本發(fā)明涉及供能系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院國家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心的彭應(yīng)登提出北京空氣重污染中燃煤對(duì)霧霾天空氣污染物的貢獻(xiàn)率達(dá)18.7％，指出應(yīng)逐步削減煤炭用量。針對(duì)北京以及華北地區(qū)的霧霾嚴(yán)重污染治理，太陽能與地源熱泵聯(lián)合供能系統(tǒng)能有效替代煤取暖方式，是探索冬季取暖夏季制冷的一個(gè)有巨大前景的新技術(shù)，北京已經(jīng)開展了試點(diǎn)工作?；谔柲芘c地源熱泵的聯(lián)合供能系統(tǒng)是一種新型供暖技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。影響地源熱泵系統(tǒng)的相關(guān)量中土壤熱量分析是一個(gè)重要參數(shù)。同濟(jì)大學(xué)的馬宏權(quán)分析地源熱泵熱平衡問題的由來，并提到可以在地埋管換熱器布置場(chǎng)地內(nèi)布置溫度傳感器，來采集與分析土壤溫度。

但現(xiàn)有技術(shù)中，普通溫度傳感器因存在傳輸、損耗以及干擾等因素而導(dǎo)致的采集溫度數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于公開一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置與系統(tǒng)，以解決普通溫度傳感器因存在傳輸、損耗以及干擾等因素而導(dǎo)致的采集溫度數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確的問題。

為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，公開一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置，并采用如下技術(shù)方案:

一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置包括：用于獲取目標(biāo)地源熱泵井內(nèi)不同深度土壤溫度的多個(gè)光纖光柵傳感器，多個(gè)所述光纖光柵傳感器對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述地源熱泵井中不同土壤深度處；用于將多個(gè)所述光纖光柵傳感器所獲取的土壤溫度由光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的光纖解調(diào)主機(jī)，所述光纖解調(diào)主機(jī)分別連接多個(gè)所述光纖光柵傳感器；用于對(duì)所述土壤溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述光纖解調(diào)主機(jī)電連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：用于對(duì)所述土壤溫度進(jìn)行分析的arm模塊；以及用于傳輸所述arm模塊處理后得到的土壤溫度數(shù)據(jù)的傳輸模塊，所述傳輸模塊與所述arm模塊電連接。

進(jìn)一步地，所述的檢測(cè)裝置還包括：用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的led顯示屏，所述led顯示屏通過以太網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信。

進(jìn)一步地，所述的檢測(cè)裝置還包括：用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及分析的服務(wù)器端，所述服務(wù)器端通過無線模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時(shí)通信。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)，并采用如下技術(shù)方案：

一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)包括：多個(gè)光纖光柵傳感器組，其中每組包括多個(gè)所述光纖光柵傳感器，多個(gè)所述光纖光柵傳感器對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述地源熱泵井中不同土壤深度處；用于將多個(gè)所述光纖光柵傳感器所獲取的土壤溫度由光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的光纖解調(diào)主機(jī)，所述光纖解調(diào)主機(jī)分別連接每個(gè)所述光纖光柵傳感器組中的光纖光柵傳感器；用于對(duì)所述土壤溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述光纖解調(diào)主機(jī)電連接；用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的led顯示屏，所述led顯示屏通過以太網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信；用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及分析的服務(wù)器端，所述服務(wù)器端通過無線模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時(shí)通信。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：用于接收從所述光纖解調(diào)主機(jī)發(fā)送的土壤溫度的光纖傳感器數(shù)據(jù)接收模塊；用于對(duì)所述土壤問題進(jìn)行處理并得到土壤溫度數(shù)據(jù)的arm模塊，所述arm模塊與所述光纖傳感器數(shù)據(jù)接收模塊電連接；用于將所述土壤溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與所述arm模塊電連接；用于將所述土壤溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)傳輸目標(biāo)進(jìn)行通信的無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述arm模塊電連接。

進(jìn)一步地，多個(gè)光纖光柵傳感器組中的任意一組光纖光柵傳感器包括10至18個(gè)光纖光柵傳感器，且每個(gè)所述光纖光柵傳感器由淺至深設(shè)置于同一所述地源熱泵井中的不同深度處。

根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種供暖系統(tǒng)，并采用如下技術(shù)方案：

一種供暖系統(tǒng)包括：太陽能供暖系統(tǒng)；地源熱泵供暖系統(tǒng)；所述太陽能供暖系統(tǒng)與所述地源熱泵供暖系統(tǒng)均與地面供暖中心單元相連接；其中，所述地源熱泵供暖系統(tǒng)包括上述的檢測(cè)裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種供暖系統(tǒng)，并采用如下技術(shù)方案：

一種供暖系統(tǒng)包括：太陽能供暖系統(tǒng)；地源熱泵供暖系統(tǒng)；所述太陽能供暖系統(tǒng)與所述地源熱泵供暖系統(tǒng)均與地面供暖中心單元相連接；其中，所述地源熱泵供暖系統(tǒng)包括上述的檢測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明可以對(duì)太陽能與地源熱泵聯(lián)合供能系統(tǒng)的土壤溫度進(jìn)行采樣與遠(yuǎn)傳，通過將光纖光柵傳感器依次布設(shè)到每一口井的不同土壤深度，光纖解調(diào)主機(jī)完成各個(gè)井通道的溫度測(cè)量后，數(shù)據(jù)匯總到arm為核心的數(shù)據(jù)處理傳輸模塊，再通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了本地led大屏幕的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和分析，進(jìn)一步可基于sim900a無線模塊實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，服務(wù)器接收數(shù)據(jù)后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)處理和分析。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的土壤溫度獲取手段而言，光纖光柵具有頻帶寬，損耗低，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，用光纖光柵進(jìn)行測(cè)溫成本低，精度可達(dá)0.5攝氏度。經(jīng)過對(duì)北京市某現(xiàn)場(chǎng)10個(gè)井120個(gè)測(cè)試點(diǎn)的土壤溫度的精確采集和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，并完成了近一年的數(shù)據(jù)采樣分析。實(shí)驗(yàn)分析表明，該地源熱泵井周圍地區(qū)土壤溫度波動(dòng)大致范圍在8-25攝氏度之間，夏季溫度高于冬季溫度10度左右，隨著土壤深入，兩者溫度相差越來越少。而地表溫度較于地下120米處，夏季溫度降低5度左右，冬季溫度比較平穩(wěn)，土壤溫度隨著及季節(jié)和熱泵的運(yùn)行，存在熱量不均衡的情況，這些數(shù)據(jù)對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化功能系統(tǒng)具有顯著的意義，為進(jìn)一步進(jìn)行熱量平衡提供數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的光纖光柵制作示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的光纖光柵傳感器測(cè)試點(diǎn)多通道架構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的某一時(shí)刻的數(shù)據(jù)曲線圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的測(cè)試點(diǎn)1和測(cè)試點(diǎn)3不同時(shí)間溫度折線圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例所述的1月和7月季節(jié)，不同測(cè)井溫度折線圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

光纖光柵是利用摻雜光纖的光致折射率變化特性，用特殊工藝使得光纖纖芯的折射率發(fā)生永久性周期變化而形成的一種反射型光纖無源器件。當(dāng)寬帶光波通過光纖光柵時(shí)，對(duì)滿足bragg條件的入射光產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射，并沿原傳輸光纖返回，而其它波長(zhǎng)的光波可以無損耗的通過。透射過去的其它波長(zhǎng)光波可以繼續(xù)傳輸給其它具有不同中心波長(zhǎng)的光纖光柵陣列，其中相應(yīng)中心波長(zhǎng)的窄帶光系列將被逐一反射，全部沿原傳輸光纖返回，由此可實(shí)現(xiàn)多個(gè)光纖光柵傳感器的波分復(fù)用，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量。

當(dāng)其所處的溫度場(chǎng)變化時(shí)，溫度與光纖bragg光柵波長(zhǎng)變化的關(guān)系為：

式中，光纖的熱膨脹系數(shù)α主要引起柵格的周期的變化，取α＝5.5×10^-7k^-1；光纖的熱光系數(shù)ξ主要引起光纖的折射率的變化，取ξ＝7.0×10^-6k^-1。

光纖光柵是利用光纖材料的光敏性：即外界入射光子和纖芯相互作用而引起后者折射率的永久性變化，用紫外激光直接寫入法在單模光纖(直徑為0.125mm～0.25mm)的纖芯內(nèi)形成的空間相位光柵，其實(shí)質(zhì)是在纖芯內(nèi)形成一個(gè)窄帶的濾光器或反射鏡，具體參見圖3所示，在普通光纖1中，形成一段長(zhǎng)度為10mm左右的敏感區(qū)2，可以準(zhǔn)確感測(cè)溫度、應(yīng)力的變化。在對(duì)土壤進(jìn)行溫度采樣時(shí)，將光纖光柵依次垂直埋入地下，可設(shè)置任意多個(gè)通道，例如設(shè)置10個(gè)通道，每個(gè)通道有12個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)之間相隔10米，土壤分層光纖光柵采樣布置結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

上述為光纖光柵測(cè)溫原理，光纖光柵制作過程，及測(cè)溫時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)架構(gòu)。

以下通過具體實(shí)施例闡述本發(fā)明公開的地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意。

參見圖1所示，一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)裝置包括：用于獲取目標(biāo)地源熱泵井內(nèi)不同深度土壤溫度的多個(gè)光纖光柵傳感器10，多個(gè)所述光纖光柵傳感器10對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述地源熱泵井中不同土壤深度處；用于將多個(gè)所述光纖光柵傳感器10所獲取的土壤溫度由光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的光纖解調(diào)主機(jī)20，所述光纖解調(diào)主機(jī)20分別連接多個(gè)所述光纖光柵傳感器10；用于對(duì)所述土壤溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理模塊30，所述數(shù)據(jù)處理模塊30與所述光纖解調(diào)主機(jī)20電連接。

在本實(shí)施例的技術(shù)方案中，一個(gè)目標(biāo)地源熱泵井對(duì)應(yīng)一個(gè)通道，一個(gè)通道內(nèi)布置多個(gè)光纖光柵傳感器10，每個(gè)光纖光柵傳感器10均與光纖解調(diào)主機(jī)20相連接，光纖解調(diào)主機(jī)20將光纖光柵傳感器10的獲取的土壤溫度由光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，數(shù)據(jù)匯總到arm為核心的數(shù)據(jù)處理模塊30，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析及使用。

因此，采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的土壤溫度獲取手段而言，光纖光柵具有頻帶寬，損耗低，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，用光纖光柵進(jìn)行測(cè)溫成本低，精度高，且在經(jīng)過對(duì)多個(gè)測(cè)試點(diǎn)的土壤溫度的精確采集和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳的試驗(yàn)表明，采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，可以高效的完成土壤溫度的數(shù)據(jù)采樣分析工作，為進(jìn)一步的熱平衡工作提供數(shù)據(jù)支持。

優(yōu)選地，所述的檢測(cè)裝置還包括：用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的led顯示屏，所述led顯示屏通過以太網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信。

本實(shí)施例增設(shè)了一led顯示屏，led顯示屏通常設(shè)置在工作站，或者供能大廳，供工作人員實(shí)時(shí)了解土壤溫度的變化情況，并且對(duì)土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便進(jìn)一步的供能工作安排。

優(yōu)選地，所述的檢測(cè)裝置還包括：用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及分析的服務(wù)器端，所述服務(wù)器端通過無線模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時(shí)通信。

本實(shí)施例增設(shè)服務(wù)器端，服務(wù)器端可以為云端服務(wù)器，服務(wù)器端與數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時(shí)通信，獲取數(shù)據(jù)處理模塊的土壤溫度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在服務(wù)器端，服務(wù)器端可以對(duì)土壤溫度數(shù)進(jìn)一步分析，使用。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)圖。

參見圖2所示，一種地源熱泵中土壤溫度檢測(cè)系統(tǒng)包括：多個(gè)光纖光柵傳感器組21，其中每組包括多個(gè)所述光纖光柵傳感器10，多個(gè)所述光纖光柵傳感器10對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述地源熱泵井中不同土壤深度處；用于將多個(gè)所述光纖光柵傳感器10所獲取的土壤溫度由光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的光纖解調(diào)主機(jī)20，所述光纖解調(diào)主機(jī)20分別連接每個(gè)所述光纖光柵傳感器組21中的光纖光柵傳感器10；用于對(duì)所述土壤溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理模塊30，所述數(shù)據(jù)處理模塊30與所述光纖解調(diào)主機(jī)20電連接；用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的led顯示屏32，所述led顯示屏32通過以太網(wǎng)31與所述數(shù)據(jù)處理模塊30通信；用于對(duì)所述土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及分析的服務(wù)器端33，所述服務(wù)器端33通過無線模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊30實(shí)時(shí)通信。

本實(shí)施例架構(gòu)了光纖光柵傳感器組21，實(shí)現(xiàn)多通道的溫度測(cè)量，即將多口井納入一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，最終綜合分析，對(duì)比每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)，例如：利用光纖光柵傳感器依次布設(shè)到每一口井的不同土壤深度，光纖解調(diào)主機(jī)完成十個(gè)通道的溫度測(cè)量后，數(shù)據(jù)匯總到arm為核心的數(shù)據(jù)處理模塊30，再通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了本地led大屏幕的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和分析，基于sim900a無線模塊實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，服務(wù)器接收數(shù)據(jù)后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)處理和分析。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊30包括：用于接收從所述光纖解調(diào)主機(jī)20發(fā)送的土壤溫度的光纖傳感器10數(shù)據(jù)接收模塊；用于對(duì)所述土壤問題進(jìn)行處理并得到土壤溫度數(shù)據(jù)的arm模塊，所述arm模塊與所述光纖傳感器數(shù)據(jù)接收模塊電連接；用于將所述土壤溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與所述arm模塊電連接；用于將所述土壤溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)傳輸目標(biāo)進(jìn)行通信的無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述arm模塊電連接。

具體參見圖5所示，數(shù)據(jù)處理傳輸模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示。以arm模塊內(nèi)核cotex-m3的stm32f103芯片為核心的數(shù)據(jù)處理傳輸模塊，包括電源模塊，光纖傳感數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，無線通信模塊。傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過光纖傳感數(shù)據(jù)接收模塊，最終完成數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)并通過無線方式傳輸出去。

光纖光柵數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算得到的溫度通過485總線modbus協(xié)議傳輸給光纖傳感數(shù)據(jù)接收模塊，最終完成數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)并通過無線方式傳輸出去。485數(shù)據(jù)格式為1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位和偶校驗(yàn)，波特率為38400bps，modbus協(xié)議數(shù)據(jù)請(qǐng)求協(xié)議如表1所示，數(shù)據(jù)接收協(xié)議如表2所示。

表1數(shù)據(jù)請(qǐng)求協(xié)議

表2數(shù)據(jù)接收協(xié)議

伴隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線數(shù)據(jù)采集卡慢慢涌現(xiàn)出來，sim900a芯片在眾多項(xiàng)目中的成功實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡的無線通訊提供了新的思路。485總線是一種廣泛應(yīng)用工業(yè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的串行總線，采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共模干擾的能力，具有高靈敏度，傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。

無線通訊模塊采用sim900a芯片，將光纖采集模塊的10個(gè)通道總計(jì)120個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)以int格式組成協(xié)議包實(shí)現(xiàn)gsm/gprs遠(yuǎn)傳。數(shù)據(jù)協(xié)議如表3所示，共256個(gè)字節(jié)，包括幀頭，單元地址，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)，crc校驗(yàn)和幀尾。校驗(yàn)占用兩個(gè)字節(jié)，為crc即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(cyclicredundancycheck)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。

表3無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

經(jīng)過對(duì)某地源熱泵與太陽能聯(lián)合供能系統(tǒng)中土壤溫度持續(xù)近一年采樣監(jiān)測(cè)。表4為9號(hào)井12個(gè)測(cè)試點(diǎn)在不同時(shí)間下的溫度檢測(cè)值，2016011014為2016年1月10日14點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)1即為光纖光柵傳感器1靠近地面，1至12依次10米遞增深入地下，準(zhǔn)分布式測(cè)溫值。

表49號(hào)井溫度采樣

參見圖6所示，圖6所示為2016年9月10日某一時(shí)刻的數(shù)據(jù)曲線圖，選取6號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、10號(hào)井的12個(gè)測(cè)試點(diǎn)溫度折線圖?？梢钥闯鲭S著測(cè)試點(diǎn)深入地下，溫度呈下降趨勢(shì)，每個(gè)測(cè)井同樣深度的光柵測(cè)試點(diǎn)溫度相差不大。

圖7所示為測(cè)試點(diǎn)1和測(cè)試點(diǎn)3不同時(shí)間溫度折線圖，選取10個(gè)通道的光柵測(cè)試點(diǎn)1和光柵測(cè)試點(diǎn)3在1、3、5、7、9月某一天的溫度值。由圖可知隨著大氣中溫度的增加，土壤溫度也隨之增加，上下浮動(dòng)不超過10度，土壤溫度大約在8-25度左右。

對(duì)取暖季和制冷季即1月和7月12測(cè)試點(diǎn)完成10個(gè)井的數(shù)據(jù)平均，可得到折線圖8，其中橫軸為測(cè)試點(diǎn)編號(hào)，縱軸為測(cè)試點(diǎn)的溫度值。由圖可知，當(dāng)有大量的光照，土壤溫度隨之升高，夏季溫度高于冬季溫度10度左右，隨著土壤深入，兩者溫度相差越來越少。而地表溫度較于地下120米處，夏季溫度降低5度左右，冬季溫度比較平穩(wěn)。

本實(shí)施例采用光纖光柵實(shí)現(xiàn)了太陽能與地源熱泵聯(lián)合供能系統(tǒng)中土壤溫度的監(jiān)測(cè)與分析。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)分布式測(cè)溫，測(cè)量精度達(dá)到0.5攝氏度，并且實(shí)現(xiàn)了溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)無線遠(yuǎn)傳和土壤溫度分析。本文完成了某現(xiàn)場(chǎng)的10個(gè)井共計(jì)120個(gè)測(cè)試點(diǎn)持續(xù)一年的數(shù)據(jù)采樣和傳輸，分析了該地源熱泵井周圍地區(qū)土壤溫度波動(dòng)情況，夏季冬季溫度變化情況，土壤不同深度溫度分布情況等。結(jié)果表明，不同季節(jié)土壤溫度分布存在不均衡，需要后續(xù)持續(xù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，累計(jì)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化太陽能及地源熱泵聯(lián)合供能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有力的數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)。

優(yōu)選地，多個(gè)光纖光柵傳感器組中的任意一組光纖光柵傳感器包括10至18個(gè)光纖光柵傳感器，且每個(gè)所述光纖光柵傳感器由淺至深設(shè)置于同一所述地源熱泵井中的不同深度處。

本發(fā)明提供的一種供暖系統(tǒng)包括：太陽能供暖系統(tǒng)；地源熱泵供暖系統(tǒng)；所述太陽能供暖系統(tǒng)與所述地源熱泵供暖系統(tǒng)均與地面供暖中心單元相連接；其中，所述地源熱泵供暖系統(tǒng)包括上述的檢測(cè)裝置。

本發(fā)明提供的一種供暖系統(tǒng)包括：太陽能供暖系統(tǒng)；地源熱泵供暖系統(tǒng)；所述太陽能供暖系統(tǒng)與所述地源熱泵供暖系統(tǒng)均與地面供暖中心單元相連接；其中，所述地源熱泵供暖系統(tǒng)包括上述的檢測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明可以對(duì)太陽能與地源熱泵聯(lián)合供能系統(tǒng)的土壤溫度進(jìn)行采樣與遠(yuǎn)傳，通過將光纖光柵傳感器依次布設(shè)到每一口井的不同土壤深度，光纖解調(diào)主機(jī)完成各個(gè)井通道的溫度測(cè)量后，數(shù)據(jù)匯總到arm為核心的數(shù)據(jù)處理傳輸模塊，再通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了本地led大屏幕的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和分析，進(jìn)一步可基于sim900a無線模塊實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，服務(wù)器接收數(shù)據(jù)后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)處理和分析。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的土壤溫度獲取手段而言，光纖光柵具有頻帶寬，損耗低，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，用光纖光柵進(jìn)行測(cè)溫成本低，精度可達(dá)0.5攝氏度。經(jīng)過對(duì)北京市某現(xiàn)場(chǎng)10個(gè)井120個(gè)測(cè)試點(diǎn)的土壤溫度的精確采集和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳，并完成了近一年的數(shù)據(jù)采樣分析。實(shí)驗(yàn)分析表明，該地源熱泵井周圍地區(qū)土壤溫度波動(dòng)大致范圍在8-25攝氏度之間，夏季溫度高于冬季溫度10度左右，隨著土壤深入，兩者溫度相差越來越少。而地表溫度較于地下120米處，夏季溫度降低5度左右，冬季溫度比較平穩(wěn)，土壤溫度隨著及季節(jié)和熱泵的運(yùn)行，存在熱量不均衡的情況，這些數(shù)據(jù)對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化功能系統(tǒng)具有顯著的意義，為進(jìn)一步進(jìn)行熱量平衡提供數(shù)據(jù)支持。

以上只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，毋庸置疑，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，上述附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。