中央空调系统关键设备故障诊断研究

发布时间：2020-05-17 19:40

【摘要】：中央空调目前广泛存在于各种楼宇建筑中,将故障诊断技术应用到中央空调领域中可以确保整体系统稳定运行,同时起到节约能源的作用。但由于中央空调系统本身的非线性、参数耦合性等因素影响,目前建立完整的中央空调系统故障诊断体系极其困难,所以本文着重针对于中央空调系统的关键设备冷水机组和离心泵开展故障诊断研究。本文具体的研究内容如下:(1)对中央空调系统关键设备冷水机组和离心泵分别进行故障分析,说明各自的故障类型和故障原因,确定关键设备故障诊断的特征变量。并在大数据背景下,提出一种基于神经网络的中央空调系统关键设备故障诊断方法。(2)分别采用反向传播(Back Propagation,BP)神经网络、径向基(Radical Basis Function,RBF)神经网络以及Elman神经网络进行关键设备故障诊断模型建立。对每种神经网络的某个特定参数,采用在一定范围内遍历寻优的方式找到该网络对应的故障诊断最佳参数点,使得关键设备故障诊断结果更加精确有效。(3)通过冷水机组故障诊断仿真研究这三种神经网络的可行性,再利用离心泵故障模拟实验验证这三种神经网络的准确性和有效性。(4)考虑到中央空调系统中离心泵的实际工作过程是在非变频情况下运行,而系统末端负载却是变化的,所以在离心泵故障模拟实验中采用改变水泵出口端阀门开度的方式模拟出末端不同的情况,以不同的负载情况作为研究的变量。(5)通过冷水机组仿真数据与离心泵故障模拟实验数据综合对比分析出BP网络、RBF网络以及Elman网络这三种神经网络各自故障模式识别的效果。从网络记忆性、网络结构复杂度、网络训练时长及网络测试精度四个方面对这三种网络的诊断效果进行综合分析,得出RBF网络结构相较于BP网络和Elman网络更简单,并且网络记忆性好、测试输出结果误差小,网络训练时间也短。最终确定RBF网络更适用于中央空调系统关键设备故障诊断的结论。
【图文】：

螺杆冷水机组,实物,冷水机组

其主要作用是将不同温度的水传输到所需要的各处，若没有水泵，水的传输距离、传输高度和传输速率等都将受到严重影响，无法支撑中央空调系统的正常工作。最后，根据查阅的资料可以发现，在中央空调系统中冷水机组的能耗量是 59%，水泵的能耗量是 19%[2]，是中央空调系统各种设备中能耗量的前两位。综上所述，这里将中央空调系统关键设备锁定在被控设备部件中的冷水机组和水泵。下面具体介绍本文研究的冷水机组和水泵工作原理。2.2.1 冷水机组工作原理在制冷行业中，中央空调系统的冷水机组分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机组，两者的冷热源不同。水冷式冷水机组则是把水作为冷热源，冷水机组的冷凝侧是水换热器，通过冷却水水泵循环工作带走热量，并配合冷却塔使用；而风冷式冷水机组是将周围空气当作冷热源的，冷水机组的冷凝侧是翅片管式换热器和风机电机工作。本文研究对象是水冷式冷水机组，由于其压缩机采用的是螺杆式，所以也是螺杆式冷水机组。螺杆冷水机组实物图如图 2-4 所示。为了避免赘述，后文直接简称为冷水机组。

结构图,离心泵,实物,叶轮

图 2-6 离心泵实物图心泵的主要部件包括了叶轮、泵轴、蜗壳、泵泵最为核心的组成部分，其主要作用是使得动。叶轮是由叶片、盖板和轮毂组成。划分为双吸式叶轮与单吸式叶轮两种类型。要大流量离心泵工作的场合中。其次，叶轮半开式和封闭式三种。离心泵通常是采用的避免有杂物堵塞。单级单吸离心泵结构图如图用来使得离心泵的叶轮产生旋转。最常用材够的刚度与足够的抗扭强度，它的挠度不应键来联结，，离心泵中大多采用平键，这类键用来传递扭矩。在中、大型的水泵中，采用轮的轴向位置进行位置固定的。分被要求具有良好的水力条件。在水泵或泵
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU831

【参考文献】