[发明专利]热泵机组故障检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障检测方法，特别是涉及一种热泵机组故障检测方法，本发明还涉及实现该方法的装置。

背景技术

热泵机组一般是压缩式空气-水热泵机组和压缩式水-水热泵机组，压缩式空气-水热泵机组包括第一水冷换热器、四通阀、压缩机、气液分离器及回热器、干燥过滤器、储液器、风冷换热器和风机；压缩式水-水热泵机组包括第一水冷换热器、四通阀、压缩机、气液分离器及回热器、干燥过滤器、储液器和第二水冷换热器。热泵机组在解决采用清洁能源、提高能源利用率和减少环境污染的问题上显示出日益重要的作用。各种热泵机组因其突出优势，在建筑供热空调、废热回收、制冷等领域得到广泛利用。但在热泵系统中，故障的发生会造成系统非正常运行并引起性能下降。一般来说，硬故障易于检测和判断，而软故障却较难发现。热泵机组的常见软故障有：(1)空气侧换热器传热效果差；(2)水侧换热器水流量减小；(3)水侧换热器结垢；(4)压缩机吸排气阀片泄漏；(5)制冷剂泄漏；(6)制冷剂充注过量；(7)高压液体管路受阻；(8)膨胀阀开度过大；(9)系统中有空气或其他不凝性气体。因此，需要加强热泵的故障检测，快速诊断故障发生的地点和部位，查找故障发生的原因，减少故障发生的概率是非常必要的。

热泵机组发生故障后，系统的特性会发生变化，从而导致系统可测的变量之间的关系也会发生改变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测点布置简单，易于操作和实现的热泵机组故障检测方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该方法的装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的热泵机组故障检测方法，a、用温度传感器分别测量第一水冷换热器的进口水温、出口水温、进口制冷剂温度和出口制冷剂温度，用温度传感器分别测量风冷换热器的进口制冷剂温度、出口制冷剂温度、进风温度和出风温度或第二水冷换热器的进口水温、出口水温、进口制冷剂温度和出口制冷剂温度；b、将上述温度传输给数据采集卡或数字记录仪；c、微型计算机读取数据采集卡上的温度信号或数字记录仪记录的温度数据，并运行故障检测程序对热泵机组进行故障检测分析，显示故障运行状态和故障报警。

本发明提供的实现热泵机组故障检测方法的装置，8个与各温度检测点对应的温度传感器通过一个8通道数据采集卡或数据记录仪与1台微型计算机电连接，在所述的微型计算机运行有1个基于主成分分析的故障检测程序。

所述的温度传感器为铂电阻或热电偶、热敏电阻、铜电阻温度传感器。

采用上述技术方案的热泵机组故障检测方法及其装置，利用热泵机组软故障会引起测量变量关系变化的特点，8个温度传感器为铂电阻(或热电偶、热敏电阻、铜电阻)温度传感器，一部分置于热泵机组换热器的水或制冷剂进出口管的保温层下面，且粘贴于管道外壁上，一部分悬置于换热器的空气进出口处。因此，8个温度传感器实际上测得是相应处的管道壁面温度或进出口处空气温度。8个温度传感器与8通道数据采集卡的8个通道相接，或接于8通道的数字记录仪上。

微型计算机读取数据采集卡上的温度信号，或数字记录仪记录的温度数据，并运行故障检测程序对热泵机组进行建模和故障检测分析。

故障检测程序是基于主成分分析方法而编制的专门用于本专利系统的故障检测程序，它有主成分建模功能、最佳主成分确定功能、故障检测功能和故障提示报警功能。故障检测程序用正常稳定工况下测得的温度数据建立热泵机组的主成分模型，确定主成分数，计算检测阈值。

主成分模型建立后，读取运行工况下的温度测量数据，进行故障检测分析，显示故障运行状态和故障报警。

本专利需要测量的变量全为温度，测量变量数小、需要的温度测点布置简单，易于操作和实现；本专利采用主成分分析方法，利用正常稳态工况下的测量数据提取热泵机组变量间的相关性来实现故障工况下的故障检测。

本专利适用于压缩式空气-水热泵机组和压缩式水-水热泵机组的制冷和制热工况和压缩式制冷机的故障检测。

综上所述，本发明是一种测点布置简单，易于操作和实现的热泵机组故障检测方法，实现该方法的装置结构简单、性能可靠。

附图说明

图1是本发明的热泵机组故障检测框图；

图2是空气-水热泵机组温度测点布置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1，8个与各温度检测点对应的铂电阻(或热电偶、热敏电阻、铜电阻)温度传感器9通过一个8通道数据采集卡或数据记录仪10与1台微型计算机11电连接，在微型计算机11内运行有1个基于主成分分析的故障检测程序。