關(guān)于集中空調(diào)系統(tǒng)可靠性的研究

張國(guó)強(qiáng)

摘 要：近年來，隨著現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展水平的不斷提升和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，我國(guó)的空調(diào)行業(yè)發(fā)展越來越迅速。集中空調(diào)系統(tǒng)作為空調(diào)正常運(yùn)行的重要組成部分，需要采取有效措施，確保其可靠性，從而從根本上保證空調(diào)的制冷效果，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的正常運(yùn)行。詳細(xì)論述了集中空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：集中空調(diào)系統(tǒng)；可靠性；制冷系統(tǒng)；故障模式

中圖分類號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.093

從專業(yè)化角度出發(fā)，可靠性屬于集中空調(diào)系統(tǒng)的重要參數(shù)，主要是指系統(tǒng)在規(guī)定條件的基礎(chǔ)上和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定性任務(wù)的實(shí)際能力?？煽啃詮哪撤N程度上講屬于綜合參數(shù)，而且與空調(diào)的其他系統(tǒng)性能之間有著非常密切的聯(lián)系。為了進(jìn)一步提升集中空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際性能，就需要確保集中空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。

1 集中空調(diào)系統(tǒng)中可靠性的基本論述

從集中空調(diào)系統(tǒng)中基本特性上來看，主要包括無故障性、可維修性和耐久性。具體來說，集中空調(diào)系統(tǒng)的無故障性主要是指集中空調(diào)系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在沒有任何具體干預(yù)條件基礎(chǔ)上連續(xù)不斷地維持其實(shí)際工作能力的相關(guān)性能。在集中空調(diào)系統(tǒng)可靠性的相關(guān)性能中，無故障性屬于最基本的性能，可以通過無故障性能來保證系統(tǒng)的自身功能。集中空調(diào)系統(tǒng)中的耐久性可以維持其實(shí)際工作能力到由于技術(shù)維修導(dǎo)致其工作能力需要處于間斷性的極限狀態(tài)。對(duì)于集中空調(diào)系統(tǒng)的耐久性研究，主要是指系統(tǒng)在使用期之內(nèi)的實(shí)際工作情況，而且認(rèn)為如果不采取有效的修理和預(yù)防措施來恢復(fù)其在使用期間所喪失的實(shí)際工作能力，那么該系統(tǒng)將很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期工作。集中空調(diào)系統(tǒng)的可維修性主要是指系統(tǒng)具備適應(yīng)相關(guān)技術(shù)維修的基本性質(zhì)，也可以稱之為可以借助修理手段和維護(hù)保養(yǎng)手段來有效預(yù)防系統(tǒng)性故障與損壞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障原因的時(shí)候，要盡快消除危害的基本性質(zhì)。從某種程度上講，集中空調(diào)系統(tǒng)的可維修性僅僅在需要進(jìn)行系統(tǒng)維修的時(shí)候才可以充分表現(xiàn)出來，而集中空調(diào)系統(tǒng)的耐久性能直接關(guān)系到集中空調(diào)系統(tǒng)停止工作的時(shí)間，從而有助于集中空調(diào)系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)。從這個(gè)角度上來看，集中空調(diào)系統(tǒng)中的可維修性僅僅是其耐久性能的一個(gè)重要組成部分。系統(tǒng)故障的存在對(duì)集中空調(diào)系統(tǒng)有著非常大的危害，將會(huì)造成相關(guān)能源不同程度的浪費(fèi)，還會(huì)影響到室內(nèi)環(huán)境的舒適性，大大縮短相關(guān)設(shè)備的實(shí)際使用壽命，從根本上影響到集中空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。

2 具體組成部分和功能性分析

現(xiàn)階段，集中空調(diào)系統(tǒng)主要是由制冷站、供熱站、末端裝置、水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)組合而成。通常情況下，集中空調(diào)系統(tǒng)中的制冷站都是設(shè)在高層建筑專門設(shè)立的制冷站

房或者地下室之中。集中空調(diào)系統(tǒng)中的空調(diào)末端裝置大多數(shù)都安裝在樓內(nèi)或者單層建筑內(nèi)部的空調(diào)房間。把制冷站冷（熱）源和空調(diào)末端裝置進(jìn)行連接的屬于空調(diào)的水系統(tǒng)。本文以夏季風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)中的集中空調(diào)系統(tǒng)為例進(jìn)行講述，水系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 水系統(tǒng)流程圖

從某種程度上講，集中空調(diào)系統(tǒng)主要是由相互依賴和相互作用的多個(gè)單元形成的有機(jī)整體，且集中空調(diào)系統(tǒng)功能也是由多個(gè)單元的共同作用有效實(shí)現(xiàn)的。借助自上而下的系統(tǒng)功能性分解，能夠得到集中空調(diào)系統(tǒng)在功能上的層次結(jié)構(gòu)。

3 集中空調(diào)系統(tǒng)中的可靠性模型分析

在科學(xué)建立集中空調(diào)系統(tǒng)可靠性模型的時(shí)候，不僅要充分考慮到可能會(huì)發(fā)生的相關(guān)故障所引發(fā)的維修與保障要求，也就是基本的可靠性模型，同時(shí)，還要綜合考慮到集中空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行任務(wù)的過程中所要完成規(guī)定性功能的基本概率，也就是任務(wù)的可靠性模型。通常情況下，基本的可靠性模型主要是用來估計(jì)產(chǎn)品與其實(shí)際組成單元可能會(huì)發(fā)生故障所引發(fā)的維修與保障要求，屬于全串聯(lián)的模型。盡管存在冗余的單元，也應(yīng)嚴(yán)格按照串聯(lián)方式進(jìn)行處理。例如，集中空調(diào)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)中的備用水泵在基本的可靠性模型上也必須要按照串聯(lián)方式來處理，而且儲(chǔ)備的單元越多，其系統(tǒng)的可靠性越低。因此，從基本可靠性的角度出發(fā)，需要最大限度地減少儲(chǔ)備單元。集中空調(diào)系統(tǒng)中基本的可靠性框圖如圖2所示。

圖2 集中空調(diào)系統(tǒng)中基本的可靠性框圖

集中空調(diào)系統(tǒng)中任務(wù)可靠性模型則主要是描述在實(shí)際完成任務(wù)的過程中，相關(guān)產(chǎn)品各單元的基礎(chǔ)性預(yù)定作用和度量工作實(shí)際有效性的可靠性模型。從這個(gè)角度出發(fā)，一般情況下，集中空調(diào)系統(tǒng)中的儲(chǔ)備單元越多，則其任務(wù)的實(shí)際可靠性也就越高。集中空調(diào)系統(tǒng)的任務(wù)可靠性框圖如圖3所示。

從圖3可以看出，任務(wù)的可靠性模型主要是串聯(lián)和并聯(lián)相互混合的模型。依據(jù)可靠性框圖，能夠建立起任務(wù)可靠性的數(shù)學(xué)化模型。Rs=R1R2R3R4R5R6R7 =R1-1R1-2R1-3R1-4R1-5R1-6R2R3R4R5R6R7=[1-（1-R1-1-1）（1-R1-1-2）]

R1-2[1-（1-R1-3-1）（1-R1-3-2）（1-R1-3-3）][1-（1-R1-4-1）（1-R1-4-2）][1-（1-R1-5-1）（1-R1-5-2）（1-R1-5-3）]R1-6R2R3R4R5R6R7，其中，Rs表示集中空調(diào)系統(tǒng)中的可靠度。

圖3 集中空調(diào)系統(tǒng)的任務(wù)可靠性框圖

4 集中空調(diào)系統(tǒng)中的故障模式分析

在集中空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，影響空調(diào)系統(tǒng)正常工作和導(dǎo)致室內(nèi)工況難以充分滿足規(guī)定性要求的相關(guān)事件都可以稱之為故障事件。如果集中空調(diào)系統(tǒng)一小部分發(fā)生了故障，那么就會(huì)影響到其他部件的正常工作，進(jìn)而直接影響到整個(gè)集中空調(diào)系統(tǒng)的具體性能。這也從某種程度上說明了集中空調(diào)系統(tǒng)的故障具備關(guān)聯(lián)性與傳遞性的特征。此外，盡管集中空調(diào)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，但也是由多個(gè)層次的系統(tǒng)相互組合而成的，例如冷卻水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)和補(bǔ)水系統(tǒng)等。因此，集中空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生的相關(guān)故障是隸屬于某一個(gè)層次的，而且在這一個(gè)層次之中，總會(huì)有一個(gè)或者是幾個(gè)特征性參數(shù)的實(shí)際變化情況是與之相對(duì)應(yīng)的。集中空調(diào)系統(tǒng)的故障存在多樣化的特點(diǎn)，可以根據(jù)其特征的不同將其合理歸納，比如可以根據(jù)系統(tǒng)故障顯現(xiàn)程度的不同，劃分為顯性故障和隱性故障，故障中的風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)和導(dǎo)線脫落等這些比較容易察覺到的故障就屬于顯性故障，而換熱器結(jié)垢和制冷劑滲漏等比較不容易察覺到的故障則屬于隱性故障；還可以根據(jù)故障對(duì)系統(tǒng)的影響程度將其劃分為軟故障和硬故障，例如故障中的風(fēng)機(jī)停機(jī)和電動(dòng)機(jī)燒毀屬于硬故障，而閥門關(guān)閉不嚴(yán)和儀表漂移等屬于軟故障。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，集中空調(diào)系統(tǒng)的可靠性研究屬于一項(xiàng)專業(yè)性要求較嚴(yán)、復(fù)雜度較高的工作。在集中空調(diào)系統(tǒng)可靠性分析研究的實(shí)際過程中，可以從集中空調(diào)系統(tǒng)的基本性能、具體組成部分、可靠性模型分析和故障模型分析等方面著手，及時(shí)發(fā)現(xiàn)集中空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中的可靠性問題，并制訂科學(xué)的解決方案，促進(jìn)其健康運(yùn)行。

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〔編輯：王霞〕

Study on the Reliability of Central Air Conditioning System

Zhang Guoqiang

Abstract： In recent years， with the continuous improvement of the level of social development and the progress of science and technology， the development of air conditioning industry in China is growing rapidly. As an important part of the normal operation of the air conditioning system， the central air-conditioning system needs to take effective measures to ensure its reliability， so as to ensure the refrigeration effect of the air conditioner and realize the normal operation of the air conditioner. In this paper， the reliability of the centralized air conditioning system is discussed in detail.

Key words： central air conditioning system； reliability； refrigeration system； failure mode

文章編號(hào)：2095-6835（2015）19-0095-02