海信日立壓縮機(jī)E855DH-80D2Y變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)與定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比有更佳的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性能，因此，被廣泛的應(yīng)用于建筑工程中，滿足建筑空調(diào)冷/熱負(fù)荷的需求。變風(fēng)量空調(diào)末端裝置是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它通過(guò)調(diào)節(jié)空調(diào)區(qū)域的送風(fēng)量，維持區(qū)域溫度在設(shè)定值。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的成功與否，在很大程度上取決于變風(fēng)量空調(diào)末端裝置的選用是否合適，其性能是否良好。由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)及其控制比較復(fù)雜，故障發(fā)生也比較頻繁。若不能及時(shí)地檢測(cè)、診斷并排除故障，勢(shì)必影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增加空調(diào)系統(tǒng)的能耗、降低人體舒適性和減少空調(diào)設(shè)備的壽命。 

由于變風(fēng)量空調(diào)末端故障的檢測(cè)和診斷研究存在著很多困難，例如，變風(fēng)量空調(diào)末端裝置的傳感器是為了控制而安裝的，用于故障診斷時(shí)信息不足；監(jiān)控信息數(shù)量龐大，并且不能直觀的反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；變風(fēng)量空調(diào)末端數(shù)量龐大，分布在天花板上，故障不易為人覺(jué)察。因此，變風(fēng)量空調(diào)末端裝置故障診斷的研究還很不夠，研究變風(fēng)量空調(diào)末端裝置故障的檢測(cè)和診斷方法有重要的意義。 

    海信日立壓縮機(jī)E855DH-80D2Y本文提出了一個(gè)基于混合方法的壓力無(wú)關(guān)型變風(fēng)量空調(diào)末端故障的檢測(cè)和診斷策略。利用累積和控制圖檢測(cè)變風(fēng)量空調(diào)末端的故障，利用設(shè)計(jì)的故障分類器分離和診斷故障源。提出的故障檢測(cè)和診斷策略進(jìn)行了實(shí)際建筑的應(yīng)用和驗(yàn)證，結(jié)果表明該策略十分的準(zhǔn)確和有效。 

2、建筑描述和變風(fēng)量空調(diào)末端故障 

    2.1 建筑和空調(diào)系統(tǒng)描述 

海信日立壓縮機(jī)E855DH-80D2Y本次研究涉及的建筑是一座位于香港地區(qū)的37 層商業(yè)辦公樓，該建筑高166.5m。每層的建筑面積為786m2。建筑采用單送風(fēng)管道變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)滿足建筑的冷/熱負(fù)荷。新風(fēng)被從設(shè)備層（2 層、20 層和頂層）輸送到各層的AHU 房間，回風(fēng)通過(guò)吊頂回到AHU 房間，送風(fēng)散流器和室內(nèi)回風(fēng)口一般布置在燈槽兩側(cè)，有的燈槽兩側(cè)為送風(fēng)口，有的為回風(fēng)口。回風(fēng)和新風(fēng)混合后由AHU 處理到設(shè)定溫度，然后由變風(fēng)量空調(diào)末端裝置送到各空調(diào)區(qū)域，從而維持室溫維持在設(shè)定值。 

帶有變速功能的送風(fēng)機(jī)被用于維持送風(fēng)靜壓在設(shè)定值。建筑安裝的變風(fēng)量空調(diào)末端裝置為香港Price JohnsonControls 公司生產(chǎn)的壓力無(wú)關(guān)型變風(fēng)量空調(diào)末端裝置。各層變風(fēng)量空調(diào)末端裝置的總數(shù)不完全相同，靠近建筑外墻的變風(fēng)量空調(diào)末端裝置安裝有功率為2KW的電熱盤管。 

    2.2 需要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù) 

    海信日立壓縮機(jī)E855DH-80D2Y一個(gè)全自動(dòng)的建筑能源管理與控制系統(tǒng)（EMCS）被安裝到所研究的建筑中，該EMCS 可以自動(dòng)搜集各AHU 和變風(fēng)量空調(diào)末端的監(jiān)測(cè)和控制數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。本研究主要涉及以下傳感器測(cè)量值和控制信號(hào)：風(fēng)閥開(kāi)度控制信號(hào)(%)，區(qū)域送風(fēng)量測(cè)量值（l/s），小風(fēng)量設(shè)定值(l/s)，風(fēng)量設(shè)定值(l/s)，區(qū)域送風(fēng)量設(shè)定值(l/s)，區(qū)域溫度測(cè)量值(℃)和區(qū)域溫度設(shè)定值(℃)等。  

為了獲得變風(fēng)量空調(diào)末端裝置的故障信息，對(duì)下載的半年的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了離線的分析和診斷，并根據(jù)離線的分析和診斷結(jié)果對(duì)相應(yīng)的變風(fēng)量空調(diào)末端進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。離線故障診斷和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果表明，在安裝在建筑中的變風(fēng)量空調(diào)末端存在著流量傳感器讀數(shù)錯(cuò)誤、變風(fēng)量空調(diào)末端風(fēng)閥故障和變風(fēng)量空調(diào)末端的風(fēng)量設(shè)定值太小等16 種故障。 

3、故障檢測(cè)和診斷策略 

    在本研究中累積和控制圖被用于檢測(cè)變風(fēng)量空調(diào)末端裝置的故障，設(shè)計(jì)的由專家規(guī)則和故障分離算法組成的故障分類器被用于分離和診斷故障源。 

    3.1 故障檢測(cè)——累積和控制圖 

    海信日立壓縮機(jī)E855DH-80D2Y積累和控制圖被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制。累積和控制圖的原理是對(duì)控制變量實(shí)測(cè)值與其設(shè)定值的偏差進(jìn)行累加，通過(guò)比較累積和控制圖值與控制圖界限值的大小，判斷控制過(guò)程是否處于失控狀態(tài)。在累積和控制圖的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，累積和控制圖算法中的一些參數(shù)經(jīng)常是未知的，于是，人們就利用過(guò)去正常的運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)統(tǒng)計(jì)計(jì)算這些參數(shù)，然后再利用參數(shù)已確定的控制圖對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè) [1]。在本研究中帶有參數(shù)估計(jì)的CUSUM 控制圖被用于檢測(cè)壓力無(wú)關(guān)型變風(fēng)量空調(diào)末端故障。 

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