智能化设备管理在暖通空调体系中的应用
2014年04月04 06:33:00 来源：中国制冷网
摘要： 分析了HVAC体系的几种模式，指出了智能体系的枢纽技术是体系集成和智能化，探究了体系开发中值得注意的题目及新一代体系的发展方向。针对传统模式下存在的题目，阐述了当代、状况监控和设备故障状况维修的必要性。分析了暖通空调(HVAC)体系故障的特性，并就直立故障检测与诊断体系的方法、实现步骤、相干技术等进行了探究。
枢纽词： 节能 故障诊断 建筑能耗
随着经济的快速发展，建筑内设备数目和复杂性都显着增添，使得建筑在行使过程中所损耗的能量(建筑能耗)越来越大。建筑能耗在社会总能耗中占据很大的比例，而且，社会经济越发达，生活水平越高，这个比例越大。西方发达国家，建筑能耗占社会总能耗的30%～45%。我国尽管社会经济发展水平和生活水平都还不高，但建筑能耗已占社会总能耗的20～25%，正逐步上升到30%。不论西方发达国家，照旧我国，建筑能耗状态都是牵动社会经济发展全局的大题目。
在建筑的总能耗中，用于采暖、透风和空调的能量占据很大的比重，在一些大城市，夏季空调已成为电力岑岭负荷的首要构成部分。1998年，上海室第空调安装率超过70%，空调用电负荷高达300×104kW以上，占岑岭用电负荷的1/3，产生166.2×104kW的供电缺口。
以是，节约能源，进步能量的使用效率，关系到整个社会的可持续发展题目。节能在很大程度上取决于建筑内设备的运行状态。假如采用先进的方法，使各种设备、有效、稳固地运行，出现故障能快速排除，则可以节约能量;假如方法比较陈旧，出现故障不能及时排除，则会虚耗许多能量。
在传统的模式中，每每是在有显明迹象注解设备性能变差时，才去确定这台设备可否应该检修，或根据规程已经到了大修期限，才动手团体大修。这样就存在以下题目：一是其运转情况无法统计准确;二是本可不必大修解决的题目拖到了故障累积成必须大修的程度，导致设备维修费用升高。传统的维修思路是：当设备不能正常工作甚至无法工作后才去探求故障，找到故障后才去补缀。这样做的结果，首先是设备克制运行，影响了正常服务，其次是故障每每不仅是部件题目，甚至到了必须替换首要部件的地步，使得维修成本剧增;三是故障只在设备运行时才施展阐发出来，当设备克制运行后，有些故障特性就不再施展阐发，各种故障数据也再无法采集，这就给故障排除带来很大困难。
按老办法，因为建筑设备的分散性和复杂性使设备工程师劳动强度增大，维护质量跟不上需要。那种靠填写值班日志、抄表记录、出现报警旌旗灯号后才去排除故障等人工方法显然已经不能适应新的形势。虽然新的体系有磷鞴培似黑匣子之类的自动数据记录器，但也只能办事后分析，不能做到提前展望故障和及时排除故障，能量的使用率低，造成能源极大虚耗。
是以，传统的模式已无法知足社会发展的需求，索求先进的方法希罕是空调体系的运行方法、进步能量的使用率至关主要。
近年来，已有人研究了比较先进的方法，其首要思惟是监控各个体系中每个设备的运行状态，实时采集各设备的运行数据，通过数据采集体系将数据送入中间处理设备进行处理，判定出各设备当前的运行情况，若有故障趋势，及时发出警报。在这种体系中，设备故障检测及诊断技术占据很大比重。以是，本文偏重讨论了空调体系故障检测及诊断体系的直立过程。
1.HVAC体系工作特性分析
HVAC体系是由管道连接各种空调设备而构成的一个相互关联、相互影响的体系，假如体系中有一个运行参数发生转变，则其它的运行参数也会转变，进而影响整个体系的特征。
空调体系外在参数的转变是通过影响机组内在参数而引起空调体系性能转变的。这些内在参数首要有：蒸发温度
另外，冷却水温度、蒸发温度及不凝性气体也影响冷凝温度。在肯定的冷负荷条件下，冷却水温度越高，冷凝温度也越高;当制冷负荷增大时，蒸发温度变大，则冷凝温度增大;假如有不凝性气体，则冷凝器的传热系数变小，冷凝温度升高。
1.3 影响蒸发温度的首要要素
冷冻水流量 从热平衡原理得知：冷冻水在蒸发器中的吸热量等于制冷量。如
其中：W为冷冻水流量; t进为冷冻水进水温度;
t出为冷冻水出水温度; t0为蒸发温度。
c为水的比热; φ0为制冷量;
由1式可看出：假设制冷量φ0不变，冷冻水流量W减小，当冷负荷条件不变时，t进不变，则t出必然降落，在由2式可知蒸发温度就会降落。
冷负荷条件 同样由1、2式可以看出：假设冷冻水流量W及t进不变时，φ0减小会导致t出上升，就会使蒸发温度上升。
蒸发器污垢 蒸发器污垢会使蒸发器的传热系数变小，蒸发温度降低。
2 特性参数的选择
虽然HVAC体系十分复杂，但也是由不同条理的子体系构成。譬如：冷却水循环体系、冷冻水循环体系、制冷剂循环体系、自动控制体系等等。以是，故障发生时，它总是隶属于某一条理，在这一条理中，总有一个或几个特性参数的转变与之相对应。使用故障的这一特征，我们可以提出诊断模型，并对理由参数和结果参数进行分类，从而实现对故障的正确诊断。针对不同的研究对象，应该选择不同的特性参数。下面是几个有代表性的特性选择方法。
2.1 对制冷体系
由于空调体系的内在参数是直接反映体系性能的参数，以是许多研究者在选择特性参数时都选择了像蒸发温度，冷凝温度等内在参数作为故障特性参数。但不同的故障能使内在参数产生雷同的转变，以致有时直接用内在参数的转变不轻易分辨不同的故障。是以，可以使用内在参数求出诸如机组或其元件的效率、换热量等间接特性参数，再通过执行及理论分析确定出各故障对应的间接特性参数的转变范围。
