CN114459124A - 一种空调组合式风柜故障实时诊断方法及装置 - Google Patents

一种空调组合式风柜故障实时诊断方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于空调技术领域，公开了一种空调组合式风柜故障实时诊断方法及装置，按设定时间间隔，采集组合式风柜各传感器信号；如果进风段和出风段的的空气温度和相对湿度变化率同时小于规定阈值时，则发出对应故障报警信号；若采集的送风温度超过送风温度上限设定值且风机频率达到风机频率上限设定值，且送风温度继续上升；或采集的送风温度超过送风温度下限设定值，风机频率达到风机频率下限设定值，且送风温度继续下降；则发出对应故障报警信号；若采集的电子除尘器装置前面及后面的PM10浓度变化小于阈值时，则发出对应故障报警。本发明可及时解决组合式风柜故障，保障组合式风柜安全，及时响应用户空调热舒适性需求并节能。

Description

一种空调组合式风柜故障实时诊断方法及装置
技术领域
本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调组合式风柜故障实时诊断方法及装置。
背景技术
在中央空调领域，终端用户的热舒适性通常是用来评估中央空调系统功能是否有效实现的重要指标之一。所谓人体热舒适，指人体对热湿环境及新风量是否充足所感到满意的主客观评价。热舒适是人体自身通过热平衡和感觉到的环境状况并综合起来获得是否舒适的感觉，它是由生理和心理综合决定的，并且，更偏重于心理上的感受,影响人体热舒适性的环境参数主要有空气温度、气流速度、空气的湿度和平均辐射温度；人的自身参数有衣服热阻和劳动强度。人体热舒适的研究涉及建筑热物理、人体热调节机理的生理学和人的心理学等学科。人的一生中有80%以上的时间是在室内度过的，室内环境品质如声、光、热环境及室内空气品质对人的身心健康、舒适感及工作效率都会产生直接的影响。同时，大量的国内外研究表明，室内空气品质也与热环境有关：1)空气温湿度以及风速会影响室内污染物的释放；2)对污染物的感觉与温度有关，国外有关研究认为，在室内空气的化学成分保持不变的情况下，温度降低会使人感到舒服一点，对空气品质的不满意率也会降低。为了获得舒适的热环境，各国每年都要消耗大量的能源用于供热和空调。
针对于建筑的空气品质需求，特别是建筑中集中式供冷送风的组合式风柜（AHU，Air Handling Unit）是否能正常运行，其调控空间区域温度是否能符合相关功能要求在日常维护过程中显得尤为重要，传统的组合式风柜若是出现故障，通常是有现场用户投诉或者定期巡检才能针对性的检查和发现，缺乏时效性，牺牲了空调舒适性的同时也可能造成能源和资源的极大浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明通过安装在组合式风柜的各类传感器和执行部件反馈信号，可在后台进行远程的，预警的故障判断，提前有效的甄别大概率将出现故障或已出现故障的组合式风柜，并预判出现故障的原因，以便物业管理人员及时收取故障预警及报警通知，及时解决组合式风柜故障，保障组合式风柜安全，可靠及高效的运行，最终实现及时响应用户空调热舒适性需求和节能的目的。
本发明第一方面公开的空调组合式风柜故障实时诊断方法，包括以下步骤：
按设定时间间隔，采集组合式风柜各传感器信号；
采集组合式风柜进风段和出风段的空气温度、进风段和出风段的相对湿度，如果进风段和出风段的的空气温度和相对湿度变化率同时小于规定阈值时，则判断组合式风柜出现风机故障并发出对应故障报警信号；
若采集的送风温度超过送风温度上限设定值且风机频率达到风机频率上限设定值，且送风温度继续上升；或采集的送风温度超过送风温度下限设定值，风机频率达到风机频率下限设定值，且送风温度继续下降；则判断组合式风柜系统出现了冷冻水的冷冻阀门故障并发出对应故障报警信号；其他情况，则不发出阀门故障信号；
若采集的电子除尘器装置前面及后面的PM10浓度变化同时小于规定阈值时，则判断组合式风柜出现电子除尘装置故障并发出对应故障报警；当监测到的空气温度变化率和相对湿度变化率，其中有任一个变化率值或两个变化率值大于等于规定阈值时，则不发出电子除尘器装故障信号，表示电子除尘器装正常工作。
进一步的，所述判断组合式风柜出现风机故障，具体方法如下：
Figure 620465DEST_PATH_IMAGE001
Figure 599922DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 238714DEST_PATH_IMAGE003
Figure 696240DEST_PATH_IMAGE004
Figure 307350DEST_PATH_IMAGE005
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风温度，
Figure 192129DEST_PATH_IMAGE006
代表第k时刻的组合式风柜采集的室外温度，
Figure 193583DEST_PATH_IMAGE007
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风相对湿度，
Figure 189221DEST_PATH_IMAGE008
代表第k时刻组合式风柜采集的室外相对湿度，N为预设的第k时刻之前采集的室外温度的次数。
进一步的，所述判断组合式风柜系统出现了冷冻水的冷冻阀门故障，具体方法如下：
Figure 920417DEST_PATH_IMAGE009
Figure 772835DEST_PATH_IMAGE010
其中
Figure 58323DEST_PATH_IMAGE011
Figure 203126DEST_PATH_IMAGE012
M valve 表示冷冻阀门故障报警，
Figure 460932DEST_PATH_IMAGE013
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风温度，
Figure 687514DEST_PATH_IMAGE014
代表第k时刻之前第i个采集的组合式风柜采集的室外温度，
Figure 788194DEST_PATH_IMAGE015
代表送风温度上限设定值，
Figure 860055DEST_PATH_IMAGE016
代表风机频率下限设定值，
Figure 237947DEST_PATH_IMAGE017
为风机频率，N为预设的第k时刻之前采集的表冷器后送风温度的次数。
进一步的，所述判断组合式风柜出现电子除尘装置故障，具体方法如下：
Figure 369851DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 957827DEST_PATH_IMAGE019
Figure 833379DEST_PATH_IMAGE020
Figure 65777DEST_PATH_IMAGE021
代表第k+1时刻组合式风柜电子除尘装置后PM10传感器测量的PM10颗粒浓度，
Figure 634162DEST_PATH_IMAGE022
代表第k时刻组合式风柜电子除尘装置前PM10传感器测量的PM10颗粒浓度，N为预设的第k时刻之前采集的PM10颗粒浓度的次数。
本发明第二方面公开的空调组合式风柜故障实时诊断装置，包括：处理器；
以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由所述的可执行指令来执行上述任一所述的空调组合式风柜故障实时诊断方法。
本发明的有益效果如下：
相较于传统故障保修及巡检缺乏时效性和牺牲用户热舒适性的方法，本发明通过安装在组合式风柜的各类传感器和执行部件反馈信号，及后台应用软件进行远程预警和故障判断，只需在现有组合式风柜电子除尘装置前后加装PM10颗粒浓度传感器，以及将组合式风柜风机启停，冷冻水阀门开关/开度信号通过有线/无线网络反馈至后台应用软件平台，即可有效的甄别故障预警或故障报警的组合式风柜，及时发现故障原因，帮助物业管理人员及时处理问题，保障组合式风柜系统可靠节能运行及用户热舒适性。
附图说明
图1本发明的诊断方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
参考图1，本发明的空调组合式风柜故障实时诊断方法如下：
在组合式风柜按设定时间表自动/手动运行期间，采集第k时刻及第k+1时刻各传感器信号，第k时刻及第k+1时刻的时间间隔为t（如30s、1min或5min等）。
Figure 443855DEST_PATH_IMAGE023
(1.1)
风机故障判断方法如公式（1.2）所示，当IBMS（Intelligent BuildingManagement System，为现有的智能楼宇管理系统）系统采集组合式风柜进风段和出风段的空气温度情况、进风段和出风段的相对湿度的情况，如果进风段和出风段的的空气温度和相对湿度变化率同时小于规定阈值时，则M fan =1, 判断组合式风柜出现风机故障并发出对应故障报警信号，通过IBMS发出检修工单通知物业管理人员去到现场进行检查确认及后续跟进工作；当监测到的空气温度变化率和相对湿度变化率，其中有任一个变化率值或两个变化率值大于等于规定阈值时，则M fan =0,不发出风机故障信号，表示风机正在正常工作。
Figure 123098DEST_PATH_IMAGE024
Figure 537899DEST_PATH_IMAGE025
(1.2)
其中，
Figure 949288DEST_PATH_IMAGE003
Figure 246278DEST_PATH_IMAGE004
冷冻水冷冻阀门故障判断方法如下：如公式（1.3）所示，若IBMS系统采集的送风温度超过设定值上限T air,set_upper 且风机频率达到f fan,set_upper ，且送风温度继续上升；或若IBMS系统采集的送风温度超过设定值下限T air，set_lower 风机频率达到f fan,set_lower ，且送风温度继续下降；则M valve =1,判断组合式风柜系统出现了冷冻水的冷冻阀门故障并发出对应故障报警信号，通过IBMS发出检修工单通知物业管理人员去到现场进行检查确认及后续跟进工作；非上述两种的其他情况，则Mvalve=0,不发出阀门故障信号，表示阀门正在正常工作。
Figure 729212DEST_PATH_IMAGE026
Figure 998519DEST_PATH_IMAGE010
(1.3)
其中
Figure 846389DEST_PATH_IMAGE011
Figure 568358DEST_PATH_IMAGE012
M valve 表示冷冻阀门故障报警，
Figure 657579DEST_PATH_IMAGE013
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风温度，
Figure 515814DEST_PATH_IMAGE014
代表第k时刻之前第i个采集的组合式风柜采集的室外温度，
Figure 534586DEST_PATH_IMAGE015
代表送风温度上限设定值，
Figure 743850DEST_PATH_IMAGE016
代表风机频率下限设定值，
Figure 630903DEST_PATH_IMAGE017
为风机频率，N为预设的第k时刻之前采集的表冷器后送风温度的次数。
电子除尘装置异常判断方法如下：如公式（1.4）所示，若IBMS系统采集的电子除尘器装置前面及后面的PM10浓度变化同时小于规定阈值时，则M EDP =1, 判断组合式风柜出现电子除尘装置故障并发出对应故障报警，通过IBMS发出检修工单通知物业管理人员去到现场进行检查确认及后续跟进工作；当监测到的空气温度变化率和相对湿度变化率，其中有任一个变化率值或两个变化率值大于等于规定阈值时，则M EDP =0,不发出电子除尘器装故障信号，表示电子除尘器装正在正常工作。
Figure 609224DEST_PATH_IMAGE018
(1.4)
其中，
Figure 533317DEST_PATH_IMAGE019
Figure 229878DEST_PATH_IMAGE020
其中，M表示故障报警，1表示报警触发；AHU，fan, valve，EDP分别表示组合式风柜系统及其风机，冷冻水阀门，电子除尘装置；T out,air 表示组合式风柜采集的室外温度；T sup,air ，T air,set_upper ，T air,set_lower 分别表示组合式风柜表冷器后送风温度，送风温度上限设定值和下限设定值；RH out,air 表示组合式风柜采集的室外相对湿度；RH sup,air 表示组合式风柜表冷器后送风相对湿度；C PM10，front ，C PM10，back 分别表示组合式风柜电子除尘装置前后PM10传感器测量而得的PM10颗粒浓度。
本发明的有益效果如下：
相较于传统故障保修及巡检缺乏时效性和牺牲用户热舒适性的方法，本发明通过安装在组合式风柜的各类传感器和执行部件反馈信号，及后台应用软件进行远程预警和故障判断，只需在现有组合式风柜电子除尘装置前后加装PM10颗粒浓度传感器，以及将组合式风柜风机启停，冷冻水阀门开关/开度信号通过有线/无线网络反馈至IBMS软件平台，即可有效的甄别故障预警或故障报警的组合式风柜，及时发现故障原因，帮助物业管理人员及时处理问题，保障组合式风柜系统可靠节能运行及用户热舒适性。
本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。本文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。
而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。
本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以多个或多个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的存储方法。
综上所述，上述实施例为本发明的一种实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、代替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空调组合式风柜故障实时诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按设定时间间隔，采集组合式风柜各传感器信号；
S2：采集组合式风柜进风段和出风段的空气温度、进风段和出风段的相对湿度，如果进风段和出风段的的空气温度和相对湿度变化率同时小于规定阈值时，则判断组合式风柜出现风机故障并发出对应故障报警信号；
S3：若采集的送风温度超过送风温度上限设定值且风机频率达到风机频率上限设定值，且送风温度继续上升；或采集的送风温度超过送风温度下限设定值，风机频率达到风机频率下限设定值，且送风温度继续下降；则判断组合式风柜系统出现了冷冻水的冷冻阀门故障并发出对应故障报警信号；其他情况，则不发出阀门故障信号；
S4：若采集的电子除尘器装置前面及后面的PM10浓度变化同时小于规定阈值时，则判断组合式风柜出现电子除尘装置故障并发出对应故障报警；当监测到的空气温度变化率和相对湿度变化率，其中有任一个变化率值或两个变化率值大于等于规定阈值时，则不发出电子除尘器装故障信号，表示电子除尘器装正常工作。
2.根据权利要求1所述的空调组合式风柜故障实时诊断方法，其特征在于，所述判断组合式风柜出现风机故障，具体方法如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
M fan 表示风机故障报警，
Figure 220897DEST_PATH_IMAGE009
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风温度，
Figure 981043DEST_PATH_IMAGE010
代表第k时刻的组合式风柜采集的室外温度，
Figure 169447DEST_PATH_IMAGE011
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风相对湿度，
Figure 165085DEST_PATH_IMAGE012
代表第k时刻组合式风柜采集的室外相对湿度，N为预设的第k时刻之前采集的室外温度的次数。
3.根据权利要求1所述的空调组合式风柜故障实时诊断方法，其特征在于，所述判断组合式风柜系统出现了冷冻水的冷冻阀门故障，具体方法如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
Figure DEST_PATH_IMAGE016A
其中
Figure 725642DEST_PATH_IMAGE017
Figure 422070DEST_PATH_IMAGE018
M valve 表示冷冻阀门故障报警，
Figure 973137DEST_PATH_IMAGE019
代表第k+1时刻的组合式风柜表冷器后送风温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
代表第k时刻之前第i个采集的组合式风柜采集的室外温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
代表送风温度上限设定值，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
代表风机频率下限设定值，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为风机频率，N为预设的第k时刻之前采集的表冷器后送风温度的次数。
4.根据权利要求1所述的空调组合式风柜故障实时诊断方法，其特征在于，所述判断组合式风柜出现电子除尘装置故障，具体方法如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
Figure DEST_PATH_IMAGE026
M EDP 表示电子除尘装置故障报警，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
代表第k+1时刻组合式风柜电子除尘装置后PM10传感器测量的PM10颗粒浓度，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
代表第k时刻组合式风柜电子除尘装置前PM10传感器测量的PM10颗粒浓度，N为预设的第k时刻之前采集的PM10颗粒浓度的次数。
5.一种空调组合式风柜故障实时诊断装置，其特征在于，包括：处理器；以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由所述的可执行指令来执行权利要求1至4任一所述的空调组合式风柜故障实时诊断方法。
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