中故障診斷分析

2.1綜合使用各種資源進行故障診斷

在使用故障診斷技術來應對各種故障的時候，現代故障診斷技術已經開始全面的運用各種現代技術，并能依托腦電設備超強的處理技術來綜合各種資源，使故障診斷技術對暖通空調在運行中出現的各種問題有更好的處理效果。在數據分析視角對各種故障進行分析的時候，各種故障之間也有可能會存在內在聯系，這樣就能強化對各種故障的診斷效果。

2.2基于電子建模的故障診斷技術

電子建模模式對機械故障進行診斷的方式出現的時間較早，并且在不斷的研究中得以深化。通過使用電子建模類型的處理技術，能在電子平臺上構建出全面、立體化暖通空調運行模型，在這種建模處理技術發展到現階段的時候，不僅能對故障進行有效的檢測，同時還能通過向電子，模型中輸入時間變量、環境變量之后就能模擬出暖通空調的運行情況，這樣就能更好的對暖通空調各種故障進行預測。

2.3故障樹類型的故障診斷技術

在故障診斷技術不斷發展的現階段，還出現了故障樹類型的診斷處理技術，這種技術在實際的運用中的主要思想是從故障體系的末開始進行診斷，這種從下至上的診斷方式能更有全面的對各種故障進行分析，因此這種處理方式在實際的使用中通常會具有檢查體系較為嚴密的特點。在實際的使用中，這種檢驗方式能對暖通空調故障進行全面的分析，但如果所要檢查的設備體型較大或者是結構較為復雜，往往會導致設備故障檢測的工作量偏大。

2.4模糊推理的診斷技術

基于模糊推理的故障診斷方法是利用以往的經驗值和模糊統計出來的數據構成相關的模糊矩陣，再根據一設定好的模糊邏輯合成算法對其進行模糊的綜合評判。總的診斷思路來源于人們日常生活中的模糊判斷，通過數據的模糊化輸入，而后經過模糊合成后再進行設備故障的診斷，通過模糊化輸出最為直觀診斷數據的判定方式。

3 FDD技術在HVAC領域的研究和應用現狀

根據ANNEX34提供的相關數據，20世紀末，世界上公開發表將近30篇文章提及HVAC的故障診斷。在這為數不多的文章中，模仿和演示了20多個建筑的故障診斷，其中有88%的真實建筑采用了FDD工具的測試，對12%的建筑進行了性能監測和方案優化的評價。在對以往相關文獻的調查統計中，空調機組和變風量系統中FDD技術的應用是最多的，其次是關于整體式空調機組中故障診斷技術應用的文章比較多，除此之外，和制冷機組的FDD、設備控制中的FDD還有其他方面的FDD的文章也占一定的比例。

現階段，HVAC的故障診斷的研究，主要集中在空調機組和空調末端這兩個領域，其中屋頂式空調所占的比例最大，主要原因是這種空調在國外應用地比較普遍，同時，還以為這個機型的容量比較小，人工設定的故障可以比較容易地插入其中，便于實現模擬故障的實際測量。從FDD的方法來看，以經驗或半經驗的黑箱模型的研究方法居多。但是，又因為HVAC系統一般由很多部件構成，非線性特征非常強烈，這就使得建筑負荷受室外氣候干擾的影響比較大。另外，模型與機組一定程度上的不匹配也一直是FDD中比較麻煩的問題。因此，要建立起精確的HVAC的FDD物理模型的精確建立是非常困難的，即使是在子系統層別上先實現物理建模而后再對模型進行解析困難也是非常大的。

4故障特征及分類HVAC

系統的故障一般情況下分為：硬故障和軟故障兩類。故障既有對全局產生影響的，也有僅作用于局部的，所以，它們對整個HVAC系統運行的影響程度大小不一。硬故障主要是指機器設備及裝置元件上產生的故障，該故障一產生就會直接造成設備的完全失效。如風機的停機、皮帶的斷裂、傳感器輸出信號的損壞、閥門的完全堵塞等等。從故障產生的時間來看，這類故障一般為突發性的，故障影響較大，檢測起來就比較容易。

軟故障是指機器設備性能的下降或部分失效的故障，例如風機盤管結垢、閥門關閉時的泄漏、儀器的漂移等等。軟故障一般都是漸進發生的，在故障產生之前，設備沒有明顯的征兆，最初難以診斷發生故障的部位。但是，事實上，漸進性的軟故障多半是由于系統參數的惡化而導致的，也可以說，軟故障所造成的危害遠遠大于硬故障。

5故障診斷技術的總結與展望

（1）由單一故障向復合的故障診斷轉變：由于復合故障的診斷比單一的故障診斷要復雜得多目前，解耦復合的故障診斷技術還不是很完善。其最基本的診斷思路就是把N個同一時間發生的設備故障解耦為互不相關的N個獨立的故障進行診斷。

（2）從靜態的HVAC系統轉向動態的HVAC系統診斷：由于HVAC系統會遭到內外負荷等變化的影響，這就導致HVAC發生動態的變化，為了達到簡略的目的，在一定的精度范圍內都把HVAC看作靜態的，靜態的HVAC系統就相應地忽略了很多相關信息，特別是在HVAC設備的啟動過程中，靜態的HVAC模型根本不能真實地反映具體情況。

（3）從黑箱模型向物理模型轉變：由于物理模型建立是相對比較復雜的，所以一般的研究都盡量回避物理模型的監理，但是，隨著計算機硬件成本的逐步下降和運算速度的進一步提高，通過某些次要條件的簡化，順勢進行物理模型的建立，而后再借用相關的軟件進行深入地計算和仿真依舊是HVAC研究的一個新的方向。

6結束語

故障診斷技術的出現為各種機械設備的正常使用創造了更為有力的條件，但這種技術在實際的使用中，也會由于操作難度較高、對設備要求較高而存在一定的難度，為了能有效提升故障診斷技術的準確性，需要技術人員在促進故障診斷技術發展的同時還能提升自身技術水平，真正實現故障診斷技術的全面發展。

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