自然冷却空调机组或者带有自然冷却功能的空调机组在通信机房制冷领域的应用开始普遍起来,很多空调设备公司都开始通信机房节能一体化空调设备的研发和测试,但是关于这种节能设备的选型应用方面的资料非常少,关于这种类型的节能设备的控制方面的资料更少。而且对于业已存在的很多通信机房的耗能问题,通过完全更新原有的旧式空调设备来达到节能的目的对通信公司来说也是不现实的。针对北京新联通公司固有机房,为了降低原有机房空调设备的能耗而进行改造,加装了一个隔离型热管换热自然冷却通风系统。本文从系统建模和优化的角度对这套系统进行了定量计算和分析。系统在线稳态运行是本文研究的重点。在线稳态优化对隔离型热管换热系统的运行起着非常重要的作用。系统在最优工况点运行能在获得较大制冷量的同时,起到降低能耗的目的。本文从总体结构、技术实现、算法改进等几个方面入手,对热管换热系统的在线稳态优化进行了较为系统的研究,以工程应用为目标,对在线稳态优化中涉及的关键技术和优化理论作了有益的探索。本文的主要研究工作包括:1.在总结前人关于在线稳态优化的发展过程、技术现状和最新动向的基础上。详细分析了在线稳态优化实施中的关键技术问题。2.针对热管换热系统中的几个重要参数,采用具体物理测量方法进行了定量测定,并根据实测数据进行了拟合计算。3.针对热管换热器的传热过程和静态特性,运用机理建模法建立了换热器的稳态数学模型,并对其中的重要参数—平均温度差进行了推导计算,得出了应用于本系统的平均温度差的计算式。4.深入研究了在线稳态优化中的两个关键问题—过程稳态检测和数据处理。在系统测量存在过失误差的情况下,采用改进滤波法完成了热管换热系统的稳态检测。针对数据处理中的几个基本问题,采用一体化方法综合解决了数据调和和参数估计问题。5.在系统优化和参数估计综合方法的基础上,运用自适应稳态优化方法对系统动态模型进行稳态信息提取,利用实际过程数据验证了这种方法的有效性。搭建了基于LabVIEW的系统软件平台,通过实际过程数据,对系统整体的运行进行仿真研究,并验证了模型的准确性。