摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科技的发展，辐射空调系统问世，并得到广泛的应用，由于其优于传统空调系统的性能，在未来可能会成为空调行业主流产品。随着公共建筑中毛细管辐射空调的兴起，该空调运行上出现的问题也接踵而至，给用户带来很大的困扰，以空调实际运行中可能出现的故障问题，设计基于故障树分析法的毛细管辐射空调故障诊断专家系统。建立了专家系统的框架模型，并将故障树模型研究成果转化为专家系统的知识框架和可更新、可修改的数据库，结合该领域专家相应的维修经验及知识，设计了推理解释模块。本文就毛细管辐射空调故障诊断专家系统展开探讨。
关键词：毛细管辐射空调；专家系统；故障诊断
引言
毛细管辐射空调系统是20世纪兴于欧洲的一种新型空调末端系统，该系统在部分欧美国家的公共住宅、大型建筑、高档别墅等得到了广泛应用，并且已经向工业农业领域拓展。在我国毛细管辐射空调系统还处于小范围研究阶段，并未得到大范围应用，但推动我国辐射空调系统发展，对于提倡节能理念具有重大意义。
1空调毛细管辐射系统简介
空调毛细管网辐射系统的末端是采用细小管道，加工成网状，敷设于地面、顶棚或墙面的一种以水为媒介的辐射供暖供冷系统。它是利用仿真原理，参照大自然植物利用叶脉以及动物和人体依靠皮下血管组织来输送能量的形式，通过模仿以上原理设计的一种比较先进的辐射板系统，其实是一种特殊的埋管型辐射供暖供冷系统。辐射系统的毛细管采用3.35mmx0.5mm的导热塑料管。分集管采用的是20mmx2mm塑料管，毛细管席之间的连接方式是热熔焊接。空调毛细管辐射系统供暖时应采用低温热水，采暖时的供水温度宜为30-400C，供回水温差宜采用3-60C。供冷时为了防止表面结露应采用高温冷水，供水温度宜为12-160C，供回水温差不宜大于59C,且不应小于200C，供冷表面应高于室内空气露点温度1-20C，并宜小于200C根据末端接管装配的不同，其有不同的安装型式。当对房间内温度场分布的均匀性要求不高时，从节省投资的角度考虑可采用串联连接，反之需采用中供边回连接;从水系统的水力特点方向考虑，当末端毛细管席占水系统的阻力比较大时，从节省投资的角度考虑可采用并联异程连接，反之需采用并联同程连接。所以，可根据不同的系统水力特点及房间温度要求，选用不同的安装型式。
2故障诊断专家系统设计
专家系统(ExpertSystem)是1种智能的计算机程序，该程序使用知识与推理过程，模拟人类专家的思维来解决复杂高深的问题。故障诊断专家系统属于诊断型专家系统，这类专家系统是指计算机通过收集被诊断系统的信息后，基于专家大量的实践经验和理论知识上，以人类专家的思维模式进行推理，综合运用规则，调用应用程序或向用户索要必要的信息，高效快速地得出故障发生原因。设计毛细管辐射空调故障诊断专家系统的总体结构所示，主要由综合数据库、推理解释模块、知识库模块、数据库管理模块和人机交互界面组成，各部分的功能分别为:（1）综合数据库:存储诊断过程中的过程数据，事实及结果，方便推理机的调用与匹配。（2）推理解释模块:由推理机和解释机组成，推理机是整个专家系统的核心，用来模拟领域专家的思维，判断并执行规则来完成诊断;解释机则是将推理结果展示给用户。（3）知识库:存储该系统的专家知识，维修经验知识及相关事实。（4）数据库管理模块:可对综合数据库中的事实和结果进行修正或增减。（5）人机交互界面:用户、专家与专家系统之间交换信息的平台。毛细管辐射空调故障诊断专家系统工作原理为:专家通过人机交互页面将已建立的故障树知识录入到知识库中，并可对知识库中的知识进行增加、修改和删除等管理操作，当故障发生时，推理机根据设计的推理流程匹配综合数据库中的规则及提取知识库知识来进行故障诊断。在诊断过程中，用户需要根据人机页面上显示的信息选择辅助推理机，并可通过数据库管理模块对综合数据库中的事实及数据进行查看或修改，最后通过解释机将故障诊断结果及维修意见呈现给用户，完成整个故障诊断过程。
3毛细管辐射空调与传统空调对比
（1）热舒适性高，能有效降低人体的热感觉，且辐射交换面积较大，室内温度均匀，热舒适性较好。（2）更加节能，与传统空调相比，达到相同的热舒适性，毛细管辐射空调的温度要比传统空调低2~3℃，说明空调系统的能耗较低。（3）安装简易，噪音低，吹风感弱，主要以辐射换热消除室内余热，室内空气流速低，吹风感弱。
4故障诊断专家系统建立
4.1专家系统知识库信息来源
本文的专家系统的知识库的信息源于建立故障树模型的经验知识，在故障树模型的搭建中集合了本领域众多专家的实际工程经验和维修意见。选用该方法的优点如下:（1）故障树模型是逻辑清晰的倒树状结构，故障树模型中的顶事件可作为专家系统中需要解决的故障目标;故障树中的底事件，即导致故障发生的失效原因，可作为专家系统故障诊断的输出结果；故障树中的中间事件则是专家系统诊断推理时所使用的事实和规则。（2）故障树模型通过逻辑“或门”和“与门”将各个节点连接，具有清晰的因果关系，可作为专家系统的推理过程及规则制定。（3）故障树模型中的信息都是来源于该系统领域专家的经验及知识，这也就增强了专家系统知识的获取能力，解决专家系统知识获取的“瓶颈”问题。
4.2故障树模型的搭建
要建立准确的故障树，首先要对该系统的组成和工作原理有深刻的认识，同时在系统运行时，熟悉各部件的结构、作用及相互关联性，再结合平时积累的专业知识和维修管理经验，对系统原理图、系统结构图和控制逻辑流程图等进行综合分析。毛细管作为空调系统的末端时，主要的换热方式是辐射换热，据相关资料显示毛细管辐射板室内的辐射换热量占到了60%，与常规的风机盘管的结构和原理有很大的不同，如何保持房间的舒适性显得尤为重要。
4.3推理解释模块的建立
推理解释模块是整个专家系统的核心部分，是故障诊断过程中调用综合数据库中的知识规则以及最终反馈给用户信息的重要环节。本文在诊断空调系统故障时，采用正向推理的推理方法专家系统推理流程使用专家系统的工作程序是首先读取顶事件的子框架并将子框架的故障现象显示在人机交互界面上，用户选择专家系统所提示的故障现象，推理机将选择的故障现象作为一种事实来匹配综合数据库中的规则。而综合数据库中的规则则是提取知识库中已建立的规则，然后执行所匹配的规则，再将规则中子框架的故障现象继续呈现在用户界面。经过不断选择和匹配直到准确定位故障原因为止。故障原因一旦确定，直接从知识库中匹配相关的专家维修意见，输出到人机交互界面，完成整个故障诊断流程。推理解释模块的实现采用MyEclipse作为开发工具，利用Java作为开发语言实现故障推理和解释模块的功能。
结语
毛细管辐射空调系统在节省运行费用、舒适环保、节省建筑空间等方面有很大的优势，而且与置换通风或者其他新风形式相结合，能够取长补短，符合国家节能减排的政策。另外，结合一些如太阳能、地源热泵以及其他形式的新能源、低品味能源，辐射供冷系统将更加节能。
参考文献
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