暖通空调系统故障预测维护与设备管理自动化

文章针对传统设备管理模式下存在的问题，阐述了现代设备管状态监控和设备故障状态维修的必要性。分析了暖通空调(HVAC)系统故障的特征，并就建立故障检测与诊断系统的方法、实现步骤、相关技术等进行了探讨。 暖通百科

关键词　 故障特征 故障诊断 故障预测 设备状态 设备管理 暖通百科

随着智能建筑的兴起，建筑内设备数量和复杂性都显著增加，日常配件消耗、维修费用明显上升。由于建筑的复杂性和多样性，也使中央空调系统的故障诊断和处理更加困难。因此，只有采用先进的设备管理技术，才能确保设备的正常运行，避免重大事故的发生。

在传统的设备管理模式中，往往要有明显迹象表明设备性能变差时才去确定这台设备是否应该检修，或根据规程已经到了大修期限，才着手组织大修。这样就存在以下问题：一是其运转情况无法统计准确；二是本可不必大修解决的问题拖到了故障累积成必须大修的程度，导致设备维修费用升高。传统的维修思路是：当设备不能正常工作甚至无法工作后才去寻找故障并维修。这样做的结果，首先是设备停止运行，影响了正常服务，其次是故障往往不仅是部件问题，甚至到了必须更换整套设备的地步，使得维修成本巨增；三是维修工作被动，变成“头痛医头，脚痛医脚”，工作紧张，配件消耗多，设备性能差。

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按老办法管理，由于建筑设备的分散性和复杂性使设备工程师劳动强度增大，维护质量跟不上需要。那种靠填写值班日志、抄表记录、出现报警信号后才去排除故障的人工方法显然已经不能适应新的形势。虽然新的系统有了类似黑匣子之类的自动数据记录器，但这也只能作为事后分析的依据。 暖通百科

在智能建筑中大量采用了空调系统及相关设备，它们规模庞大、设备复杂，在设备管理和维修方面的花费也较大。当某个设备出现故障时，设备可能在东，电源又可能在西，因此维护人员可能要跑遍整个建筑去排除故障，即使找到了故障所在的设备间，往往又是一大堆不同系统的设备，摆在同一狭小的空间里，要迅速确定故障所在并加以排除也不是一件轻松的事。这种困难在智能建筑中尤其突出，如果设备常出故障及维护困难，将在很大程度上影响到这些建筑的声誉。另外，如果配件储备不够，需要临时组织货源（尤其是进口配件），也会延长维修时间。

国外有一些公司已经开发了一些设备状态监测和故障诊断系统，我国对此也很重视，并将积极开展设备状态监测和故障诊断技术放在了重要的科研位置，而且已取得了一些成绩。例如：某煤炭工业公司，利用油液状态监测对设备潜在故障进行了成功预报，几年来为企业节约资金８０多万元；某自来水公司采用设备数据采集分析管理系统，在主要设备上选点监测，经过几年实践，采集了大量数据，已初步探索出设备故障的诊断标准和监测故障的经验，成功地发现了几起故障隐患，通过设备状态监测与故障预测有效地实现了设备的状态维修，不仅保证了设备正常运行，而且还降低了运行维修费用。 ehvacr.com

国外早在８０年代就已经非常重视对设备管理的研究，某些技术已应用于实际工程。目前，在美国，面积５０００ｍ２以上的商业建筑大多已经采用了设备管理自动化系统，这些系统在日常的空调、消防、保安、照明等方面已经给设备工程师带来了极大的便利。而我国的设备管理手段相对比较落后，很多设备处于人工值守状态，管网设施主要依靠人工管理和维护。这不仅要求工作人员有丰富的经验，还要求他们一直处于高度警觉状态，所以劳动强度是很大的。即使这样，某些故障是很难避免的。因此，积极开展设备管理理论和方法的研究具有重大意义，它能最大限度地提高管理效率，并保证机组的节能运行，降低管理成本。

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ＨＶＡＣ系统常见故障特征分析及故障分类

ＨＶＡＣ系统是由管道连接各种空调设备而组成的一个相互关联、相互影响的系统，如果系统中有一个部件出现故障，则会影响其它部件的工作，进而影响整个系统的特性。例如：在蒸汽压缩式制冷循环中，如果冷冻水泵出现故障，则单位时间通过蒸发器的水量减小，蒸发温度及蒸发压力降低，压缩机的压缩比升高，功耗增加，系统的ＣＯＰ值下降，严重时会损坏压缩机。这说明故障具有关联与传递的特征。 Ehvacr

由于ＨＶＡＣ系统的故障具有传递性，一个部件出现故障会影响其它部件的正常工作，会引起多个参数的变化，所以有时就很难判断到底故障的位置在哪里，也很难分清哪些是原因性数据，哪些是结果性数据，使故障诊断变得复杂。 ehvacr.com

虽然ＨＶＡＣ系统非常复杂，但也是由不同层次的子系统组成的。比如：冷却水系统、冷冻水系统、制冷剂系统、自动控制系统等。所以，发生的故障总是隶属于某一层次，在这一层次中，总有一个或几个特征参数的变化与之相对应。 暖通空调在线