变风量空调系统空气处理机组的故障检测与诊断方法研究

论文摘要

能源危机已经成为世界范围内共同关注的问题之一，为了解决这个问题，人们正致力于寻找各种新能源和节能技术。建筑能耗在社会总能耗中占的比例较大，而空调系统耗能又是建筑能耗的主要组成部分，所以空调系统的节能潜力很大。变风量空调系统具有节能和较好的热舒适性等特点，在暖通空调领域，得到了快速发展和推广应用。然而由于变风量空调系统的组成比较复杂，存在的故障也比较多。这些故障会使系统处于非最佳运行状态，导致室内环境恶化、能耗高等后果。因此进行变风量空调系统故障检测与诊断的研究具有重要的意义。变风量空调系统具有很大的节能潜力，同时空气处理机组（AHU）又是变风量系统的重要部件，所以很多学者和专家对变风量系统和空气处理机组做了很深入的研究工作。目前一些研究人员主要是采用纯粹的专家规则进行空气处理机组故障检测与诊断的研究。本文在分析变风量空调系统空气处理机组工作和控制原理的基础上，结合香港的一个实际工程项目，研究了变风量空调系统空气处理机组在线故障检测与诊断方法。将累积和控制图方法应用于变风量空调系统空气处理机组的在线故障检测，结合故障发生的持续时间，极大地降低故障的误报率。总结了相关学者和专家提出的故障诊断规则，同时结合现场实际情况，提出一些新的故障诊断规则，最终建立了较完善的故障诊断专家规则集，利用这些诊断规则，设计了进行故障诊断的故障分离算法。开发了变风量空调系统空气处理机组在线故障检测与诊断软件包。开发的故障诊断软件已经成功地在香港地区的一个建筑——康桥大厦（Cambridge House）上进行了在线应用和验证。通过在线验证，变风量空调系统故障检测与诊断软件能很好地检测和诊断出相应的故障，使空气处理机组在最佳运行状态下运行，满足空调区域的舒适性要求，同时可以实现节能的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 课题意义
• 1.2 国内外研究成果
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 本文难点与重点
• 第2章 变风量空调系统
• 2.1 变风量空调系统
• 2.1.1 变风量空调系统的定义
• 2.1.2 变风量与定风量系统的区别
• 2.1.3 变风量末端装置
• 2.1.4 单风道变风量空调系统
• 2.1.5 双风道变风量空调系统
• 2.1.6 风机动力型变风量系统
• 2.1.7 诱导器系统
• 2.2 变风量空调系统空气处理机组
• 2.2.1 空气过滤段
• 2.2.2 表冷器（冷却盘管）段
• 2.2.3 喷水室
• 2.2.4 空气加热段
• 2.2.5 空气加湿段
• 2.2.6 风机段
• 2.2.7 辅助功能段
• 2.3 实际建筑中的空气处理机组
• 2.4 本章小结
• 第3章 AHU 理论分析与研究
• 3.1 AHU 与 BMS 概述
• 3.1.1 AHU 数据读取流程
• 3.1.2 从数据库中读取的 AHU 数据
• 3.2 空气处理机组故障检测与诊断方法及专家规则
• 3.2.1 空气处理机组故障检测与诊断方法
• 3.2.2 AHU 专家规则表
• 3.2.3 AHU 规则流程图
• 3.2.4 AHU 规则解释
• 3.3 累积和控制图
• 3.3.1 温度偏差均值和方差的参数估计方法
• 3.3.2 温度偏差（ ΔT ）的累积和控制图（ CUSUM ）
• 3.3.3 故障种类
• 3.4 本章小结
• 第4章 空气处理机组故障检测与诊断软件
• 4.1 VB 语言简介
• 4.2 故障检测与诊断软件界面
• 4.2.1 软件启动界面
• 4.2.3 软件主界面
• 4.3 故障检测与诊断软件程序
• 4.4 故障检测与诊断软件功能
• 4.5 本章小结
• 第5章 软件在线验证
• 5.1 建筑概况
• 5.2 在线验证过程中遇到的问题
• 5.3 在线验证检测与诊断出来的故障
• 5.3.1 风机停转
• 5.3.2 无数据
• 5.3.3 送风静压偏低/压力传感器故障
• 5.3.4 表冷器水阀关闭不严
• 5.3.5 送风温度传感器故障/负荷偏低
• 5.3.6 数据错误
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录