本發(fā)明涉及空調(diào)故障檢測(cè)，具體是涉及一種用于多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器故障檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)因其高效、靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于商業(yè)和家庭環(huán)境中。然而，冷凝器和蒸發(fā)器作為多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，其故障會(huì)直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。冷凝器和蒸發(fā)器是多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中的核心部件，它們的狀態(tài)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。冷凝器負(fù)責(zé)將制冷劑從氣態(tài)冷凝為液態(tài)，釋放熱量；蒸發(fā)器則負(fù)責(zé)將液態(tài)制冷劑蒸發(fā)為氣態(tài)，吸收熱量。

2、多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中，冷凝器和蒸發(fā)器的故障，如結(jié)霜、堵塞、制冷劑泄漏等會(huì)導(dǎo)致能效下降甚至系統(tǒng)停機(jī)。傳統(tǒng)檢測(cè)方法存在以下缺陷：依賴(lài)單一參數(shù)(如溫度或壓力閾值)觸發(fā)報(bào)警，易受環(huán)境干擾導(dǎo)致誤報(bào)；人工巡檢效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；缺乏對(duì)復(fù)合型故障(如同時(shí)存在堵塞與泄漏)的識(shí)別能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器故障檢測(cè)方法，本技術(shù)方案解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種用于多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器故障檢測(cè)方法，包括：

4、通過(guò)安裝冷凝器壓力參數(shù)傳感器，并基于時(shí)間序列模型對(duì)冷凝器的壓力參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)；

5、基于對(duì)冷凝器進(jìn)出口溫差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到冷凝器的溫度梯度參數(shù)；

6、利用冷凝器安裝的振動(dòng)參數(shù)傳感器，檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)中的周期性沖擊，對(duì)冷凝器的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行包絡(luò)分析；

7、利用濃度突增檢測(cè)算法對(duì)冷凝器的泄露風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算；

8、通過(guò)安裝蒸發(fā)器運(yùn)行參數(shù)傳感器，實(shí)時(shí)采集蒸發(fā)器運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述蒸發(fā)器運(yùn)行數(shù)據(jù)包括過(guò)熱度數(shù)據(jù)、過(guò)冷度數(shù)據(jù)、制冷效果數(shù)據(jù)和電流與功率數(shù)據(jù)；

9、基于采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)冷凝器和蒸發(fā)器分別進(jìn)行故障特征的提取，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備的故障診斷模型，學(xué)習(xí)故障特征與故障類(lèi)型之間的映射關(guān)系；

10、對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備分別進(jìn)行系統(tǒng)分解與物理建模，并基于物理建模結(jié)果，對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行耦合關(guān)系建模；

11、模擬單獨(dú)運(yùn)行各空調(diào)設(shè)備時(shí)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行故障點(diǎn)精確定位；

12、將待檢測(cè)數(shù)據(jù)集輸入多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備的故障診斷模型，進(jìn)行故障診斷和故障定位，并基于故障診斷結(jié)果提供相應(yīng)的故障處理方案。

13、優(yōu)選的，所述通過(guò)安裝冷凝器壓力參數(shù)傳感器，并基于時(shí)間序列模型對(duì)冷凝器的壓力參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)具體包括：

14、通過(guò)安裝在冷凝器上的傳感器，每隔相同時(shí)間間隔記錄一次壓力數(shù)值，形成連續(xù)的時(shí)間記錄；

15、用前后相鄰數(shù)據(jù)的平均值填補(bǔ)缺失的時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)；

16、繪制數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)圖，觀察當(dāng)前壓力值與歷史值的關(guān)聯(lián)程度；

17、判斷當(dāng)前壓力是否受至少一個(gè)前相鄰時(shí)間點(diǎn)壓力影響，若是，則基于影響程度設(shè)置自回歸參數(shù)，若否，則不作輸出；

18、判斷當(dāng)前壓力是否受突發(fā)的壓力跳變或隨機(jī)波動(dòng)影響，若是，則基于影響程度設(shè)置移動(dòng)平均參數(shù)，若否，則不作輸出；

19、通過(guò)嘗試至少兩組的自回歸參數(shù)、移動(dòng)平均參數(shù)組合，選擇預(yù)測(cè)誤差值最小的組合；

20、模型通過(guò)獲取訓(xùn)練組數(shù)據(jù)，建立壓力隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式；

21、用折線(xiàn)圖顯示歷史壓力曲線(xiàn)、預(yù)測(cè)曲線(xiàn)和波動(dòng)區(qū)間，直觀呈現(xiàn)冷凝器壓力參數(shù)趨勢(shì)；

22、實(shí)時(shí)將新數(shù)據(jù)加入訓(xùn)練集，并同時(shí)淘汰超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間的舊數(shù)據(jù)，保持模型對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的適應(yīng)能力。

23、優(yōu)選的，所述利用冷凝器安裝的振動(dòng)參數(shù)傳感器，檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)中的周期性沖擊，對(duì)冷凝器的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行包絡(luò)分析具體包括：

24、在冷凝器靠近電機(jī)的部位和軸承的外殼部位安裝振動(dòng)傳感器；

25、基于振動(dòng)頻率的大小，濾除設(shè)備整體晃動(dòng)導(dǎo)致的低頻干擾和電流雜音導(dǎo)致的高頻噪聲；

26、將振動(dòng)波形轉(zhuǎn)換為上下波動(dòng)的輪廓線(xiàn)，突出軸承損壞時(shí)的規(guī)律性撞擊導(dǎo)致的周期性沖擊信號(hào)；

27、將輪廓線(xiàn)分解為至少一種頻率成分，統(tǒng)計(jì)各頻率的強(qiáng)度，生成頻率分布圖；

28、基于頻率分布圖，輸出頻率強(qiáng)度高于預(yù)設(shè)頻率強(qiáng)度的異常頻率峰；

29、基于設(shè)備轉(zhuǎn)速和軸承尺寸，計(jì)算滾珠損壞時(shí)每秒撞擊次數(shù)，并輸出為理論故障頻率；

30、判斷實(shí)際異常頻率峰是否與理論故障頻率吻合，若是，則輸出滾珠或滾道相關(guān)的特征頻率峰，若否，則不作輸出。

31、優(yōu)選的，所述利用濃度突增檢測(cè)算法對(duì)冷凝器的泄露風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算具體包括：

32、在冷凝器的閥門(mén)和焊縫位置安裝氣體濃度傳感器，并選擇能夠識(shí)別制冷劑的型號(hào)；

33、過(guò)濾工作人員噴清潔劑導(dǎo)致的誤信號(hào)引起的短暫干擾，僅保留超過(guò)預(yù)設(shè)檢測(cè)時(shí)間的持續(xù)升高的濃度值數(shù)據(jù)；

34、統(tǒng)計(jì)歷史濃度平均值作為正?；€(xiàn)；

35、基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間，對(duì)正?；€(xiàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，夜間低溫時(shí)基線(xiàn)進(jìn)行下調(diào)，午后高溫時(shí)基線(xiàn)進(jìn)行上調(diào)；

36、判斷濃度數(shù)據(jù)是否連續(xù)至少兩次超過(guò)基線(xiàn)2倍，若是，則標(biāo)記相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)為可疑泄漏，若否，則不作輸出；

37、判斷可疑泄漏數(shù)據(jù)點(diǎn)是否連續(xù)超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)，若是，則輸出相應(yīng)可疑泄漏數(shù)據(jù)點(diǎn)為高風(fēng)險(xiǎn)泄漏數(shù)據(jù)點(diǎn)，若否，則不作輸出；

38、生成泄漏時(shí)間線(xiàn)圖表，顯示濃度變化與壓力的關(guān)聯(lián)，并輸出可疑泄漏點(diǎn)標(biāo)識(shí)和高風(fēng)險(xiǎn)泄漏點(diǎn)標(biāo)識(shí)。

39、優(yōu)選的，所述通過(guò)安裝蒸發(fā)器運(yùn)行參數(shù)傳感器，實(shí)時(shí)采集蒸發(fā)器運(yùn)行數(shù)據(jù)具體包括：

40、在蒸發(fā)器出口直管段處安裝第一溫度傳感器，蒸發(fā)壓力傳感器靠近膨脹閥的入口；

41、在冷凝器液管安裝第二溫度傳感器，冷凝壓力傳感器靠近儲(chǔ)液罐；

42、利用焊接式套管安裝第一溫度傳感器與第二溫度傳感器，確保溫度傳感器與管路接觸緊密；

43、進(jìn)風(fēng)口溫濕度傳感器距蒸發(fā)器預(yù)設(shè)距離，出風(fēng)口溫濕度傳感器緊貼蒸發(fā)器翅片下游，風(fēng)量傳感器安裝于送風(fēng)管道截面積均勻段；

44、采用非侵入式夾扣安裝電流與功率傳感器，避免破壞供電線(xiàn)路絕緣層；

45、通過(guò)查詢(xún)制冷劑的物性表，獲取蒸發(fā)壓力對(duì)應(yīng)飽和溫度和冷凝壓力對(duì)應(yīng)飽和溫度；

46、計(jì)算蒸發(fā)器出口溫度與蒸發(fā)壓力對(duì)應(yīng)飽和溫度的差值，得到過(guò)熱度數(shù)據(jù)；

47、計(jì)算冷凝壓力對(duì)應(yīng)飽和溫度與冷凝器出口液管溫度的差值，得到過(guò)冷度數(shù)據(jù)；

48、利用制冷效果公式計(jì)算實(shí)時(shí)制冷效果數(shù)據(jù)；

49、通過(guò)疊加理論值參考線(xiàn)得到過(guò)熱度與過(guò)冷度實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，通過(guò)對(duì)比額定值得到制冷量效率雷達(dá)圖，并輸出電流-功率散點(diǎn)圖；

50、所述制冷效果公式為：

51、η＝wρc(tout-tin)，

52、式中，η為實(shí)時(shí)制冷效果數(shù)據(jù)，w為風(fēng)量傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，ρ為空氣密度，c為空氣比熱容，tout、tin分別為回風(fēng)溫度和送風(fēng)溫度。

53、優(yōu)選的，所述對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備分別進(jìn)行系統(tǒng)分解與物理建模，并基于物理建模結(jié)果，對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行耦合關(guān)系建模具體包括：

54、基于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率、入口和出口壓力參數(shù)，構(gòu)建制冷劑通過(guò)壓縮機(jī)的質(zhì)量流量模型；

55、將冷凝器和蒸發(fā)器分別劃分為至少一個(gè)控制容積，并將每個(gè)控制容積內(nèi)視為均勻的熱交換區(qū)域；

56、對(duì)各控制容積建立能量方程，描述制冷劑在冷凝和蒸發(fā)過(guò)程中與空氣的熱交換和制冷劑自身的狀態(tài)變化的能量變化；

57、基于冷凝器的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行條件，計(jì)算制冷劑釋放的熱量與空氣吸收的熱量之比，并輸出為冷凝器的熱交換效率，構(gòu)建冷凝器熱交換效率模型；

58、基于蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行條件，計(jì)算制冷劑吸收的熱量與空氣釋放的熱量之比，并輸出為蒸發(fā)器的熱交換效率，構(gòu)建蒸發(fā)器熱交換效率模型；

59、獲取各室內(nèi)機(jī)的制冷劑流量，并構(gòu)建基于流量平衡和壓力損失的制冷劑分配網(wǎng)絡(luò)模型；

60、獲取各室內(nèi)機(jī)熱負(fù)荷和環(huán)境溫度，并構(gòu)建基于熱平衡的熱負(fù)荷分配穩(wěn)態(tài)模型。

61、優(yōu)選的，所述模擬單獨(dú)運(yùn)行各空調(diào)設(shè)備時(shí)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行故障點(diǎn)精確定位具體包括：

62、在模擬中關(guān)閉非目標(biāo)室內(nèi)機(jī)，僅保留目標(biāo)設(shè)備運(yùn)行；

63、調(diào)整負(fù)載條件，根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的熱負(fù)荷設(shè)置回風(fēng)溫度和送風(fēng)溫度；

64、依次模擬各室內(nèi)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，并觀察故障特征重現(xiàn)情況；

65、判斷模擬結(jié)果是否顯示冷凝壓力升高或過(guò)冷度異常，若是，則輸出冷凝器故障，并通過(guò)壓力梯度分析確定冷凝器堵塞位置，若否，則不作輸出；

66、判斷模擬結(jié)果是否顯示蒸發(fā)溫度降低或過(guò)熱度異常，若是，則輸出蒸發(fā)器故障，并通過(guò)溫度分布確定蒸發(fā)器結(jié)霜區(qū)域，若否，則不作輸出；

67、判斷模擬結(jié)果是否顯示各設(shè)備制冷劑流量分布不均，若是，則輸出制冷劑分配故障，并通過(guò)壓力變化率確定制冷劑泄漏點(diǎn)，若否，則不作輸出。

68、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

69、結(jié)合時(shí)間序列模型對(duì)冷凝器壓力參數(shù)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，以及對(duì)冷凝器溫度梯度參數(shù)的監(jiān)測(cè)，可以顯著提高故障檢測(cè)的精確性和實(shí)時(shí)性，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障，通過(guò)對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)分解與物理建模，以及耦合關(guān)系建模，可以模擬單獨(dú)運(yùn)行各空調(diào)設(shè)備時(shí)的運(yùn)行狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的精確定位，這有助于維修人員快速準(zhǔn)確地找到故障源頭，減少排查時(shí)間，提高維修效率。