CN108945380A - 极地船舶机器处所的自动调节通风系统及其通风调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了极地船舶机器处所的自动调节通风系统及其通风条件方法，自动调节通风系统包括进风百叶窗、送风机、排风百叶窗、排风机、温度传感器、压力传感器、送风机变频器、排风机变频器、PLC以及电源；温度传感器用于检测机器处所内的平均温度，并将其温度信号传输给PLC；两个压力传感器用于检测机器处所内、外的压力差，并将其压力差信号传输给PLC；送风机变频器用于调节送风机驱动电机转速；排风机变频器用于调节排风机驱动电机转速；PLC用于控制送风机变频器和排风机变频器；电源用于为整个自动调节通风系统供电。本发明结构简单、使用方便，PLC经过不断进行循环采集和控制，自动调整风机转速，以将机器处所的温度控制在设定目标值。

Description

极地船舶机器处所的自动调节通风系统及其通风调节方法

技术领域

本发明涉及船舶用通风系统，特别涉及极地船舶机器处所的自动调节通风系统及其通风调节方法。

背景技术

船舶机器处所通风系统的主要功能是提供燃烧设备必需的燃烧用空气、带走设备的散热量及为机器处所内工作人员创造适宜的环境条件。极地船舶与常规无限航区运营的船舶有一定的差别，外界环境温度和机器处所温度在不同的季节下差距较大，尤其是出于低温环境下，如果机器处所的通风系统依然沿用通常的设计思路而不做任何改善措施，会带来一系列使用上的问题和风险。

现有技术一的技术方案如下：

机器处所采用定速风机时，为了保证机器处所的平均温度不至于过低，需通过关闭部分送风机的方式来减少进风量，开启部分出风口的方式来控制送风区域；不考虑使用其他加热措施来提高进风温度。

采用上述技术方案为机器处所送风有如下缺点：

1、对于只有一台机器处所送风机的船舶，无法通过调节风机数量来调节送风量。

2、机器处所风机的风量一般都比较大，仅仅依靠开启部分风机的做法，依然会导致大量的室外冷空气被送入机器处所，导致机器处所的温度急剧降低。

2、大量的冷空气在穿过风机进口百叶窗时，可能会导致百叶窗不同程度的结冰，进风百叶窗的有效通流面积会不断缩小，需要为百叶窗设置除冰或防结冰措施。

4、在不同的外界环境温度条件下，各出风口所需的风量实际是不同的，较难通过出风口来调节并达到所需的风量。

5、当机器处所内温度持续不断的降低，接近舱内温度的下限值时，可能需要暂时关闭送风机和所有出风口，当温度逐步回升接近上限值时需再次打开送风机和出风口。

现有技术二的技术方案如下：

机器处所采用定速风机时，为了保证机器处所的平均温度不至于过低，需通过关闭部分送风机的方式来减少进风量，开启部分出风口的方式来控制送风区域；考虑使用其他加热措施来提高进风温度，如在风机出口增设加热器。

采用上述技术方案为机器处所送风有如下缺点：

1、对于只有一台机器处所送风机的船舶，无法通过调节风机数量来调节送风量。

2、机器处所风机的风量一般都比较大，仅仅依靠开启部分风机的做法，依然会导致大量的室外冷空气被送入机器处所，导致机器处所的温度急剧降低。

3、大量的冷空气在穿过风机进口百叶窗时，可能会导致百叶窗不同程度的结冰，进风百叶窗的有效通流面积会不断缩小，需要为百叶窗设置除冰或防结冰措施。

4、在不同的外界环境温度条件下，各出风口所需的风量实际是不同的，较难通过出风口来调节并达到所需的风量。

5、当机器处所内温度持续不断的降低，接近舱内温度的下限值时，可能需要短时关闭送风机和所有出风口，当温度逐步提高接近上限值时需再次开启。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不但能够实现机器处所通风的主要功能，而且能有效的减少船舶能源消耗，节省运营成本的极地船舶机器处所的自动调节通风系统及其通风调节方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

极地船舶机器处所的自动调节通风系统，自动调节通风系统包括：

一设置在机器处所进风口的进风百叶窗；

一设置在机器处所进风口内的送风机，送风机上自带送风机驱动电机；

一设置在机器处所排风口的排风百叶窗；

一设置在机器处所排风口内的排风机，排风机上自带排风机驱动电机；

若干设置在机器处所内的温度传感器，用于检测机器处所内的平均温度，并将其温度信号传输给PLC；

两个压力传感器，其中一个设置在机器处所内，另一个设置在机器处所外；两个压力传感器用于检测机器处所内、外的压力差，并将其压力差信号传输给PLC；

一送风机变频器，用于调节送风机驱动电机转速；

一排风机变频器，用于调节排风机驱动电机转速；

一PLC，用于控制送风机变频器和排风机变频器；

一电源，电源用于为整个自动调节通风系统供电。

在本发明的一个实施例中，进风百叶窗上设有电伴热带。

在本发明的一个实施例中，自动调节通风系统还包括设置在机器处所外部的组合启动柜，送风机变频器、排风机变频器、PLC以及电源均设置在组合启动柜内。

在本发明的一个实施例中，自动调节通风系统还包括数据采集卡，数据采集卡用于将PLC采集的信息进行转换和输出。

极地船舶机器处所的自动调节通风系统的通风调节方法，所述通风调节方法包括如下步骤：

(1)首先在组合起动柜上设定机器处所内的目标温度值以及机器处所内外压力差值，PLC检测温度、压力传感器的参数及送、排风机转速，然后通过数据采集卡将采集的参数信号转换成数字信号输出，PLC通过控制信号控制送、排风机变频器，送、排风机变频器控制送、排风机驱动电机驱动送、排风机；

(2)判断机器处所内的温度信号值是否高于目标温度值，若PLC检测到的温度值高于目标温度值，则增加输出电压信号至送风机变频器，即增加送风机转速和风量；若PLC检测到的温度值不高于目标温度值，则减少输出电压信号至送风机变频器，即降低送风机转速和风量；

(3)判断机器处所内外压力差值是否高于目标设定压力值，若PLC检测到的内外压力差值高于目标设定压力值，则增加输出电压信号至送排机变频器，即则提高排风机转速加大排风风量；若PLC检测到的内外压力差值小于目标设定压力值，则减少输出电压信号至排风机变频器，即降低排风机转速减小排风风量。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过PLC检测机器处所内部的温度和压力，变频控制送入机器处所的风量，不但能够实现机器处所通风的主要功能，而且能有效的减少船舶能源消耗，节省运营成本；此外，使用变频控制送、排风机驱动电机可使其始终运行在最优的速度范围，能有效的降低机械疲劳，提高系统的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明系统控制框图；

图3为本发明系统通风条件方法的流程图；

10、进风百叶窗 20、送风机 21、送风机驱动电机 30、排风百叶窗 40、排风机 41、排风机驱动电机 50、温度传感器 60、压力传感器 70、送风机变频器 80、排风机变频器90、PLC 100、电源 110、组合启动柜 120、数据采集卡。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1所示，本发明公开了极地船舶机器处所的自动调节通风系统，自动调节通风系统包括进风百叶窗10、送风机20、排风百叶窗30、排风机40、若干温度传感器50、两个压力传感器60、送风机变频器70、排风机变频器80、PLC90以及电源100。

进风百叶窗10设置在机器处所的进风口上，进风口内部的通道内设有送风机20，送风机20上自带能够驱动送风机工作的送风机驱动电机21；进风百叶窗10选用普通船用风雨密钢制百叶窗，进风百叶窗10上设有电伴热带(图中未画出)，电伴热带可防止大量的冷空气在穿过进风口百叶窗时导致结冰的情况，电伴热带根据进风量选型。

排风百叶窗30设置在机器处所的排风口的上，排风口内部的通道内设有排风机40，排风口上自带能够驱动送风机工作的排风机驱动电机41；排风百叶窗选用普通船用风雨密钢制百叶窗，无需设置电伴热带。

送风机驱动电机21、排风机驱动电机41均为变频电机，分别由送风机变频器70、排风机变频器80控制其转速。

若干温度传感器50均设置在机器处所内，用于检测不同工况条件下机器处所内的平均温度，并将其温度信号传输给PLC90，室内平均温度是风机转速的控制条件之一。

一个压力传感器60设置在机器处所内，另一个压力传感器60设置在机器处所外；两个压力传感器60用于检测不同工况条件下机器处所内、外的压力差，并将其压力差信号传输给PLC90，内、外压力差是风机转速的控制条件之一。

PLC90、电源100、送风机变频器70、排风机变频器80均设置在位于机器处所外部的组合启动柜110内，组合启动柜110可以设定机器处所内的目标温度值以及机器处所内外压力差值；PLC90用于控制送风机变频器70和排风机变频器80，实现对不同风机转速的调节、自动起动和备用等控制功能；电源100用于为整个自动调节通风系统供电。

自动调节通风系统还包括数据采集卡120，数据采集卡120用于将PLC90采集的信息进行转换和输出。

参见图2和图3所示，本发明极地船舶机器处所的自动调节通风系统的通风调节方法，包括如下步骤：

(1)首先在组合起动柜110上设定机器处所内的目标温度值以及机器处所内、外压力差值，PLC90检测温度、压力传感器的参数及送、排风机转速参数，然后通过数据采集卡120将采集的参数信号转换成数字信号输出，PLC通过控制信号控制送、排风机变频器工作，送、排风机变频器控制送、排风机驱动电机工作，从而驱动送、排风机；

(2)判断机器处所内的温度信号值是否高于目标温度值，若PLC90检测到的温度值高于目标温度值，则增加输出电压信号至送风机变频器70，即增加送风机转速和风量；若PLC检测到的温度值不高于目标温度值，则减少输出电压信号至送风机变频器，即降低送风机转速和风量；由于机器处所的机器开启情况是浮动的，所以PLC会实时检测采集到的温度信号，不断进行循环采集和控制，自动调整送风机转速，以将机器处所的温度控制在目标温度值；

(3)判断机器处所内外压力差值是否高于目标设定压力值，若PLC90检测到的内外压力差值高于目标设定压力值，则增加输出电压信号至送排机变频器80，即则提高排风机转速加大排风风量；若PLC检测到的内外压力差值小于目标设定压力值，则减少输出电压信号至排风机变频器，即降低排风机转速减小排风风量。

本发明在提高送风量的同时也提高排风量，即同步调整送风机和排风机的转速，系统的整体输出信号只有控制变频器的信号；同时，压差信号还能确保机器处所内部压力和外部压力保持在一个较相近的值，即同时控制送风机和排风机，保证送风风量与排风风量基本相等，避免出现压力差值过大。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.极地船舶机器处所的自动调节通风系统，其特征在于，自动调节通风系统包括：

一设置在机器处所进风口的进风百叶窗；

一设置在机器处所进风口内的送风机，送风机上自带送风机驱动电机；

一设置在机器处所排风口的排风百叶窗；

一设置在机器处所排风口内的排风机，排风机上自带排风机驱动电机；

若干设置在机器处所内的温度传感器，用于检测机器处所内的平均温度，并将其温度信号传输给PLC；

两个压力传感器，其中一个设置在机器处所内，另一个设置在机器处所外；两个压力传感器用于检测机器处所内、外的压力差，并将其压力差信号传输给PLC；

一送风机变频器，用于调节送风机驱动电机转速；

一排风机变频器，用于调节排风机驱动电机转速；

一PLC，用于控制送风机变频器和排风机变频器；

一电源，电源用于为整个自动调节通风系统供电。

2.根据权利要求1所述的极地船舶机器处所的自动调节通风系统，其特征在于，进风百叶窗上设有电伴热带。

3.根据权利要求1所述的极地船舶机器处所的自动调节通风系统，其特征在于，自动调节通风系统还包括设置在机器处所外部的组合启动柜，送风机变频器、排风机变频器、PLC以及电源均设置在组合启动柜内。

4.根据权利要求1所述的极地船舶机器处所的自动调节通风系统，其特征在于，自动调节通风系统还包括数据采集卡，数据采集卡用于将PLC采集的信息进行转换和输出。

5.极地船舶机器处所的自动调节通风系统的通风调节方法，其特征在于，所述通风调节方法包括如下步骤：

(1)首先在组合起动柜上设定机器处所内的目标温度值以及机器处所内外压力差值，PLC检测温度、压力传感器的参数及送、排风机转速，然后通过数据采集卡将采集的参数信号转换成数字信号输出，PLC通过控制信号控制送、排风机变频器，送、排风机变频器控制送、排风机驱动电机驱动送、排风机；

(2)判断机器处所内的温度信号值是否高于目标温度值，若PLC检测到的温度值高于目标温度值，则增加输出电压信号至送风机变频器，即增加送风机转速和风量；若PLC检测到的温度值不高于目标温度值，则减少输出电压信号至送风机变频器，即降低送风机转速和风量；

(3)判断机器处所内外压力差值是否高于目标设定压力值，若PLC检测到的内外压力差值高于目标设定压力值，则增加输出电压信号至送排机变频器，即则提高排风机转速加大排风风量；若PLC检测到的内外压力差值小于目标设定压力值，则减少输出电压信号至排风机变频器，即降低排风机转速减小排风风量。