MSR在换热节能系统换热参数测量中的应用

　　0 引言

　　目前，暖通空调系统的节能降耗已日益受到社会的=关注。换热节能系统作为一种绿色环保的空调节能系统，不少人已对此进行了研究[1 -5]，但对其进行系统建模与优化的研究还不多见。在对系统进行机理模型的建立过程中，模型的换热参数难以确定。因此，如何采用合适的方法确定换热参数，是一个不易解决的问题。本文以北京某电信机房所安装的换热节能系统为实际工程背景，提出采用基于多元逐步回归法(multiplestepwise regression，MSR) 的软测量技术来解决这一问题，并通过试验验证了该方法的可行性。

　　1 系统模型的建立

　　1.1 系统介绍

　　换热节能系统由室外风道和室内风道组成。室外风道利用室外风机的驱动作用，从室外引进温度比较低的空气，经过换热器换热后再排放到室外。室内风道利用室内风机的驱动作用，从室内引进温度比较高的空气，经过换热器后再送回到室内。室内风道与室外风道之间是隔离的，通过换热效率较高的换热器将两者连接起来，并通过换热器进行热量的交换，室内外风机均选用变频风机来改变风道内的风量。换热节能系统结构如图1所示。

　　图1中，T1、T2、T3、T4分别为室外风道的进、出口温度和室内风道的进、出口温度。

　　1.2 机理模型建立

　　忽略热损失等因素，根据传热过程的两个基本方程式，得到的稳态特性方程为:

式中:q为传热速率，kJ/h;G 为质量流量，kg/h;C 为平均比热容，kJ/( kg·K) ;本系统中冷热流体均为空气，所以C1和C2都是空气的平均比热容Cp;T1为室外风道进风口温度，K;T2为室外风道出风口温度，K;T3为室内风道进风口温度，K; T4为室内风道出风口温度，K;U 为传热总系数，kJ/( m2·K·h) ;Am为平均传热面积，m²;Δθm为平均温度差，K。Δθm的表达式为:

式(5) 即为换热节能系统的稳态模型[6 -8]。其中，两个风道内空气的质量流量G1和G2与两个风机运行频率f1和f2呈显著的线性关系。

　　线性函数如下:

　　这就把风量G1和G2转化成比较容易测量的风机频率值f1和f2进行处理。

　　1.3 问题描述

　　通过分析式( 5) 可以看出，除了模型参数UAm外，其他变量都比较容易测量。通过分析传热过程与实际数据可知，虽然传热面积Am在系统运行阶段是一个固定值，可以通过换热器的实际设计参数进行推导，但传热总系数U 的大小受两个风道内风量大小和进风口温度等变量的影响。为简化运算，可以把传热总系数U与传热面积Am的乘积UAm作为待确定的模型参数。因此，如何确定模型参数UAm是一个急需解决的问题。