CN112572752A - 一种船用海水冷却泵变频节能方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用海水冷却泵变频节能方法，包括以下步骤：淡水从淡水用户通过淡水泵流经冷却器，海水箱内的海水经变频海水冷却泵流经冷却器，淡水与海水在冷却器中进行热交换，热交换后的淡水经过温控三通阀回到淡水用户，热交换后的海水排到舷外；温控三通阀实时监控淡水进口端的温度，若淡水的温度低于设定温度，温控三通阀打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，直至温控三通阀检测到淡水的温度与设定温度相同。本发明根据变频器单元设定的逻辑，通过调节变频海水冷却泵的频率及控制其排量，以满足淡水进口端的设定温度要求，使得变频海水冷却泵在低功率下运行，达到节能的目的。

Description

一种船用海水冷却泵变频节能方法
技术领域
本发明属于船舶海水冷却系统技术领域，具体涉及一种船用海水冷却泵变频节能方法。
背景技术
通常冷却海水泵的设计排量是按照淡水用户全部运行且海水温度最大的情况进行设计的，而船舶实际运行时，淡水用户没有全部运行且海水温度低于设计温度，此时，实际需要的海水排量远低于海水泵设计排量，但是海水冷却泵依旧在大排量、高功率下运行，这样状态就过多消耗了船舶电能。采用海水冷却泵变频是一种非常有效的节能方法，而冷却海水泵变频的控制逻辑很复杂，因此怎样合理设计冷却海水泵变频控制逻辑成为一个亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种船用海水冷却泵变频节能方法，本发明能够根据水温变化调整海水泵的流量，达到节能环保的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种船用海水冷却泵变频节能方法，采用特制的船用海水冷却泵变频节能装置，所述变频节能装置包括淡水用户、海水箱、冷却器、淡水泵、第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵、淡水进口传感器、海水进口传感器、海水出口传感器、变频器单元，所述淡水用户的出口端与淡水用户的入口端通过淡水循环管道连通，所述淡水循环管道部分设置于所述冷却器内，所述淡水循环管道靠近入口端的一侧设置温控三通阀与淡水进口传感器，所述淡水循环管道靠近出口端的一侧通过旁通管连接所述温控三通阀，所述海水箱的出口端与海水箱的入口端通过海水循环管道连通，所述海水循环管道部分设置于所述冷却器内，所述第一变频海水冷却泵、所述第二变频海水冷却泵、所述第三变频海水冷却泵并联设置于海水循环管道靠近出口端的一侧，所述海水出口传感器设置于靠近出口端的一侧，所述海水进口传感器设置于靠近入口端的一侧，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵、淡水进口传感器、海水进口传感器、海水出口传感器、变频器单元、温控三通阀连接变频器单元；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、淡水从淡水用户通过淡水泵流经冷却器，海水箱内的海水经第一变频海水冷却泵流经冷却器，第一变频海水冷却泵的频率设置为a，淡水与海水在冷却器中进行热交换，热交换后的淡水经过温控三通阀回到淡水用户，热交换后的海水排到舷外；
步骤二、温控三通阀实时监控淡水进口端的温度，若淡水的温度低于设定温度，温控三通阀打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，直至温控三通阀检测到淡水的温度与设定温度相同；
步骤三、淡水进口传感器实时检测进口端淡水的温度，若淡水的温度高于设定温度，温度控制阀调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，当旁通管处于关闭状态时，调节第一变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同；
步骤四、当第一变频海水冷却泵的频率达最大值，若淡水进口端的淡水温度高于设定的温度，第二变频海水冷却泵的打开，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均设置为a；
步骤五、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均设置为a，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同；
步骤六、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率达最大值，若淡水进口端的温度高于设定的温度，第三变频海水冷却泵的打开，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均设置为a；
步骤七、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均设置为a，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同。
作为优选的技术方案，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率a＝(20+T×0.156)Hz，T为海水进口传感器测得的海水实时温度。
作为优选的技术方案，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的最大频率为60Hz。
作为优选的技术方案，淡水的入口端设定温度为36℃。
作为优选的技术方案，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵均处于运行状态且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，首先将第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均降为a。
作为优选的技术方案，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第三变频海水冷却泵。
作为优选的技术方案，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第二变频海水冷却泵。
作为优选的技术方案，当第一变频海水冷却泵、为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，温控三通阀打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，直至温控三通阀检测到淡水的温度与设定温度相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明在淡水循环管道、海水循环管道上分别安装海水进口传感器、海水出口传感器、淡水进口传感器，然后将这三个温度信号传送至变频器单元，结合温控三通阀的旁通管开关信号，根据变频器单元设定的逻辑，通过调节变频海水冷却泵的频率及控制其排量，以满足淡水进口端的设定温度要求，使得变频海水冷却泵在低功率下运行，达到节能的目的。
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为本发明船用海水冷却泵变频节能装置的结构示意图。
其中，附图标记具体说明如下：海水箱1、冷却器2、淡水泵3、温控三通阀4、海水出口传感器5、海水进口传感器6、淡水进口传感器7、变频器单元8、第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例提供一种船用海水冷却泵变频节能装置，包括淡水用户、海水箱1、冷却器2、淡水泵3、第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11、淡水进口传感器7、海水进口传感器6、海水出口传感器5、变频器单元8，淡水用户的出口端与淡水用户的入口端通过淡水循环管道连通，淡水循环管道部分设置于冷却器2内，淡水循环管道靠近入口端的一侧设置温控三通阀4与淡水进口传感器7，淡水循环管道靠近出口端的一侧通过旁通管连接温控三通阀4，海水箱1的出口端与海水箱1的入口端通过海水循环管道连通，海水循环管道部分设置于冷却器2内，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11并联设置于海水循环管道靠近出口端的一侧，海水出口传感器5设置于靠近出口端的一侧，海水进口传感器6设置于靠近入口端的一侧，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11、淡水进口传感器7、海水进口传感器6、海水出口传感器5、变频器单元8、温控三通阀4连接变频器单元8。
本实施例还提供一种船用海水冷却泵变频节能方法，包括以下步骤：
步骤一、淡水从淡水用户通过淡水泵3流经冷却器2，海水箱1内的海水经第一变频海水冷却泵9流经冷却器2，第一变频海水冷却泵9的频率设置为a，淡水与海水在冷却器2中进行热交换，热交换后的淡水经过温控三通阀4回到淡水用户，热交换后的海水排到舷外。频率a＝(20+T×0.156)Hz，T为海水进口传感器6测得的海水实时温度。每台变频海水冷却泵设计流量为Q m3/h，频率a所对应的变频泵特性曲线上流量Qb≥(11.25+T×0.586)÷100×Q m3/h。
步骤二、温控三通阀4实时监控淡水进口端的温度，若淡水的温度低于设定温度，本实施例中，设定温度为36℃，温控三通阀4打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器2的流量比，直至温控三通阀4检测到淡水的温度与设定温度相同。
步骤三、淡水进口传感器7实时检测进口端淡水的温度，若淡水的温度高于设定温度，温度控制阀调节淡水流经旁通管与流经冷却器2的流量比，当旁通管处于关闭状态时，调节第一变频海水冷却泵9的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同。
步骤四、当第一变频海水冷却泵9的频率达最大值，若淡水进口端的淡水温度高于设定的温度，第二变频海水冷却泵10的打开，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10的频率均设置为a，运行5-10min后，如果温控三通阀4连接旁通管一端的信号为开，即有淡水从旁通管流过，淡水流入淡水用户端的温度等于36℃，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10以此频率a运行，温控三通阀4控制冷却器2淡水出口的温度。
步骤五、当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10的频率均设置为a，且温控三通阀4连接旁通管一端的信号为关，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同；
步骤六、当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10的频率达最大值，且温控三通阀4连接旁通管一端的信号为关，若淡水进口端的温度高于设定的温度，第三变频海水冷却泵11的打开，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的频率均设置为a，运行5-10min后，如果温控三通阀4连接旁通管一端的信号为开，即有淡水从旁通管流过，淡水流入淡水用户端的温度等于36℃，第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10以此频率a运行，温控三通阀4控制冷却器2淡水出口的温度。
步骤七、当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的频率均设置为a，且温控三通阀4连接旁通管一端的信号为关，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同。第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的最大频率为60Hz。
相反的，当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11均处于运行状态且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，首先将第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的频率均降为a。当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10、第三变频海水冷却泵11的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第三变频海水冷却泵11。当第一变频海水冷却泵9、第二变频海水冷却泵10的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第二变频海水冷却泵10。当第一变频海水冷却泵9、为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，温控三通阀4打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器2的流量比，直至温控三通阀4检测到淡水的温度与设定温度相同。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (8)

1.一种船用海水冷却泵变频节能方法，采用特制的船用海水冷却泵变频节能装置，所述变频节能装置包括淡水用户、海水箱、冷却器、淡水泵、第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵、淡水进口传感器、海水进口传感器、海水出口传感器、变频器单元，所述淡水用户的出口端与淡水用户的入口端通过淡水循环管道连通，所述淡水循环管道部分设置于所述冷却器内，所述淡水循环管道靠近入口端的一侧设置温控三通阀与淡水进口传感器，所述淡水循环管道靠近出口端的一侧通过旁通管连接所述温控三通阀，所述海水箱的出口端与海水箱的入口端通过海水循环管道连通，所述海水循环管道部分设置于所述冷却器内，所述第一变频海水冷却泵、所述第二变频海水冷却泵、所述第三变频海水冷却泵并联设置于海水循环管道靠近出口端的一侧，所述海水出口传感器设置于靠近出口端的一侧，所述海水进口传感器设置于靠近入口端的一侧，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵、淡水进口传感器、海水进口传感器、海水出口传感器、变频器单元、温控三通阀连接变频器单元；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、淡水从淡水用户通过淡水泵流经冷却器，海水箱内的海水经第一变频海水冷却泵流经冷却器，第一变频海水冷却泵的频率设置为a，淡水与海水在冷却器中进行热交换，热交换后的淡水经过温控三通阀回到淡水用户，热交换后的海水排到舷外；
步骤二、温控三通阀实时监控淡水进口端的温度，若淡水的温度低于设定温度，温控三通阀打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，直至温控三通阀检测到淡水的温度与设定温度相同；
步骤三、淡水进口传感器实时检测进口端淡水的温度，若淡水的温度高于设定温度，温度控制阀调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，当旁通管处于关闭状态时，调节第一变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同；
步骤四、当第一变频海水冷却泵的频率达最大值，若淡水进口端的淡水温度高于设定的温度，第二变频海水冷却泵的打开，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均设置为a；
步骤五、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均设置为a，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同；
步骤六、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率达最大值，若淡水进口端的温度高于设定的温度，第三变频海水冷却泵的打开，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均设置为a；
步骤七、当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均设置为a，若淡水进口端的温度高于设定温度，调节第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率至进口端淡水的温度与设定温度相同。
2.如权利要求1所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率a＝(20+T×0.156)Hz，T为海水进口传感器测得的海水实时温度。
3.如权利要求1所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的最大频率为60Hz。
4.如权利要求1所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，淡水的入口端设定温度为36℃。
5.如权利要求1所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵均处于运行状态且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，首先将第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均降为a。
6.如权利要求5所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵、第三变频海水冷却泵的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第三变频海水冷却泵。
7.如权利要求6所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，当第一变频海水冷却泵、第二变频海水冷却泵的频率均为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，关闭第二变频海水冷却泵。
8.如权利要求7所述的一种船用海水冷却泵变频节能方法，其特征在于，当第一变频海水冷却泵、为a且旁通管处于关闭状态，若淡水进口端的温度低于设定温度，温控三通阀打开旁通管，部分淡水通过旁通管循环，调节淡水流经旁通管与流经冷却器的流量比，直至温控三通阀检测到淡水的温度与设定温度相同。
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