本發(fā)明涉及空調(diào)故障檢測，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、制冷劑泄漏等會導(dǎo)致能效下降甚至系統(tǒng)停機(jī)。傳統(tǒng)檢測方法存在以下缺陷：依賴單一參數(shù)(如溫度或壓力閾值)觸發(fā)報警，易受環(huán)境干擾導(dǎo)致誤報；人工巡檢效率低，無法實現(xiàn)實時監(jiān)測；缺乏對復(fù)合型故障(如同時存在堵塞與泄漏)的識別能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，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)器故障檢測方法，本技術(shù)方案解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

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)器故障檢測方法，包括：

4、通過安裝冷凝器壓力參數(shù)傳感器，并基于時間序列模型對冷凝器的壓力參數(shù)進(jìn)行動態(tài)預(yù)測；

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

6、利用冷凝器安裝的振動參數(shù)傳感器，檢測振動信號中的周期性沖擊，對冷凝器的振動參數(shù)進(jìn)行包絡(luò)分析；

7、利用濃度突增檢測算法對冷凝器的泄露風(fēng)險進(jìn)行計算；

8、通過安裝蒸發(fā)器運(yùn)行參數(shù)傳感器，實時采集蒸發(fā)器運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述蒸發(fā)器運(yùn)行數(shù)據(jù)包括過熱度數(shù)據(jù)、過冷度數(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)故障特征與故障類型之間的映射關(guān)系；

10、對多聯(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)備時的運(yùn)行狀況，進(jìn)行故障點(diǎn)精確定位；

12、將待檢測數(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，所述通過安裝冷凝器壓力參數(shù)傳感器，并基于時間序列模型對冷凝器的壓力參數(shù)進(jìn)行動態(tài)預(yù)測具體包括：

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

15、用前后相鄰數(shù)據(jù)的平均值填補(bǔ)缺失的時間點(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前相鄰時間點(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)波動影響，若是，則基于影響程度設(shè)置移動平均參數(shù)，若否，則不作輸出；

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

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

21、用折線圖顯示歷史壓力曲線、預(yù)測曲線和波動區(qū)間，直觀呈現(xiàn)冷凝器壓力參數(shù)趨勢；

22、實時將新數(shù)據(jù)加入訓(xùn)練集，并同時淘汰超過預(yù)設(shè)時間的舊數(shù)據(jù)，保持模型對當(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參數(shù)傳感器，檢測振動信號中的周期性沖擊，對冷凝器的振動參數(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傳感器；

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

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

27、將輪廓線分解為至少一種頻率成分，統(tǒng)計各頻率的強(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，計算滾珠損壞時每秒撞擊次數(shù)，并輸出為理論故障頻率；

30、判斷實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算法對冷凝器的泄露風(fēng)險進(jìn)行計算具體包括：

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

33、過濾工作人員噴清潔劑導(dǎo)致的誤信號引起的短暫干擾，僅保留超過預(yù)設(shè)檢測時間的持續(xù)升高的濃度值數(shù)據(jù)；

34、統(tǒng)計歷史濃度平均值作為正?；€；

35、基于實時時鐘時間，對正?；€進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，夜間低溫時基線進(jìn)行下調(diào)，午后高溫時基線進(jìn)行上調(diào)；

36、判斷濃度數(shù)據(jù)是否連續(xù)至少兩次超過基線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)超過預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)點(diǎn)個數(shù)，若是，則輸出相應(yīng)可疑泄漏數(shù)據(jù)點(diǎn)為高風(fēng)險泄漏數(shù)據(jù)點(diǎn)，若否，則不作輸出；

38、生成泄漏時間線圖表，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)識和高風(fēng)險泄漏點(diǎn)標(biāo)識。

39、優(yōu)選的，所述通過安裝蒸發(fā)器運(yùn)行參數(shù)傳感器，實時采集蒸發(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，避免破壞供電線路絕緣層；

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

46、計算蒸發(fā)器出口溫度與蒸發(fā)壓力對應(yīng)飽和溫度的差值，得到過熱度數(shù)據(jù)；

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

48、利用制冷效果公式計算實時制冷效果數(shù)據(jù)；

49、通過疊加理論值參考線得到過熱度與過冷度實時曲線，通過對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為實時制冷效果數(shù)據(jù)，w為風(fēng)量傳感器監(jiān)測數(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)動頻率、入口和出口壓力參數(shù)，構(gòu)建制冷劑通過壓縮機(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控制容積，并將每個控制容積內(nèi)視為均勻的熱交換區(qū)域；

56、對各控制容積建立能量方程，描述制冷劑在冷凝和蒸發(fā)過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)計參數(shù)和運(yùn)行條件，計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)計參數(shù)和運(yùn)行條件，計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冷度異常，若是，則輸出冷凝器故障，并通過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)溫度降低或過熱度異常，若是，則輸出蒸發(fā)器故障，并通過溫度分布確定蒸發(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)合時間序列模型對冷凝器壓力參數(shù)的動態(tài)預(yù)測，以及對冷凝器溫度梯度參數(shù)的監(jiān)測，可以顯著提高故障檢測的精確性和實時性，有助于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障，通過對多聯(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)備時的運(yùn)行狀況，從而實現(xiàn)對故障點(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，減少排查時間，提高維修效率。