國(guó)家自然基金-制冷系統(tǒng)故障診斷關(guān)鍵問(wèn)題的研究2006

1、制冷系統(tǒng)故障診斷關(guān)鍵問(wèn)題的研究 制冷系統(tǒng)故障診斷關(guān)鍵問(wèn)題的研究Study on Key Point of Fault Detection and Diagnosis for Refrigeration System摘要：關(guān)鍵詞：制冷系統(tǒng)，故障診斷（一） （一）立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容 立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容1、 項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù) 項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)近年來(lái)，室內(nèi)空氣的污染已經(jīng)直接影響到人們的健康甚至生命安全。特別是2003年SARS的暴發(fā)流行以及長(zhǎng)期存在

2、的“空調(diào)病”已引起了全球各地學(xué)術(shù)界的高度重視。室內(nèi)空氣污染給社會(huì)造成的嚴(yán)重后果給暖通空調(diào)領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)，如何從源頭上更有效地防止室內(nèi)環(huán)境被污染并保障公共環(huán)境衛(wèi)生安全已成為刻不容緩的任務(wù)和課題。HVAC（heating, ventilation and air conditioning）系統(tǒng)建造和存在的最主要目的是為人類(lèi)提供健康和舒適的環(huán)境，然而隨著HVAC系統(tǒng)的長(zhǎng)期應(yīng)用狀況及生物醫(yī)學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)，HVAC系統(tǒng)已經(jīng)成為導(dǎo)致建筑室內(nèi)環(huán)境污

3、染的主要根源之一。特別是近年來(lái)對(duì)HVAC系統(tǒng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)其節(jié)能的要求，HVAC系統(tǒng)從設(shè)計(jì)開(kāi)始，到其日常的運(yùn)行及維護(hù)等方面，都幾乎忽略了它的原始目的之一－提供健康、衛(wèi)生的室內(nèi)環(huán)境。歐洲在上世紀(jì)90年代中期就開(kāi)始注重HVAC系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響特性，研究人員通過(guò)一個(gè)項(xiàng)目名為“European IAQ-Audit project”[1]的工作，調(diào)查了56個(gè)辦公樓。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有大樓的室內(nèi)空氣品質(zhì)都較差，而且室內(nèi)人員對(duì)室內(nèi)環(huán)境的不滿(mǎn)意率都較高。這個(gè)項(xiàng)

4、目的最重大發(fā)現(xiàn)是：HVAC系統(tǒng)本身就是污染室內(nèi)空氣的兩個(gè)最大根源之一（另一個(gè)是眾所周知的建筑及裝飾材料） ，而通常所認(rèn)為的室內(nèi)人員對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的污染影響則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它們。在同時(shí)進(jìn)行的另一個(gè)項(xiàng)目名為“European Database on Indoor Air Pollution Sources in Buildings”[2]也獲得了幾乎完全相同的結(jié)論：整個(gè)HVAC系統(tǒng)，包括其部件和設(shè)備，都是污染室內(nèi)環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)字?。盡管這些項(xiàng)目的

5、研究以及其他類(lèi)似的研究[3,4,5,6]都報(bào)道證實(shí)了HVAC系統(tǒng)及其部件和設(shè)備在傳輸空氣的同時(shí)也污染了空氣，但是，HVAC系統(tǒng)污染空氣的過(guò)程、污染途徑和機(jī)理，至今還未有完全明了的解釋。近幾年來(lái)，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，無(wú)論是政府部門(mén)還是HVAC生產(chǎn)商及研究機(jī)構(gòu)，都對(duì)HVAC的健康問(wèn)題十分重視，因此一些凈化室內(nèi)空氣的裝置和設(shè)備，如光觸媒、高壓靜電等，都大有推廣應(yīng)用的趨勢(shì)。但是，如何正確、合理和恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用這些裝置和設(shè)備，其前提條件在于獲知污染源

6、之所在及污染之機(jī)理。否則，一方面可能會(huì)造成HVAC建造和運(yùn)行成本的增加，而且凈化效果不明顯；另一方面還有可能造成室內(nèi)環(huán)境的二次污染。而解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在，就是要完全了解HVAC系統(tǒng)污染空氣的途徑和機(jī)理，只有這樣才能在設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)中采取包括增加凈化設(shè)備在內(nèi)的各種有效措施，保持室內(nèi)環(huán)境的健康性和衛(wèi)生性。而當(dāng)前還未有相關(guān)方面的研究報(bào)道。2、 項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)，以及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)，以及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。（

7、1）.研究?jī)?nèi)容在影響室內(nèi)環(huán)境的各種污染物中，微塵、可揮發(fā)性有機(jī)組份（VOCs, volatile organic compounds）和微生物是影響人們健康的三大禍根，而 HVAC 系統(tǒng)及其部件正是這三大污染物初始的產(chǎn)生源之一或者傳播（抑制/加?。┑闹饕緩健Ｒ虼?，本研究確立這三種污染物作為污染室內(nèi)環(huán)境的對(duì)象，研究和分析 HVAC 系統(tǒng)在空氣輸送過(guò)程中它們的產(chǎn)生機(jī)理、傳播（抑制/加劇）途徑以及相關(guān)的影響因素，項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容包括以下三

8、個(gè)部分：A. 研究 HVAC 系統(tǒng)的多個(gè)部件在微塵、VOCs 和微生物的產(chǎn)生和傳遞中的貢獻(xiàn)。著重于空氣過(guò)濾器、風(fēng)管、加濕器、翅片管換熱器和轉(zhuǎn)輪熱濕交換設(shè)備等部件，分析和研究它們?cè)诓牧线x用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上對(duì)三種污染物的產(chǎn)生或傳遞的影響；B. 研究 HVAC 系統(tǒng)部件所處的物理/化學(xué)環(huán)境工況對(duì)微塵、VOCs 和微生物產(chǎn)生或傳播的影響因素。著重于溫度、相對(duì)濕度和空氣流速等參數(shù)對(duì)三種污染物影響室內(nèi)環(huán)境的抑制/加劇作用；C. 結(jié)合各部件及其環(huán)境工況對(duì)

9、輸送空氣的污染機(jī)理，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)型式的 HVAC系統(tǒng)（集中式和半集中式） ，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面以及系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)方面對(duì)微塵、VOCs 和微生物的產(chǎn)生機(jī)理或傳遞（抑制或加劇）途徑進(jìn)行分析和研究。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面著重于研究和分析系統(tǒng)布局和部件設(shè)置以及工況設(shè)計(jì)等因素；而在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)方面則著重于研究和分析運(yùn)行控制工況以及維護(hù)保養(yǎng)周期和方法等因素。（2）.研究目標(biāo)A. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合，找出 HVAC 系統(tǒng)及設(shè)備和部件在微塵、VOCs

10、和微生物三種污染物的產(chǎn)生和傳遞中起重要作用的各種因素，并獲知這些因素的影響關(guān)系以及關(guān)聯(lián)特性，從而揭示 HVAC 系統(tǒng)污染室內(nèi)環(huán)境的途徑和機(jī)理，為使 HVAC 系統(tǒng)能夠維持良好健康的室內(nèi)環(huán)境在設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)等方面提供科學(xué)基礎(chǔ)和理論指導(dǎo)，并可以為今后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的制定創(chuàng)造必要的理論依據(jù)；B. 在國(guó)際著名期刊上（如“Building and Environment” ， “Indoor Built Environment”等）發(fā)