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Enregistrement W6980903257

Data-Driven based Fault Detection and Diagnosis for Vapor Compression Chillers

2024· dissertation· en· W6980903257 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBioactive natural compounds
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMcMaster University
Mots-clésChillerFault detection and isolationASHRAE 90.1Water chillerRefrigerationRefrigerantChiller boiler systemFault (geology)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Refrigeration is a fast-growing industry and has become an integral part of various industries such as food storage, pharmaceutical, residential, chemical, and data centers. Rising global temperatures have increased the need for more energy-efficient and environmentally conscious refrigeration systems. A consistent functioning refrigeration system requires good fault detection and diagnosis (FDD) system to detect faults before failures occur. A good FDD system can help reduce maintenance costs and increase energy savings. The refrigerant present in the chillers consists of greenhouse gases. Certain faults, such as refrigerant leakage, result in the release of refrigerant into the atmosphere, which has an environmental impact. Hence, an effective FDD system for chillers is important for accurately detecting and diagnosing faults. This thesis aims to build a data-driven FDD system for vapor-compression chillers. The purpose of this thesis is to address the variable operating conditions and fault conditions that occur during the operation of a chiller system. The operating conditions vary depending on the control logic, climate, and other factors that can occur in a system with multiple components. Faults can occur to varying degrees within a system. Early fault detection and diagnosis lead to prompt maintenance dispatching. It is imperative that an FDD system accommodates these conditions and accurately detect faults. This thesis uses two types of data to build an FDD model. The experimental data provided by ASHRAE RP-1043, which contained both normal and fault conditions, were used. The ASHRAE dataset contains normal conditions and seven fault conditions at the four severity levels. Other types of data used were simulated data generated using the ASHRAE RP-1043 model and a small chiller model developed by the author. Simulated data supplemented the experimental dataset with different normal operating conditions and fault severity levels. A hybrid architecture consisting of a dimensionality reduction method and classifier was proposed. This architecture facilitates the comparison of machine learning and deep learning techniques, and may be employed to develop a hybrid model that incorporates both approaches. Time series data was used to train and test this architecture. A deviation matrix method, which is a preprocessing method applied to the training and testing datasets, was proposed. This method was used with steady-state data to develop a 2D Convolutional Neural Network (CNN), Artificial Neural Network (ANN), and Support Vector Machine (SVM). The deviation matrix method proved effective for machine learning and deep learning models to detect and diagnose faults for different normal and fault severity levels. A study using steady-state time-series data and complete test cycle data was conducted to build and test the hybrid architecture. It was concluded that using steady-state time-series data yielded a higher classification accuracy for faults. The deviation matrix method was applied to the simulation and experimental data, and 2D CNN, ANN, and SVM were used to study these datasets. It was concluded that some parts of the training data could be substituted with the simulation data to obtain acceptable classification accuracy. The 2D CNN, ANN, and SVM were able to diagnose faults in the test data containing different severity levels from the training set and small-chiller data. The SVM was also effective in detecting near-normal operations.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,031
Score d'incertitude au seuil0,061

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,248
Écart entre enseignants0,230 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
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