暖通空調(diào)系統(tǒng)傳感器的故障檢測

孫遷犀++毛鵬宇

摘 要：隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，暖通技術(shù)也隨之逐步提高。然而在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，也經(jīng)常會或多或少出現(xiàn)一些問題影響著建筑物的使用，其中傳感器的故障更是直接影響著空調(diào)系統(tǒng)的能否有效運行。本文主要針對暖通空調(diào)系統(tǒng)中，傳感器出現(xiàn)故障的原因及檢測方法進行簡要的分析。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)系統(tǒng)；傳感器；故障；檢測

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)的簡述

暖通空調(diào)系統(tǒng)最先應(yīng)用于美國，其工作原理主要是改變房間中的風量來使得室內(nèi)所產(chǎn)生的負荷得到滿足。因為系統(tǒng)絕大多數(shù)時間都是在負荷下進行工作的，所以能夠在能源消耗上有一定程度上的降低，在節(jié)能的效果上有著顯著的作用。這就使得空調(diào)系統(tǒng)的使用逐漸的傳向了全世界，繼而在世界各地都得到了廣泛的應(yīng)用，從而為節(jié)省能耗做出了一定的貢獻。

暖通空調(diào)系統(tǒng)有許多有點，如靈活性較好、在建筑物的改建和建筑物的擴建中都非常適用，特別適合那種格局變化較大的建筑物之中。然而空調(diào)系統(tǒng)投資大、發(fā)生故障的概率也很大，另外它的控制系統(tǒng)非常負責，沒有一定專業(yè)知識的人很難去操作。

二、暖通系統(tǒng)的故障

隨著人類對節(jié)能意識及生活質(zhì)量的要求不斷的提高，專業(yè)學(xué)者研究出調(diào)節(jié)變風量系統(tǒng)及變水量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，使其更好的平衡暖通空調(diào)系統(tǒng)[1]。通過研究發(fā)現(xiàn)，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，傳感器及組件是發(fā)生故障的主要器件，而主要故障類型則是水系統(tǒng)與制冷機以及空氣側(cè)等故障。

三、系統(tǒng)常見故障分類

（一）自然因素導(dǎo)致故障的產(chǎn)生

所謂自然因素就是指內(nèi)因，也就是系統(tǒng)本身的因素而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。系統(tǒng)在運行過程中，因為自身質(zhì)量的不合格而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生故障。在空調(diào)系統(tǒng)中，有許多的軟件或者硬件組成，在空調(diào)系統(tǒng)的自然運行中，很可能會在出現(xiàn)硬件的損壞而導(dǎo)致系統(tǒng)的運行不正?；蛘呤且驗檐浖系脑蚨鴮?dǎo)致系統(tǒng)不能有效的運行，這些都是屬于自然故障[2]。

（二）人為因素導(dǎo)致故障產(chǎn)生

人為因素就是指操作者因為操作不當而引起系統(tǒng)的損壞。有些的人為因素是有意的，而有些的是無意的。有意的是人為的對系統(tǒng)進行破壞來導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常的運行，而無意的則是在操作時因為操作不當而導(dǎo)致系統(tǒng)的損壞，這些都屬于人為的故障。

四、傳感器故障的主要分類

傳感器的故障主要分為三類，一類是沒有信號，一類是產(chǎn)生高頻噪音，還有一類是發(fā)生慢漂移。

五、傳感器故障的檢測方法

針對第一類故障我們可以通過觀看檢測傳感器的值，是否產(chǎn)生有必要的變化。而第二類故障一般是通過過濾器的方法來檢測發(fā)現(xiàn)。第三類則較難發(fā)現(xiàn)，此類故障的測量值為真實值與傳感器誤差的結(jié)合，且測量誤差大于允許誤差，傳感器出現(xiàn)此類故障時，其輸出特性與無故障時的輸出特性毫無差別，因此通過動態(tài)分析或過濾器也難以檢測到此類故障，在此提出一種新型的檢測方法，可以運用SCOM的方法來對傳感器進行故障檢測[3]。

六、SCOM的原理

一般來說，傳感器出現(xiàn)故障的概率較少，幾個傳感器出現(xiàn)故障的概率就更小了，就更不用說幾個傳感器在同一時間全部出現(xiàn)故障這一概率了。

SCOM可以用數(shù)學(xué)的方式來進行表述，我們設(shè)想空調(diào)系統(tǒng)中有n個傳感器，而s1，s2，.....sn是分別測N個傳感器的參數(shù)[4]，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的特征，這些參數(shù)的關(guān)系為：

Fi（Si）=fj（Sj）；gi（Si）>gj（Sj）>gk（Sk）；

（i、j、k=1、2、...、N）

此公式因為要對系統(tǒng)中的每一個傳感器進行檢測，所以它就必須具備完整性，也就是在公式中，每一個參數(shù)都必須在其中出現(xiàn)一次或兩次，如果達不到這個要求，那么這個傳感器就有故障了。

在空調(diào)系統(tǒng)中，測量之間的關(guān)系式?jīng)Q定著SCOM的可靠與否，所以全面的描述測量變量之間的關(guān)系就顯得非常重要了。

通過研究了解，損壞傳感器的具體位置是決定SCOM的是否可靠。如果傳感器發(fā)生了漂移故障，假設(shè)漂移的量在5℃的范疇左右，傳感器發(fā)生故障的發(fā)現(xiàn)率僅僅只有30%。那如果想要故障的發(fā)現(xiàn)率處于百分之百，漂移量的數(shù)據(jù)就要在8℃這個范疇上進行超越。通過這種方法，就能很快的發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)中的故障，從而更好的對其進行維修，以保證空調(diào)系統(tǒng)的正常使用，而不至于造成能源浪費的現(xiàn)象。

七、工程實例

假設(shè)某一個建筑物安裝了4臺空調(diào)機，而4臺空調(diào)機都是由冷凍機房來提供冷凍水，吸收新風的方式都是從相同的管道中采風。每個房間的送風方式都是由送風管輸進的。為了更好的控制房間溫度的精確度，我們在風道上加上末端加熱器。于是我們知道測量變量存在以下關(guān)系：

（1）各機組的新風溫度及新風濕度需一致；

（2）各機組的混風溫度在新風溫度與回風溫度之間；

（3）所有空氣狀態(tài)點的濕度值都小于100%

（4）冷水閥開啟狀態(tài)下，混風溫度高于表冷器后的空氣溫度

（5）冷水的進口溫度低于出口溫度

（6）冷水的出口溫度在混風溫度與冷水進口溫度之間

（7）冷水進口溫度應(yīng)低于表冷器后的空氣溫度

（8）加熱器開啟狀態(tài)下，表冷器下后的空氣溫度低于送風溫度

（9）回風溫度不能超出各個房間溫度范圍

（10）回風濕度不能超出各個房間適度范圍

（11）各個機組的冷水進口溫度需一致

除房間的濕度及溫度之外，上述關(guān)系式全面的描述了在空調(diào)系統(tǒng)中，各個測量參數(shù)的相互關(guān)系。

在1995年，某能源管理系統(tǒng)在對傳感器進行故障檢測時，就運用了這個SCOM的檢測方法，取得了較好的成績。

八、結(jié)論

空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)在我國得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)普遍用于各建筑物之內(nèi)，得到了人們的一致好評。然而系統(tǒng)中很容易出現(xiàn)傳感器的損壞故障，這就要求維修人員要及時對其進行維修，保證空調(diào)系統(tǒng)的有效運行。而維修人員在進行傳感器故障的確認時，要知道傳感器故障主要是分為哪幾類，分別通過什么方法去進行檢測，這樣就能更好、更快速的找到故障，進而加以維修以保證系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]江億，朱偉峰.暖通空調(diào)系統(tǒng)傳感器的故障檢測[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1999，12：54-56+61.

[2]韓琦，魏東，曹勇.暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷技術(shù)研究進展[J].暖通空調(diào)，2014，03：105-112.

[3]李志生，張國強，劉建龍.暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷研究進展[J].暖通空調(diào)，2005，12：31-38+67.

[4]藍曉晨.暖通空調(diào)系統(tǒng)故障檢測與診斷研究進展[J].科技風，2016，02：124.