基于ARM的地源熱泵U形埋管換熱性能測(cè)試系統(tǒng).pdf

1、地源是一種綠色的可再生能源。通過(guò)地下埋管，夏季可以把室內(nèi)的熱量排入地下,從地下帶回冷水，而冬天則相反。開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、綠色、環(huán)保的地源能具有廣泛深厚的社會(huì)意義。巖土熱物性參數(shù)是設(shè)計(jì)地?zé)釗Q熱器的重要參數(shù)，該參數(shù)測(cè)量需要通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)完成。本文基于ARM設(shè)計(jì)制作了地源空調(diào)U形埋管換熱性能測(cè)試系統(tǒng)。
　　該測(cè)試系統(tǒng)采用ARM芯片作為主芯片，可以達(dá)到減小系統(tǒng)體積、增加功能、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。土壤導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試的工作原理是根據(jù)系統(tǒng)采集的

2、U形埋管的進(jìn)出口溫度，得到系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際平均溫度曲線，通過(guò)將該曲線與計(jì)算的平均溫度曲線進(jìn)行擬合，確定巖土的平均導(dǎo)熱系數(shù)；系統(tǒng)換熱量的測(cè)試是根據(jù)系統(tǒng)采集的進(jìn)出口水溫和流量后通過(guò)能量守恒原理計(jì)算得到。因此，在 ARM嵌入式最小系統(tǒng)和電源電路上增加了溫度測(cè)量電路，流速測(cè)量電路及功率測(cè)試電路。系統(tǒng)可以工作在兩種模式：恒溫模式和恒功率模式。兩種工作模式能更加全面的得到熱平衡時(shí)巖土的熱物性參數(shù)。系統(tǒng)測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)工作在恒功率模式；測(cè)試換熱量時(shí)，工作

3、在恒溫模式。為了在恒溫工作時(shí)能對(duì)功率進(jìn)行控制，系統(tǒng)增加了功率測(cè)量電路和功率控制電路。
　　在編程方面，對(duì)ARM系統(tǒng)進(jìn)行了u-boot程序、Linux操作系統(tǒng)、Qt4曲線插件QWT以及嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Sqlite的移植；進(jìn)行了溫度、流量、和功率采集、PWM功率控制等模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)；進(jìn)行了系統(tǒng)應(yīng)用界面的開發(fā)。驅(qū)動(dòng)程序按照 Linux字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。溫度模塊對(duì)18B20進(jìn)行了讀寫操作。流量模塊對(duì)ADC進(jìn)行了讀操作(流量的頻

4、率信號(hào)已轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào))。功率模塊是通過(guò) SPI對(duì)5460功率計(jì)量芯片進(jìn)行控制并讀取功率數(shù)值。人機(jī)界面程序是基于 Qt4進(jìn)行開發(fā)，采用QMainWindow作為界面圖形顯示的基類，定義了DS18B20等類用來(lái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和處理。
　　系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在LCD觸摸屏上會(huì)顯示實(shí)時(shí)采集值和參數(shù)計(jì)算值的數(shù)據(jù)和曲線，通過(guò)觸摸屏可以設(shè)置設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。界面還可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)保存、查詢和顯示。觸摸操作提高了用戶的可操作性，減小了系統(tǒng)體積。
　　系