空調制冷系統是一個(gè)比較復雜的系統，一般由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)(evaporation)器、節流裝置等多個(gè)子系統組成。同時(shí)，系統循環(huán)中的物質(zhì)(substance)有制冷劑、油、水、空氣和其它雜質(zhì)等五種，前二者是保證系統正常運行所必需的，后三種物質(zhì)則對系統是有害的，然而又不能絕對消除。制冷劑本身還有汽相、液相、汽液混合相這三種狀態(tài)。因而，一旦空調制冷系統發(fā)生故障，其癥狀、原因都比較復雜，概括起來(lái)具有如下幾個(gè)特征：故障表現出的癥狀比較復雜；故障發(fā)生的原因比較復雜；故障癥狀和原因的關(guān)系比較復雜，一種故障原因可以誘發(fā)多種表現癥狀，多種故障原因也可以表現出同一種癥狀；系統各部分的參數之間無(wú)嚴格的邏輯和定量關(guān)系，即表現為一定的模糊性；系統內部有許多參數難以測量，而且通常也不予測量。因此，欲研究空調制冷系統的故障診斷，必須通過(guò)搭建實(shí)驗臺，獲得診斷程序中所需的故障范例集，以便于為編程實(shí)現訓練及診斷功能。
　　采樣參數的選擇采樣參數選取應注意(attention)的問(wèn)題有4點(diǎn)：（1）.測量集的完備性如果我們只以一些常見(jiàn)的正常和故障構成描述對象空間，則適當選取的測量集是能夠唯一描述該對象空間的各個(gè)元素的。
　?。?）.測量集的可擴充性在實(shí)驗中我們會(huì )發(fā)現當初選取測量集時(shí)有一些因素未考慮（consider)周全，導致后來(lái)在實(shí)驗階段發(fā)現測量集不具備完備性，這時(shí)就需要對測量集進(jìn)行擴充。
　?。?）.測量集的冗余性為了降低實(shí)驗成本(cost)應盡量減少冗余。
　?。?）.測量集的易實(shí)現性制冷系統中有許多物理參數不便測量，而且一般也不予測量。在保證測量集的完備性前提下，應盡量避免選取這些物理參數。測量參數還要求測試方法簡(jiǎn)單，傳感器價(jià)格適中，易于實(shí)現。
　　模擬故障（fault）的選擇、故障與原因之間的關(guān)系制冷(Refrigeration)與空調。模擬故障的選擇由于實(shí)驗采樣設備的限制，對于某些原因參數并不能獲得。針對這種條件，故只能選擇部分容易采樣的故障，本實(shí)驗共模擬了十一種故障：風(fēng)機不轉；空調房間負荷過(guò)大；冷卻水流量過(guò)??；冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)低；冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)高；壓縮機(compressor)吸排氣閥片損壞；膨脹閥開(kāi)度過(guò)??；循環(huán)水泵不轉；過(guò)濾器阻塞；制冷劑不足；制冷劑過(guò)多。
　　采樣參數的選擇主要信號數據采集如下：（1）溫度信號：冷卻水進(jìn)口；冷卻水出口；壓縮機吸氣；壓縮機排氣；熱力膨脹閥進(jìn)口；空調房間；制冷劑冷凝器（類(lèi)別：換熱設備）進(jìn)口；過(guò)濾(filter)器。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中水或其它液體當作活塞來(lái)壓縮氣體，然后將氣體排出。
　?。?）壓力信號：壓縮機吸氣；壓縮機排氣。
　　故障與原因之間的關(guān)系（1）風(fēng)機不轉風(fēng)機不轉有兩個(gè)原因。昆山空壓機保養在空壓機的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機的機械噪聲和電機噪聲仍然很高，因此還應在空壓機的機組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機站，高大空曠的廠(chǎng)房混響很重。一是電氣故障，控制電路未接通；二是風(fēng)機軸的機械(machinery)故障。當房間空調風(fēng)機不轉時(shí)，空調房間溫度會(huì )上升，壓縮機的吸氣壓力與排氣壓力均有一定程度的下降?？照{風(fēng)機不轉后，空調房間內換熱盤(pán)管的熱交換效率降低，當空調房間熱負荷不變時(shí)空調房間溫度就會(huì )上升，換熱盤(pán)管內的制冷劑由于熱交換不充分其溫度會(huì )相對原來(lái)的溫度降低，即蒸發(fā)溫度變小，系統的制冷系數降低。熱力膨脹閥感受的蒸發(fā)器出口溫度也降低了，致使熱力膨脹閥開(kāi)度變小，制冷劑也相應減少，所以吸排氣壓力均變小了。制冷劑流量的減少與制冷系數的降低的整體效果(xiàoguǒ)是使系統制冷量下降。
　?。?）空調房間負荷過(guò)大由于房間內擾與外擾的作用及受各種因素的影響，空調房間負荷過(guò)大會(huì )導致空調房間溫度上升，最后達不到正?？照{房間應保持的溫度指標。
　　同時(shí)，受影響最大的兩個(gè)參數是壓縮機吸氣溫度和排氣(Exhaust)溫度。由于空調房間熱容的影響，要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，其它參數受到的影響才會(huì )表現得很明顯。
　?。?）冷卻水流量過(guò)小由于冷卻水管和冷卻水閥的關(guān)系，以及系統中冷卻塔的配置偏小或冷卻塔內水垢太多，冷卻水流量過(guò)小與冷卻水進(jìn)口(import)溫度（temperature)過(guò)高也是生活中經(jīng)常見(jiàn)到的故障。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　當冷卻(cooling)水流量過(guò)小時(shí)，冷凝器的熱交換效果下降(descend)，因而冷凝器出口制冷劑溫度上升，制冷劑冷凝溫度上升，降低了制冷系數，影響了制冷效果。在其它條件不變的情況下，空調房間溫度也會(huì )有一定程度的上升，壓縮機的吸氣溫度也會(huì )上升。但變化最明顯的是冷卻水出口溫差會(huì )越來(lái)越大。
　?。?）冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)低隨著(zhù)冷卻水溫度的降低，壓縮(compression)機的排氣壓力、排氣溫度、過(guò)濾器出口溫度都減小了。而空調房間(room)溫度卻仍然保持不變，這是因為冷卻水溫度還沒(méi)有下降到會(huì )影響制冷效果的程度。若冷卻水溫度降至一定程度，冷凝壓力也會(huì )降低，致使熱力膨脹閥兩側的壓差減小，熱力膨脹閥的流通能力也隨之減小，制冷劑也減少了。故制冷效果會(huì )降低，空調房等：通過(guò)實(shí)驗（experiment)選擇空調制冷系統(system)故障診斷檢測(檢查并測試)參數間溫度會(huì )上升。
　?。?）冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)高冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)高會(huì )使制冷劑過(guò)冷溫度，冷凝溫度過(guò)高，冷凝壓力也相應過(guò)高，壓縮機的壓比增大，軸功率提高，輸氣系數降低，因此降低系統(system)的制冷能力。所以整體的制冷效果(xiàoguǒ)會(huì )降低，空調房間溫度會(huì )上升。
　?。?）壓縮機吸排氣(Exhaust)閥片損壞對往復式壓縮機來(lái)說(shuō)，壓縮機吸排氣閥片損壞是一種常見(jiàn)機械故障，本實(shí)驗（experiment)是用壓縮機吸排氣口旁通的方法(method)來(lái)模擬的。昆山空壓機保養在空壓機的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機的機械噪聲和電機噪聲仍然很高，因此還應在空壓機的機組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機站，高大空曠的廠(chǎng)房混響很重。當故障發(fā)生時(shí)，吸氣溫度、吸氣壓力會(huì )上升，排氣溫度、排氣壓力會(huì )下降，這相當于壓縮機的實(shí)際輸氣量降低了，所以制冷效果就差了，空調房間(room)溫度會(huì )很快上升，情況嚴重時(shí)，低壓繼電器(Electric appliances)會(huì )使壓縮機停機。
　?。?）膨脹(inflate)閥開(kāi)度過(guò)小膨脹閥開(kāi)度過(guò)小是就制冷(Refrigeration)系統制冷劑充注量正常而言的，膨脹閥開(kāi)度過(guò)小這個(gè)故障中，整個(gè)系統循環(huán)制冷劑不足，當其它工況條件均保持不變，就不能充分滿(mǎn)足液態(tài)制態(tài)劑在低壓下氣化吸熱，因此回氣過(guò)熱度很大，吸排氣(Exhaust)溫度（temperature)與空調房間溫度回上升，吸排氣壓力會(huì )下降（圖7）。而冷凝器出口制冷劑的溫度會(huì )下降（即增加了系統的制冷能力），因為冷凝器的換熱能力沒(méi)有變化，但是整個(gè)系統中循環(huán)的制冷劑流量很小，雖然這時(shí)制冷系數提高了，單位制冷量提高了。但總的制冷量卻減少了，所以空調房間溫度會(huì )上升。
　?。?）循環(huán)水泵不轉制冷機組在調試與運行時(shí)，應先開(kāi)系統循環(huán)水泵。當循環(huán)水泵不轉時(shí)，冷卻水出口溫度（temperature)與冷凝器制冷劑出口溫度上升的最明顯，由于冷凝器冷卻效果的急劇下降，壓縮機(compressor)的吸氣溫度、排氣溫度也上升很快，冷凝溫度的上升使蒸發(fā)溫度也上升了，但蒸發(fā)溫度上升的幅度沒(méi)有冷凝溫度上升的幅度大，所以制冷效率降低了，空調房間溫度快速上升。如（9）過(guò)濾器堵塞過(guò)濾器堵塞就是系統臟堵。一般情況(Condition)下，臟堵往往發(fā)生在過(guò)濾器處，這是因為過(guò)濾器的濾網(wǎng)將通道截面隔住，濾去污垢與金屬屑等雜物，時(shí)間長(cháng)了制冷與空調就被堵住了。實(shí)驗中臟堵模擬的方法是改變制冷劑的通道，把制冷劑的正常通道關(guān)閉，打開(kāi)與正常通道并聯(lián)的堵塞的通道，過(guò)濾器堵塞的后果是制冷劑循環(huán)量減少，其許多原因均與膨脹閥開(kāi)度過(guò)小相似，如壓縮機吸排氣溫度上升，壓縮機吸排氣壓力(pressure)下降，空調房間溫度回升，其不同之處是過(guò)濾器出口溫度越來(lái)越低。這是因為在過(guò)濾器處開(kāi)始節流，致使系統局部溫度降低，情況嚴重(serious)時(shí)會(huì )出現系統局部結霜或結冰。
　?。?0）制冷劑不足制冷劑過(guò)少通常由兩種原因造成：一是產(chǎn)品出廠(chǎng)前充注量不夠，一般較小發(fā)生；二是機組常年運行，由于系統閥門(mén)或焊接部分泄漏引起制冷劑過(guò)少，因此是一種較為常見(jiàn)的故障。昆山空壓機維修工作時(shí)，空氣經(jīng)過(guò)自潔式空氣過(guò)濾器被吸入，通過(guò)PLC自動(dòng)清洗過(guò)濾器，空氣在經(jīng)過(guò)進(jìn)口導葉自動(dòng)調節后進(jìn)入一級壓縮，經(jīng)一級壓縮后的氣體溫度較高，然后進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻(水走管內，氣走管外，中冷器的水流量要求為110m/h)之后進(jìn)入二級壓縮系統制冷劑不足與膨脹閥開(kāi)度過(guò)小這兩個(gè)故障的原因沒(méi)有明顯的區別。從理論上分析，其制冷劑冷凝器出口溫度應該有所區別，因為就制冷劑不足這個(gè)故障來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統充注制冷劑不足，而其它工況均保持不變，那么吸排氣(Exhaust)溫度與空調房間溫度會(huì )上升，吸排氣壓力會(huì )下降(descend)，而冷凝器出口制冷的溫度會(huì )下降，因為冷凝器的換熱量力沒(méi)有變化，就熱力膨脹閥開(kāi)度過(guò)小這個(gè)故障而言，其它參數變化趨勢均與制冷劑不足這個(gè)故障一致，除了制冷劑冷凝器出口溫度（即過(guò)冷溫度）會(huì )上升，因為制冷劑充注量正常時(shí)，若熱力膨脹閥開(kāi)度過(guò)小，使得制冷劑循環(huán)量減少，未參與循環(huán)的制冷劑會(huì )以液態(tài)存儲于冷凝器中從而影響冷凝器的換熱效果，所以制冷劑冷凝器出口溫度應該上升，這個(gè)因素會(huì )使制冷量往下降的方向變化。
　?。?1）制冷劑過(guò)多制冷劑過(guò)多源于盲目（眼睛看不見(jiàn)東西、比喻認識不清)的制冷劑充注，這在制冷系統維護修理時(shí)并不罕見(jiàn)。這會(huì )減少冷凝器內的有效換熱面積，使換熱效果降低，致使冷凝溫度上升，冷凝壓力提高，高壓也就過(guò)高了。過(guò)多的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)(evaporation)器未能全部氣化而被壓縮機(compressor)吸入造成低壓高，壓縮機缸頭凝露或結霜，嚴重時(shí)發(fā)生液擊沖缸事故。部分液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機，電機負荷加重，啟動(dòng)(start up)困難（difficult)，運轉中電流過(guò)載，嚴重時(shí)會(huì )因電機過(guò)載而燒毀。