典型室内空气质量保障系统故障诊断模型研究

作     者：宣依彤 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：喻伟

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 08[工学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：一次回风系统 simulink仿真 模型实验 故障归因表 故障诊断 

摘      要：随着生活水平的提高,人们越来越重视室内空气品质,室内空气质量保障系统的使用越来越普及,但是在实际应用中,某些部件可能会发生部分失效或性能下降的故障,这些故障的发生十分隐蔽,因为不影响系统的运转而不能及时有效处理,经过一段时间后故障发展,对系统产生较大影响,导致出现室内空气质量不达标,系统运行能耗增大等问题。因此需要研究不同故障对室内空气质量和系统运行能耗的影响,开展室内空气质量保障系统故障诊断的模型研究,再在该研究的基础上,提出便于实际工程应用的故障诊断方法。论文首先采用文献调研、数值模拟和模型实验的方法,确定了典型室内空气质量保障系统的常见故障为送风阀、排风阀、新风阀和回风阀的卡阻以及室内空气参数传感器的偏移、漂移和精度下降,为描述系统在故障状态下的表现,选取了6个特征参数指标,分别为稀释速度比(A)、净化速度比(A)、风机2档运行时间比(A)、风机能耗比(A)、新风能耗比(A)和系统能耗比(A)。其次构建了基于Matlab Simulink的典型室内空气质量保障系统故障诊断模型,针对送风阀、排风阀、新风阀和回风阀的卡阻以及室内CO浓度传感器、室内PM2.5浓度传感器的偏移、漂移和精度下降故障和无故障共17个工况分别在冬季和夏季状态下完成模拟,得到典型室内空气质量保障系统仿真模拟故障特征表。接着设计并搭建了比例为1:2的缩尺比例模型,完成冬季和夏季工况下典型室内空气质量保障系统模型实验,冬季针对送风阀、排风阀、新风阀和回风阀的卡阻以及室内CO浓度传感器的偏移故障和无故障共11个工况完成实验,夏季针对新风阀和回风阀的卡阻以及室内CO浓度传感器的偏移故障和无故障共6个工况完成实验。实验结果显示,阀门卡阻可以导致能耗增加37.8%,大幅度降低系统对室内污染物调控能力,甚至无法完成调控;CO传感器故障可以导致能耗增加25.2%,将相关指标控制在错误的区间内,影响室内空气质量。经过实验的补充和检验,总结了典型室内空气质量保障系统故障特征表。最后整理了典型室内空气质量保障系统故障判断规则,构建了典型室内空气质量保障系统故障诊断方法、故障归因表,基于专家系统编写了典型室内空气质量保障系统故障诊断软件,为相关运维人员提供技术支持。