变风量空调末端装置故障检测诊断技术简析(一)

详细内容

1、概述

变风量空调系统与定风量空调系统相比有更佳的节能效果和经济性能，因此，被广泛的应用于建筑工程中，满足建筑空调冷/热负荷的需求。变风量空调末端装置是变风量空调系统的关键设备，它通过调节空调区域的送风量，维持区域温度在设定值。变风量空调系统运行的成功与否，在很大程度上取决于变风量空调末端装置的选用是否合适，其性能是否良好。由于变风量空调系统及其控制比较复杂，故障发生也比较频繁。若不能及时地检测、诊断并排除故障，势必影响系统的正常运行，增加空调系统的能耗、降低人体舒适性和减少空调设备的寿命。

由于变风量空调末端故障的检测和诊断研究存在着很多困难，例如，变风量空调末端装置的传感器是为了控制而安装的，用于故障诊断时信息不足；监控信息数量庞大，并且不能直观的反映设备的运行状态；变风量空调末端数量庞大，分布在天花板上，故障不易为人觉察。因此，变风量空调末端装置故障诊断的研究还很不够，研究变风量空调末端装置故障的检测和诊断方法有重要的意义。

本文提出了一个基于混合方法的压力无关型变风量空调末端故障的检测和诊断策略。利用累积和控制图检测变风量空调末端的故障，利用设计的故障分类器分离和诊断故障源。提出的故障检测和诊断策略进行了实际建筑的应用和验证，结果表明该策略十分的准确和有效。

2、建筑描述和变风量空调末端故障

2.1 建筑和空调系统描述

本次研究涉及的建筑是一座位于香港地区的37 层商业办公楼，该建筑高166.5m。每层的建筑面积为786m2。建筑采用单送风管道变风量空调系统满足建筑的冷/热负荷。新风被从设备层（2 层、20 层和顶层）输送到各层的AHU 房间，回风通过吊顶回到AHU 房间，送风散流器和室内回风口一般布置在灯槽两侧，有的灯槽两侧为送风口，有的为回风口。回风和新风混合后由AHU 处理到设定温度，然后由变风量空调末端装置送到各空调区域，从而维持室温维持在设定值。

带有变速功能的送风机被用于维持送风静压在设定值。建筑安装的变风量空调末端装置为香港Price Johnson Controls 公司生产的压力无关型变风量空调末端装置。各层变风量空调末端装置的总数不完全相同，靠近建筑外墙的变风量空调末端装置安装有功率为2KW 的电热盘管。

2.2 需要的设计数据和运行数据

一个全自动的建筑能源管理与控制系统（EMCS）被安装到所研究的建筑中，该EMCS 可以自动搜集各AHU 和变风量空调末端的监测和控制数据，并储存在一个数据库中。本研究主要涉及以下传感器测量值和控制信号：风阀开度控制信号(%)，区域送风量测量值（l/s），最小风量设定值(l/s)，最大风量设定值(l/s)，区域送风量设定值(l/s)，区域温度测量值(℃)和区域温度设定值(℃)等。