智能化設(shè)備管理在暖通空調(diào)體系中的應(yīng)用

　　摘要： 分析了HVAC體系的幾種模式，指出了智能體系的樞紐技術(shù)是體系集成和智能化，探究了體系開(kāi)發(fā)中值得注意的題目及新一代體系的發(fā)展方向。針對(duì)傳統(tǒng)模式下存在的題目，闡述了當(dāng)代、狀況監(jiān)控和設(shè)備故障狀況維修的必要性。分析了暖通空調(diào)(HVAC)體系故障的特性，并就直立故障檢測(cè)與診斷體系的方法、實(shí)現(xiàn)步驟、相干技術(shù)等進(jìn)行了探究。

　　

　　樞紐詞： 節(jié)能 故障診斷 建筑能耗

　　

　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑內(nèi)設(shè)備數(shù)目和復(fù)雜性都顯著增添，使得建筑在行使過(guò)程中所損耗的能量(建筑能耗)越來(lái)越大。建筑能耗在社會(huì)總能耗中占據(jù)很大的比例，而且，社會(huì)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，生活水平越高，這個(gè)比例越大。西方發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑能耗占社會(huì)總能耗的30%～45%。我國(guó)盡管社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生活水平都還不高，但建筑能耗已占社會(huì)總能耗的20～25%，正逐步上升到30%。不論西方發(fā)達(dá)國(guó)家，照舊我國(guó)，建筑能耗狀態(tài)都是牽動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的大題目。

　　

　　在建筑的總能耗中，用于采暖、透風(fēng)和空調(diào)的能量占據(jù)很大的比重，在一些大城市，夏季空調(diào)已成為電力岑嶺負(fù)荷的s*要構(gòu)成部分。1998年，上海室第空調(diào)安裝率超過(guò)70%，空調(diào)用電負(fù)荷高達(dá)300×104kW以上，占岑嶺用電負(fù)荷的1/3，產(chǎn)生166.2×104kW的供電缺口。

　　

　　以是，節(jié)約能源，進(jìn)步能量的使用效率，關(guān)系到整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展題目。節(jié)能在很大程度上取決于建筑內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。假如采用先進(jìn)的方法，使各種設(shè)備、有效、穩(wěn)固地運(yùn)行，出現(xiàn)故障能快速排除，則可以節(jié)約能量;假如方法比較陳舊，出現(xiàn)故障不能及時(shí)排除，則會(huì)虛耗許多能量。

　　

　　在傳統(tǒng)的模式中，每每是在有顯明跡象注解設(shè)備性能變差時(shí)，才去確定這臺(tái)設(shè)備可否應(yīng)該檢修，或根據(jù)規(guī)程已經(jīng)到了大修期限，才動(dòng)手團(tuán)體大修。這樣就存在以下題目：一是其運(yùn)轉(zhuǎn)情況無(wú)法統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確;二是本可不必大修解決的題目拖到了故障累積成必須大修的程度，導(dǎo)致設(shè)備維修費(fèi)用升高。傳統(tǒng)的維修思路是：當(dāng)設(shè)備不能正常工作甚至無(wú)法工作后才去探求故障，找到故障后才去補(bǔ)綴。這樣做的結(jié)果，s*先是設(shè)備克制運(yùn)行，影響了正常服務(wù)，其次是故障每每不僅是部件題目，甚至到了必須替換s*要部件的地步，使得維修成本劇增;三是故障只在設(shè)備運(yùn)行時(shí)才施展闡發(fā)出來(lái)，當(dāng)設(shè)備克制運(yùn)行后，有些故障特性就不再施展闡發(fā)，各種故障數(shù)據(jù)也再無(wú)法采集，這就給故障排除帶來(lái)很大困難。

　　

　　按老辦法，因?yàn)榻ㄖO(shè)備的分散性和復(fù)雜性使設(shè)備工程師勞動(dòng)強(qiáng)度增大，維護(hù)質(zhì)量跟不上需要。那種靠填寫(xiě)值班日志、抄表記錄、出現(xiàn)報(bào)警旌旗燈號(hào)后才去排除故障等人工方法顯然已經(jīng)不能適應(yīng)新的形勢(shì)。雖然新的體系有磷鞴培似黑匣子之類的自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄器，但也只能辦事后分析，不能做到提前展望故障和及時(shí)排除故障，能量的使用率低，造成能源極大虛耗。

　　

　　是以，傳統(tǒng)的模式已無(wú)法知足社會(huì)發(fā)展的需求，索求先進(jìn)的方法希罕是空調(diào)體系的運(yùn)行方法、進(jìn)步能量的使用率至關(guān)主要。

　　

　　近年來(lái)，已有人研究了比較先進(jìn)的方法，其s*要思惟是監(jiān)控各個(gè)體系中每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集體系將數(shù)據(jù)送入中間處理設(shè)備進(jìn)行處理，判定出各設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行情況，若有故障趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在這種體系中，設(shè)備故障檢測(cè)及診斷技術(shù)占據(jù)很大比重。以是，本文偏重討論了空調(diào)體系故障檢測(cè)及診斷體系的直立過(guò)程。

　　

　　1.HVAC體系工作特性分析

　　

　　HVAC體系是由管道連接各種空調(diào)設(shè)備而構(gòu)成的一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互影響的體系，假如體系中有一個(gè)運(yùn)行參數(shù)發(fā)生轉(zhuǎn)變，則其它的運(yùn)行參數(shù)也會(huì)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而影響整個(gè)體系的特征。

　　

　　空調(diào)體系外在參數(shù)的轉(zhuǎn)變是通過(guò)影響機(jī)組內(nèi)在參數(shù)而引起空調(diào)體系性能轉(zhuǎn)變的。這些內(nèi)在參數(shù)s*要有：蒸發(fā)溫度

　　

　　另外，冷卻水溫度、蒸發(fā)溫度及不凝性氣體也影響冷凝溫度。在肯定的冷負(fù)荷條件下，冷卻水溫度越高，冷凝溫度也越高;當(dāng)制冷負(fù)荷增大時(shí)，蒸發(fā)溫度變大，則冷凝溫度增大;假如有不凝性氣體，則冷凝器的傳熱系數(shù)變小，冷凝溫度升高。

　　

　　1.3 影響蒸發(fā)溫度的s*要要素

　　

　　冷凍水流量 從熱平衡原理得知：冷凍水在蒸發(fā)器中的吸熱量等于制冷量。如

　　

　　其中：W為冷凍水流量; t進(jìn)為冷凍水進(jìn)水溫度;

　　

　　t出為冷凍水出水溫度; t0為蒸發(fā)溫度。

　　

　　c為水的比熱; φ0為制冷量;

　　

　　由1式可看出：假設(shè)制冷量φ0不變，冷凍水流量W減小，當(dāng)冷負(fù)荷條件不變時(shí)，t進(jìn)不變，則t出必然降落，在由2式可知蒸發(fā)溫度就會(huì)降落。

　　

　　冷負(fù)荷條件 同樣由1、2式可以看出：假設(shè)冷凍水流量W及t進(jìn)不變時(shí)，φ0減小會(huì)導(dǎo)致t出上升，就會(huì)使蒸發(fā)溫度上升。

　　

　　蒸發(fā)器污垢 蒸發(fā)器污垢會(huì)使蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)變小，蒸發(fā)溫度降低。

　　

　　2 特性參數(shù)的選擇

　　

　　雖然HVAC體系十分復(fù)雜，但也是由不同條理的子體系構(gòu)成。譬如：冷卻水循環(huán)體系、冷凍水循環(huán)體系、制冷劑循環(huán)體系、自動(dòng)控制體系等等。以是，故障發(fā)生時(shí)，它總是隸屬于某一條理，在這一條理中，總有一個(gè)或幾個(gè)特性參數(shù)的轉(zhuǎn)變與之相對(duì)應(yīng)。使用故障的這一特征，我們可以提出診斷模型，并對(duì)理由參數(shù)和結(jié)果參數(shù)進(jìn)行分類，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的正確診斷。針對(duì)不同的研究對(duì)象，應(yīng)該選擇不同的特性參數(shù)。下面是幾個(gè)有代表性的特性選擇方法。

　　

　　2.1 對(duì)制冷體系

　　

　　由于空調(diào)體系的內(nèi)在參數(shù)是直接反映體系性能的參數(shù)，以是許多研究者在選擇特性參數(shù)時(shí)都選擇了像蒸發(fā)溫度，冷凝溫度等內(nèi)在參數(shù)作為故障特性參數(shù)。但不同的故障能使內(nèi)在參數(shù)產(chǎn)生雷同的轉(zhuǎn)變，以致有時(shí)直接用內(nèi)在參數(shù)的轉(zhuǎn)變不輕易分辨不同的故障。是以，可以使用內(nèi)在參數(shù)求出諸如機(jī)組或其元件的效率、換熱量等間接特性參數(shù)，再通過(guò)執(zhí)行及理論分析確定出各故障對(duì)應(yīng)的間接特性參數(shù)的轉(zhuǎn)變范圍。

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