摘要：现阶段，暖通空调已经进入了千家万户，并在改善人们生活质量中发挥出了巨大作用。不过，随着暖通空调的使用，许多故障也随之产生，这对暖通空调的正常运行造成了很大影响。鉴于此，本文便分析暖通空调系统在运行时出现的各种常见问题，同时探讨其故障检测及其相关诊断技术，以期能够在暖通空调发生故障时，通过相应的技术手段来高效的解决这些故障，以此确保暖通空调系统的可靠、安全和稳定运行。

关键词：暖通空调;故障检测;诊断技术;研究进展

引言

当前，越来越多的建筑物已经安装了暖通空调，这也使暖通空调为建筑室内环境的改善作出了重要贡献。与此同时，暖通空调在运行过程中的耗能水平也在整个建筑耗能中占据了很大比例。以目前的建筑能源消耗情况来看，人们生活条件的不断提高，使得能源消耗量也逐步提升，所以，倡导更加高效的节能，使空气品质得到进一步提升，是暖通空调在不断发展过程中的重要理念。不过，在使用暖通空调过程中，空调系统常常会因各种原因而出现故障，进而造成系统运行异常，即使对暖通空调系统进行了相应的调试，但仍旧会不可避免的发生故障，并由此在很大程度上产生了不必要的暖通能源浪费，同时也严重影响了空气品质的。因此，采取相应的技术手段来对暖通空调系统进行必要的故障检测和诊断，以确保系统在运行过程中出现的故障得以及时的排除，营造舒适的室内环境，使暖通设备的能源损耗进一步降低是非常必要的。

一、暖通空调系统运行中的常见故障与危害

暖通空调系统在运行过程中，常常会因各种原因而发生不同类型的故障， 在暖通空调系统中，任何部件都具备引发故障的可能。对于全封闭式的蒸汽压缩式空调系统来说，由电气故障所引发的系统故障要占到所有故障数量的一半以上，由机械故障所引发的系统故障则占到所有故障数量的百分之二十左右，还有系统管路、开关部分也可能会引发个别的系统故障。在电气故障所引发的系统故障中，电动机损坏是导致故障发生的重要原因，在所有该类故障中的发生几率要占到85%左右。当暖通空调系统发生故障时，一般并不会因故障而造成安全事故的发生，大多数情况下都会使暖通空调的耗能水平明显增加，或是室内空气质量发生明显变化。例如在美国一些地区便由于HVAC系统的故障而使得耗能水平显著提高。

二、暖通空调系统的主要故障类型

（一）硬故障

在暖通空调中，其硬故障是指空调内部的机械设备及其运转部件原有的功能已经丧失，并由此引发的一系列故障。举例说明，在暖通空调发动机中的机械皮带出现断裂或脱轨问题、传感器发生运行异常、风机中断运行问题等所引发的故障都属于典型的硬故障。以故障发生时间来分析，硬件故障的出现都是具有突发性的，并会严重影响到暖通空调的正常运行，而在对硬件故障进行检测与诊断时，其难度系数往往是比较低的。

（二）软故障

所谓软故障，是空调中的某些设备或零部件所具有的机械功能被逐渐削弱，也可能是一些局部的功能出现失效所导致的故障。举例说明：在暖通空调中的管道经过长期使用后出现严重结垢甚至堵塞问题，或是空调中的某个设备及部件的某个位置发生了泄露，也可能是设备仪表在长期使用后其稳定性下降等，这些原因所导致的故障便是软故障。对于软故障来说，其故障往往是需要日积月累才会出现的，在故障刚出现时，可能并不会对暖通空调产生明显的影响。因此对这类软故障的检测往往很难及时的发现。软故障在出现以后，往往会随着时间的推移而使得故障表现变得越来越明显。以某种程度来看，相比于硬故障，软故障往往会产生更大的危害性，所以必须要对软故障检测予以高度重视，确保相关防范措施得到及时落实， 这对于确保暖通空调系统的正常、可靠使用具有重要意义。

三、暖通空调系统故障检测与诊断技术的研究进展

（一）案例诊断

在故障检测中，常常会根据实际故障表现来找出对应的相似案例来进行分析，以便于明确故障类型，找出故障解决方法。一般来说，这种诊断方法涵盖了对故障案例的检索与表达过程，依据类似故障案例所总结出的经验来实现故障的快速排除。不过，这种故障诊断方法的精确性较低，并且具有一定的局限性。

（二）模糊推理故障诊断

故障模糊推理诊断方法则是根据历史诊断中所积累的大量经验，并依据具有较强模糊性的数据，以此对相应的信息库进行构建，以便于系统性的整合这些数据的逻辑，从而制定出一套具有较强综合性的故障诊断标准，并利用该标准来对实际故障进行判断。该种故障诊断方法并没有形成一个较为清晰的整体思路，因此在整理诊断数据过程中也具有明显的模糊性。

（三）故障状态稳定性的模式识别诊断

在故障诊断中，还常常会按照故障状态的稳定性来进行模式识别，以便于更加系统性、全面性的分析故障的特征表现及属性等，然后对分析结果进行相应的总结与计算。这种诊断技术便被称之为模式识别故障诊断技术，该技术方法不需要对研究模型进行构建，并且计算量也较少。

（四）小波诊断

当暖通空调系统出现故障时，其系统信号往往会变得不稳定或出现较大的波动，在此种情况下，便可應用小波分析故障诊断技术来进行检测与诊断。在暖通空调系统中，其异常信号具有突变性，通过分析信号能找出一些可推断的信息。因此，利用小波分析故障诊断法可以故障的发生位置及其给暖通空调系统运行带来的影响程度进行推断，该诊断方法在信号处理中是非常适用的。

（五）神经网络诊断

在暖通空调故障检测及诊断中，还可利用神经网络技术来达到故障检测与诊断目的，该技术是一种智能化检测方法，通过大量人工神经元之间的相互关联来构建网络，以此确保故障信号在神经元网络中进行高效传递，然后由计算机来对这些故障信号进行分析与处理，以此促进网络的修复与完善。这种诊断方法不需要对相应的物理分析模型进行构建，并且具有诊断速度快、诊断结果准确的应用优势。

（六）规则故障诊断

现阶段，在暖通空调故障检测及诊断中已经广泛应用规则故障诊断技术，该技术采用IF-THEN规则来对故障和预测所具有的各种联系进行表示，以此客观反映暖通空调系统内部各个零部件的运行关系，此外，该技术还融合了多个领域的相关知识，并利用特定程序来对故障问题进行智能化解决。

（七）故障树诊断

故障树诊断技术也是一种新兴的现代化技术手段，该技术是以空调系统的主要故障为切入点，通过倒查方式来逐步排查故障，以此最终确认故障类型，找到故障位置。该诊断方法能够对故障进行比较全面、完整的检索，不过，如果系统的结构过于庞大、复杂，则需要构建一个很大规模的故障树，对故障的排查难度也会由此大幅增加。

结语

总而言之，当前我国针对暖通空调系统故障已经总结出了许多先进的故障检测与诊断方法，这些方法可以有效满足暖通空调的故障检修要求。当然，科技的不断发展，必将使更多的故障检测与诊断技术得以涌现，在故障检测及诊断时所采用的工具也将更加标准化、现代化。由此可见，我国对暖通空调系统故障检测及诊断方面的技术研究仍旧有着很大的进步空间，暖通空调系统的检修工作也将变得更加便捷、高效，而这些都将使我国的暖通空调系统在运行过程中变得更加安全、可靠。

参考文献：

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作者简介：

华正茂 （1987.02-） ，男，山东省青岛市， 中级工程师 ，本科 ，研究方向：暖通空调。