基于ARM的地源熱泵U形埋管換熱性能測試系統(tǒng).pdf

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

2、U形埋管的進出口溫度，得到系統(tǒng)運行的實際平均溫度曲線，通過將該曲線與計算的平均溫度曲線進行擬合，確定巖土的平均導熱系數(shù)；系統(tǒng)換熱量的測試是根據(jù)系統(tǒng)采集的進出口水溫和流量后通過能量守恒原理計算得到。因此，在 ARM嵌入式最小系統(tǒng)和電源電路上增加了溫度測量電路，流速測量電路及功率測試電路。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巖土的熱物性參數(shù)。系統(tǒng)測試導熱系數(shù)時工作在恒功率模式；測試換熱量時，工作

3、在恒溫模式。為了在恒溫工作時能對功率進行控制，系統(tǒng)增加了功率測量電路和功率控制電路。
　　在編程方面，對ARM系統(tǒng)進行了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Sqlite的移植；進行了溫度、流量、和功率采集、PWM功率控制等模塊的底層驅動程序開發(fā)；進行了系統(tǒng)應用界面的開發(fā)。驅動程序按照 Linux字符設備驅動模式進行設計。溫度模塊對18B20進行了讀寫操作。流量模塊對ADC進行了讀操作(流量的頻

4、率信號已轉化為電壓信號)。功率模塊是通過 SPI對5460功率計量芯片進行控制并讀取功率數(shù)值。人機界面程序是基于 Qt4進行開發(fā)，采用QMainWindow作為界面圖形顯示的基類，定義了DS18B20等類用來負責數(shù)據(jù)采集和處理。
　　系統(tǒng)運行時，在LCD觸摸屏上會顯示實時采集值和參數(shù)計算值的數(shù)據(jù)和曲線，通過觸摸屏可以設置設置系統(tǒng)參數(shù)。界面還可進行歷史數(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。
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