試論暖通空調系統故障檢測與診斷技術研究進展

王 靜

（合肥通用機械研究院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

作為建筑物的重要組成部分，暖通空調主要維持整個建筑物的溫度和空氣流通，良好的暖通空調系統能夠有效延長建筑物壽命，同時為使用者提供更多便利。在暖通空調系統問題的調查分析中發現，有些暖通空調的管線標高且定位交叉比較嚴重，施工過程中暖通空調系統也常常存在排風管、冷凍水管、冷凝水管故障的情況。對于施工中產生的問題，可以通過施工設計和施工方法來進行解決，但是即便在施工環節當中暖通空調系統不存在任何的問題，隨著建筑物的使用暖通空調也會出現一些故障。對于這些故障則需要強大的檢測工作并進行分析、解決，以最大限度地發揮暖通空調系統的作用，保障建筑物的使用質量。

1 暖通空調系統的故障診斷方法

近年來隨著信息科學技術的發展，許多暖通空調系統的生產廠家在生產過程中對其進行了技術改善與創新，許多暖通空調系統具有自動保護系統和自動故障檢測系統，這樣可以及時檢測、發現故障，使設備保持良好的運行狀態。例如，制冷系統一旦達到壓力上限，暖通空調就會停運，這時檢測設備將會啟用、對故障原因進行分析，確保整個系統不會出現進一步的安全事故。自動故障檢測系統不僅能更精準地找到故障原因、避免浪費維修資源，還能為檢測人員的安全保駕護航。

1.1 系統模型檢測

現代暖通空調系統的故障檢測方法有許多種，其中系統模型檢測主要是通過建立正常的系統運行條件，然后對已知的暖通空調系統建模進行故障分析。也就是說，在分析過程中對標準化的模型條件進行對比，一旦實際參數與既定的數據出現偏差，則可以分析得出其故障類型與故障參數，實現故障的分類。需要注意的是，系統模型進行故障分類采用的是回歸法，因此在模型建立過程中需要明確控制預測的數據，這樣才能保證故障診斷的可靠性與準確性。

1.2 直接檢測

與系統模型檢測不同，直接檢測主要是將故障檢測的癥狀輸入暖通空調系統，數據進入分類器后會根據事先擬定好的分類策略進行進一步的分類，以便于實現故障的檢測與分類，最后得出故障診斷結果。專家規則、貝葉斯分類法等均屬于直接檢測，它們都需要建立在信息輸入的基礎之上，必須確保數據錄入的準確性，否則就無法保證故障檢測的可靠性。

2 暖通空調系統故障檢測的目標發展

暖通空調系統故障檢測的發展目標有多個，通常與信息科技相結合，但是其最終目標是確認暖通空調系統故障檢測的準確性與可靠性。

2.1 經濟性目標

自動故障檢測系統為目前暖通空調系統的故障檢測發展提供了極大便利，但是也提升了其經濟成本，因此在未來的發展過程當中，必須不斷促進自動故障檢測系統的經濟效益提升，即降低其成本。目前的暖信息科技成本較高，因此許多暖通空調系統生產廠家會為了提高其生產效益，而降低其科技性能。因此，為了吸引更多的生產廠家使用自動故障檢測系統、提高檢測結果準確性，在設計研發過程中應該不斷降低其成本費用。只有不斷優化其科技水平，不斷降低暖通空調系統本身的元器件成本，才能使自動故障檢測系統更好地為故障檢測服務。

2.2 理論研究目標

暖通空調系統本身結構比較復雜，在實際運行過程中也會受到一些外界因素的影響，因此故障檢測在暖通空調系統的應用過程中發揮著重要作用。同時因為暖通空調系統本身比較復雜，在運行過程中會通過多種線路來實行其運轉，因此故障檢測系統必須具備簡單性和適用性，以更好地為暖通空調的穩定運轉提供幫助。暖通空調系統故障研究方法是建立在理論知識的基礎之上，因此在實際的科學研究中，必須不斷加強完善暖通空調故障檢測系統理論知識，為其發展提供更好的理論保障。

2.3 可靠性目標

在自動故障檢測過程中，診斷結果往往會對暖通空調系統的維修產生重要影響。與暖通空調系統一樣，自動故障檢測系統也會受到外界因素的干擾，因此對于不可預見的因素往往需要具有一定的免疫能力，這樣才能保障自動故障檢測系統的診斷結果的可靠性。為使自動故障檢測系統出現較少的錯誤警報，減少警報對建筑物使用者的干擾，在自動故障檢測系統的研究與設置中必須減少外在的干擾因素。例如，有些使用者會關掉自動故障檢測系統，這樣即使暖通空調系統出現問題自動故障檢測系統也不能進行檢測，也就不會進入維修流程。這樣很容易出現安全事故，導致人身、財產的安全損失。因此，自動故障檢測系統必須不斷排除一系列的影響因素，來保證其檢測結果的可靠性，為維修提供依據。

3 提升暖通空調故障檢測水平的策略方法

3.1 建立故障案例體系

對于暖通空調系統的故障分析，可以通過案例故障檢測與診斷。這是因為許多暖通空調系統在發生故障時，系統并不能立即得出診斷結果，需要根據障礙發生的具體細節和流程對故障進行逐一排查，最后得出故障結論。因此對于暖通空調系統的故障分析系統而言，建立一個有效的案例故障體系非常重要。一旦檢測出暖通空調運行不正常，則可以通過信息傳輸將這種不正常的運行行為數據上報，在數據庫當中進行逐一比對，然后對其故障進行定義和確認。目前的自動故障檢測系統已經初步建立了一定的案例診斷體系，但是這些案例并不全面，不能覆蓋所有的故障內容。

3.2 提升故障診斷的信息科技化水平

目前暖通空調系統的故障檢測與分析并不能完全實現自動化，故障檢測一般是通過計算機對問題進行分析，然后數據導出。診斷者需要對計算機所傳輸的數據信息進行分析與整理，然后再對暖通空調系統的故障進行確認。但是在這一過程中存在一個問題，就是診斷者的經驗、理論知識技能不同，因此對于同一故障的最后分析與確認也不盡相同，這就很容易影響到維修效果。此外，系統中案例數據庫的建立，也與個人的分析有直接關系。如果診斷者的業務水平和素質參差不齊，相應地案例數據庫的水平也會受到影響。因此，發展自動故障檢測系統就需要不斷提升其信息科技化水平，這樣才能逐漸縮小故障檢測結果之間的誤差，進而保障檢測結果的可靠、穩定。

3.3 建立故障樹診斷

暖通空調系統運行的故障成因不同，在系統故障設計的過程中，可以利用計算機的數學模型來對故障進行分類。在分類過程中，可以用漢字作為提示，這樣便于操作者在故障發生之時對故障進行最后的確認和監視。除此之外，在故障樹的建立過程中，還需要對故障原因進行細致分析，對應地進行編號，這樣暖通空調系統在出現故障之時，每一個故障都能找到對應的故障原因和故障解決方案。當然，暖通空調系統的故障模型建立比較復雜，故障樹的建立也比較困難。設計者在這一過程中會面臨許多的問題，不過一旦故障診斷術得以確立，暖通空調系統的故障分析則會更加簡便。與故障診斷術相似的還有神經網絡診斷，它主要是通過暖通空調系統中的神經元建設來完成的。在暖通空調系統的故障網絡中，不同的故障樣本具有不同的顯現，而通過神經元來確認診斷原因能夠更具有針對性和快捷性。

4 結束語

空調系統的故障會對整個暖通空調系統造成巨大影響，在實際應用過程中，對這些故障進行分析，能夠提升暖通空調系統的維護水平，發揮暖通空調系統的作用。因此，需要不斷優化暖通空調自動故障檢測系統，提升其信息科技水平，通過建立一系列的故障診斷和神經元故障診斷體系，不斷提升診斷方法經濟適用性和結果可靠性，為暖通空調系統功能的發揮提供保障。