专利名称：地源热泵中央空调实时能效比测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其是涉及实时测量地源热泵中 央空调系统能效比的测量仪
背景技术：
地源热泵中央空调系统的能效比是一个综合多种参数的动态 变量，也是该空调系统是否节能的重要指标。目前，地源热泵空 调系统能效比的测量基本上是在实验室完成的，基本方法是在被 测空调设备上连接多种测量仪表，取得各种测量数据，再对这些 数据进行处理，进而得出能效比。这种测量方法对于大型地源热 泵中央空调系统很难进行实时的能效比测量。
实用新型内容
为了克服现有的地源热泵空调系统能效比测量手段的不足， 本实用新型提供一种地源热泵中央空调系统能效比测量仪，该能 效比测量仪不仅能实时测出中央空调系统的能效比，而且能连续 进行动态的能效比测量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提出一种地 源热泵中央空调能效比测量装置，该测量装置包括机箱，面板和 测量电路，其中，
所述面板包括液晶显示屏和输入键盘，所述液晶显示器显示测
量时所涉及的各种参数；所述输入键盘输入其他空调系统的能效 比数据，以供比较；
测量装置的测量电路设置在所述机箱 ，该电路包含一个核心 处理器，多个用于采集的通道以及各自独立的前端处理器和连接总线，采集通道与核心处理器通过总线连接。
所述核心处理器模块由CPU、前端处理器及其辅助元件构成； 所述采集通道具有测量接口； CPU与前端处理器通过八位并行总线 连接；所述采集通道通过测量接口与系统的核心处理器模块中的 前端处理器通过串行总线连接；所述输入键盘通过键盘接口与系 统核心处理器模块的连接直接由CPU的GPI0线提供。
所述测量电路包括有存储器，该存储器通过独立的内部总线与 系统核心处理器模块连接。
所述液晶显示器采用320*240单色点阵LCD，由独立的显示控 制器进行驱动，该显示控制器与系统核心处理器模块通过TTL形 式的RSR232接口连接。
所述测量接口包括七个采集通道，分别用于采集输入流量、输 出流量、输入压力、输出压力、输入温度、输出温度和电功率； 所述采集通道有各自独立的前端处理器，采集通道与核心处理器 通过总线连接。
其中前端处理器(U1-U7)采用8位微处理器，各自具有独立 的时钟，复位信号由主处理器U201控制。
所述前端处理器(U1-U7)结合通讯控制器(U8-U14)向外部 提供七个基于MODBUS协议的数据测量接口 (MODBUS-RTU);测量 接口物理层为RS485半双工结构，各个测量接口分别提供可配置 的波特率和校验位；所述前端处理器(U1-U7)可以配置不同的通 讯参数，以适应多种采集设备；所述前端处理器(IH-U7)均可独 立编程，独立控制；总线转换器(U15-U18)提供总线信号电平的 转换，数据缓冲，并起到信号脉冲整形的作用。
所述显示器接口使用自适应波特率技术，适于与多种串行显示 控制板交换显示数据，显示器接口 (JDIS)由主处理器直接控制。由于利用本测量仪的上述测量和计算是同时自动进行的，不需 要后期数据处理。而且，该测量仪将各个测试仪表进行集成，便 于携带，因而可以在安装现场对地源热泵中央空调系统运行时连 续测量实时的能效比，实现实时检测。
图1是本实用新型的能效比测量仪外形结构； 图2是本实用新型的能效比测量仪结构框图； 图3是本实用新型的能效比测量仪电路图； 图4和图5是本实用新型的采集通道电路图 图6是本实用新型的主处理器主线连接电路图 图7是本实用新型为各个系统提供电源的电路图 图中
1液晶显示屏 2输入键盘 3机箱具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的能效比测量仪外形结构；测量仪包括机箱 3，机箱3的面板主要包括液晶显示屏1和输入键盘2。本测量仪 具体的电路集成在机箱3中，该电路包含一个微处理器，七个用 于采集的通道以及各自独立的前端处理器，采集通道、核心处理 器和连接总线连接都设置在机箱3中；液晶显示屏显示测量时所 涉及的各种参数；输入键盘2输入其他空调系统的能效比数据， 以供比较。
图2是本实用新型的能效比测量仪结构框图；整个测量仪结构 由系统核心模块、测量接口、存储器、键盘、显示控制器、液晶 显示器和电源组成。其中系统核心模块主要由CPU、前端处理器及 其辅助元件构成。CPU与前端处理器通过八位并行总线连接。测量 接口与系统核心模块中的前端处理器通过串行总线连接 ，显示控制器与系统核心模块通过TTL形式的RSR232接口连接；键盘接口 直接由系统核心模块的CPU的GPIO线提供；存储器通过独立的内 部总线与系统核心模块连接。采用320*240单色点阵LCD输出信 息，由独立的显示控制器进行驱动。电源为各个系统提供所需电 源。
测量接口包括七个用于采集通道，七个采集通道有各自独立的 前端处理器，七个采集通道与核心处理器通过总线连接，七个通 道分别用于采集输入流量、输出流量、输入压力、输出压力、输 入温度、输出温度和电功率，以上所列的各种参数都可以通过一 个液晶显示屏显示出来。
同时，该测量仪包含一个可供输入的键盘，可以输入其他空调 系统的能效比数据，以供比较。
图3-图7是本实用新型的能效比测量仪电路图。如图所示， 具体的电路包含一个微处理器，七个用于采集通道分别用于采集 输入流量、输出流量、输入压力、输出压力、输入温度、输出温 度和电功率， 一个液晶屏用于显示数据；核心处理器(附图6的 U201)与七个前端处理器(如图4和图5的U1-U7)通过总线转换 器(图5的U15、 U16、 U17、 U18)进行总线连接；测量接口 (图 3的U8-U14)提供测量温度、压力、流量、电功率的接口；显示 接口 (图6的JDIS)提供液晶屏显示数据的接口。
其中前端处理器(U1-U7)采用8位微处理器，各自具有独立 的时钟，复位信号由主处理器U201控制，主处理器可以在任意一 个前端处理器出现死机故障时，通过独立的复位信号来重新启动 前端处理器。前端处理器(U1-U7)结合通讯控制器测量接口 (U8-U14)向外部提供七个基于MODBUS协议的数据测量幾口 (MODBUS-RTU)，测量接口物理层为RS485半双工结构，各个测量接口分别提供可配置的波特率和校验位；前端处理器(Ul-U7) 可以配置不同的通讯参数，以适应多种采集设备。前端处理器
(Ul-U7)与主处理器(U201)通过八位双向并行数据总线连接； 前端处理器(Ul-U7)均可独立编程，独立控制；总线转换器
(U15-U18)提供总线信号电平的转换，数据缓冲，并起到信号脉 冲整形的作用。显示器接口 (JDIS)为TTL电平的RSR232接口， 使用自适应波特率技术，适于与多种串行显示控制板交换显示数 据。显示器接口 (JDIS)由主处理器直接控制。这样做的好处是 主处理器只需要向显示控制板输出格式化的显示信息，而不必执 行复杂的液晶屏控制操作，可以减轻主处理器的处理负担。 图7所示的电源电路为各个系统提供所需电源。 上述电路通过实时测量中央空调系统能量输出介质的输入流 量、输出流量、输入压力、输出压力、输入温度、输出温度，通 过核心处理器实时计算出的热量，依据热功当量计算出中央空调 系统输出的功率；同时测量整个中央空调系统消耗的电功率；中 央空调系统输出的功率与消耗的电功率之比即为中央空调系统在 测量时刻的实际能效比。
权利要求1.一种地源热泵中央空调能效比测量装置，该测量装置包括机箱，面板和测量电路，其特征在于，所述面板包括液晶显示屏和输入键盘，所述液晶显示器显示测量时所涉及的各种参数；所述输入键盘输入其他空调系统的能效比数据，以供比较；所述的测量电路设置在所述机箱中，该电路包含一个核心处理器，多个用于采集的通道以及各自独立的前端处理器和连接总线，采集通道与核心处理器通过总线连接。
2. 根据权利要求1所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述核心处理器模块由CPU、前端处理器及其辅助元 件构成；所述采集通道具有测量接口； CPU与前端处理器通过八位 并行总线连接；所述采集通道通过测量接口与系统的核心处理器 模块中的前端处理器通过串行总线连接；所述输入键盘通过键盘 接口与系统核心处理器模块的连接直接由CPU的GPI0线提供。
3. 根据权利要求1所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述测量电路包括有存储器，该存储器通过独立的内 部总线与系统核心处理器模块连接。
4. 根据权利要求1所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述液晶显示器采用320*240单色点阵LCD,由独立的 显示控制器进行驱动，该显示控制器与系统核心处理器模块通过 TTL形式的RSR232接口连接。
5. 根据权利要求2所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述测量接口包括七个采集通道，分别用于采集输入 流量、输出流量、输入压力、输出压力、输入温度、输出温度和电功率；所述采集通道有各自独立的前端处理器，采集通道与核 心处理器通过总线连接。
6. 根据权利要求1所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是其中前端处理器(Ul-U7)采用8位微处理器，各自具 有独立的时钟，复位信号由主处理器U201控制。
7. 根据权利要求2所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述前端处理器(Ul-U7)结合通讯控制器(U8-U14) 向外部提供七个基于MODBUS协议的数据测量接口 (MODBUS-RTU); 测量接口物理层为RS485半双工结构，各个测量接口分别提供可 配置的波特率和校验位；所述前端处理器(Ul-U7)可以配置不同 的通讯参数，以适应多种采集设备；所述前端处理器(Ul-U7)均 可独立编程，独立控制；总线转换器(U15-U18)提供总线信号电 平的转换，数据缓冲，并起到信号脉冲整形的作用。
8. 根据权利要求1所述的地源热泵中央空调能效比测量装置， 其特征是所述显示器接口使用自适应波特率技术，适于与多种 串行显示控制板交换显示数据，显示器接口 (JDIS)由主处理器 直接控制。
专利摘要一种地源热泵中央空调系统能效比测量仪，该能效比测量仪能连续进行动态的能效比测量。同过实时测量地源热泵中央空调系统能量输出介质的输入流量、输出流量、输入压力、输出压力、输入温度、输出温度，通过核心处理器实时计算出的热量，依据热功当量计算出地源热泵中央空调系统输出的功率；同时测量整个地源热泵中央空调系统消耗的电功率；地源热泵中央空调系统输出的功率与消耗的电功率之比即为地源热泵中央空调系统在测量时刻的实际能效比。
文档编号G01M99/00GK201355310SQ200920105110
公开日2009年12月2日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者苏存堂 申请人:北京依科瑞德地源科技有限责任公司