CN114148499A - 一种船舶淡水冷却自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种船舶淡水冷却自动控制系统及方法。包括冷却机构、循环机构、运行机构及控制系统。经冷却机构冷却后的淡水流入循环机构，再通过循环机构流入运行机构，以对运行机构内的运行设备冷却降温。本申请根据每个电动遥控阀的开启或者关闭的信号确认运行设备的运行个数，以及根据运行个数确认运行机构的整体淡水需求量，并根据整体淡水需求量控制液压遥控阀的开启个数，以控制冷却机构的总输出淡水量。在淡水需求量减少时，能实时减少淡水量的输出，避免淡水的浪费。在淡水需求量增加时，增加循环机构及冷却机构淡水量输出，使淡水量满足运行机构的冷却需求，确保运行机构的正常使用及运行设备的稳定运行。

Description

一种船舶淡水冷却自动控制系统及方法

技术领域

本申请涉及船舶建造的技术领域，具体而言，涉及一种船舶淡水冷却自动控制系统及方法。

背景技术

目前，低温淡水冷却系统广泛应用于民用船舶，为主机、发电机以及其他辅助系统提供冷却。低温淡水冷却系统对管路腐蚀小且清洁，管理成本低，系统工作可靠性强，为全船大多数设备提供冷却，以确保用户的正常使用及设备的稳定运行。

现有的低温淡水冷却系统中利用定频水泵将冷却淡水输送至用户处，定频水泵通常情况下输出恒定的淡水量。在用户淡水需求量减少时，不能实时减少淡水量的输出，从而造成淡水的浪费，不利于节能环保。在用户淡水需求量增加时，不能实时增加淡水量的输出，淡水量过少无法满足用户的冷却需求，使用户及设备的温度过高，从而影响用户的正常使用及设备的稳定运行。

综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种船舶淡水冷却自动控制系统，本系统可根据外部淡水用户运行情况适时自动控制调节循环水泵的流量，以达到节能目的。

本申请实施例的另一目的还在于提供一种使用上述船舶淡水冷却自动控制系统的船舶淡水冷却自动控制方法，基于船舶内的运行设备的个数，控制从循环机构流出的淡水量。

第一方面，提供了一种船舶淡水冷却自动控制系统，包括：

冷却机构，包括多个中央冷却器，所述中央冷却器用于将淡水进行降温冷却，多个所述中央冷却器之间并联设置，每个所述中央冷却器的出口处均配置有液压遥控阀。

循环机构，包括与所述冷却机构连通的循环水泵，所述循环水泵用于将冷却后的淡水输送至指定位置处。

运行机构，与所述循环机构的出水口连通，所述运行机构包括多个运行设备，每个所述运行设备均配置电动遥控阀。

控制系统，与所述电动遥控阀和所述液压遥控阀通信连接，所述控制系统根据每个所述电动遥控阀的开启或者关闭的信号确认所述运行设备的运行个数，以及根据所述运行个数确认所述运行机构的淡水需求量，并根据所述淡水需求量控制所述液压遥控阀的开启个数，以控制所述冷却机构的总输出淡水量。

在一种实施方案中，所述循环水泵为变频泵，所述循环水泵与所述控制系统通讯连接，所述控制系统通过调节所述循环水泵的马达频率控制所述循环机构的淡水输出量。

在一种实施方案中，在所述循环机构与所述运行机构之间的管路为检测管路，在所述检测管路上设有压力传感器，所述压力传感器用于测量检测管路中的淡水压力值；

所述压力传感器与所述控制系统通讯连接；在检测到所述检测管路中的压力不满足所述运行机构的需求时，所述控制系统向所述循环水泵发射增加马达频率的信号，通过向所述循环机构增加淡水输出量，使所述检测管路中的淡水压力值达到所述运行机构所需求的淡水压力值。

在一种实施方案中，所述控制系统包括阀门遥控系统，所述阀门遥控系统控制每个所述液压遥控阀的开启或者关闭。

在一种实施方案中，所述运行机构包括出水管路和回流管路；所述出水管路的出口与所述冷却机构的进口连通，所述回流管路的出口与所述循环机构的入口连通。

在一种实施方案中，在所述循环水泵的入口处设有三通阀，所述三通阀包括第一进水口、第二进水口和出水口；所述第一进水口与所述冷却机构的出口连通，所述第二进水口与所述回流管路连通，所述三通阀的出水口与所述循环机构的进水口连通。

在一种实施方案中，在所述三通阀与所述循环机构之间的管路上设有温度传感器，所述三通阀以及所述温度传感器均与所述控制系统通信连接，所述第一进水口和所述第二进水口的开度根据所述温度传感器检测的淡水温度调节。

在一种实施方案中，在所述循环机构与所述运行机构之间的管路上设流量计，用于测量流入所述运行机构的淡水实时流量，以确定测得的淡水实时流量在设计流量范围内。

根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶淡水冷却自动控制方法，使用如第一方面所述的船舶淡水冷却自动控制系统，包括以下步骤：

S1、经所述冷却机构冷却后的淡水流入所述循环机构，再通过所述循环机构流入所述运行机构，以对所述运行机构内的运行设备冷却降温；

S2、基于每个所述运行设备对应的所述电动遥控阀的开启数量确认所述运行设备的运行个数；

S3、基于运行个数确认所述运行机构的整体淡水需求量；

S4、基于整体淡水需求量控制所述冷却机构的所述中央冷却器的开启个数，以控制所述冷却机构的总输出淡水量；同时控制所述循环机构的所述循环水泵的马达频率，以控制所述循环机构的总输出淡水量；

S5、检测所述循环机构出口处的压力值，确定输入所述运行机构的冷却淡水量满足正常运行需求；在所述循环机构出口处的压力值不满足所述运行机构正常运行需求时，重复步骤S3至S5，直至输入运行机构的冷却淡水量是否满足正常运行需求。

在一种实施方案中，在步骤S5之后，经运行机构流出的淡水的一部分流入所述冷却机构冷却后流入循环机构内，另一部分直接流入循环机构内；检测所述循环机构入水口处的水温，控制调节从冷却机构流入循环机构的淡水量以及从运行机构直接流入所述循环机构的淡水量。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请根据每个电动遥控阀的开启或者关闭的信号确认运行设备的运行个数，以及根据运行个数确认运行机构的整体淡水需求量，并根据整体淡水需求量控制液压遥控阀的开启个数，以控制冷却机构的总输出淡水量。在运行机构的淡水需求量减少时，能实时减少淡水量的输出，避免造成淡水的浪费，利于节能环保。在运行机构的淡水需求量增加时，实时增加循环机构及冷却机构淡水量的输出，使输出的淡水量满足运行机构的冷却需求，避免运行设备的温度过高，确保运行机构的正常使用及运行设备的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制系统的结构示意图；

图2为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制方法的流程图；

图3为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制方法中的三通阀控制方法流程图。

附图说明：

1、中央冷却器；101、第一中央冷却器；102、第二中央冷却器；2、液压遥控阀；201、第一液压遥控阀；202、第二液压遥控阀；3、循环水泵；4、电动遥控阀；401、第一电动遥控阀；402、第二电动遥控阀；403、第三电动遥控阀；404、第四电动遥控阀；405、第五电动遥控阀；5、运行设备；501、第一运行设备；502、第二运行设备；503、第三运行设备；504、第四运行设备；505、第五运行设备；6、压力传感器；7、出水管路；8、回流管路；9、三通阀；10、温度传感器；11、流量计。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制系统的结构示意图。参见图1，船舶淡水冷却自动控制系统，包括：

冷却机构，包括两个中央冷却器1，中央冷却器1用于将淡水进行降温冷却，第一中央冷却器101和第二中央冷却器102之间并联设置，在第一中央冷却器101的出口处配置有第一液压遥控阀201，在第二中央冷却器102的出口处配置有第二液压遥控阀202。

循环机构，包括与冷却机构连通的循环水泵，循环水泵3用于将冷却后的淡水输送至指定位置处。

运行机构，与循环机构的出水口连通，运行机构包括多个运行设备5，分别包括第一运行设备501、第二运行设备502、第三运行设备503、第四运行设备504及第五运行设备505，为第一运行设备501配置第一电动遥控阀401，为第二运行设备502配置第二电动遥控阀402，为第三运行设备503配置第三电动遥控阀403，为第四运行设备504配置第四电动遥控阀404，为第五运行设备505配置第五电动遥控阀405。

控制系统，与每个电动遥控阀4和液压遥控阀2通信连接，控制系统根据每个电动遥控阀4的开启或者关闭的信号确认运行设备5的运行个数，以及根据运行个数确认运行机构的整体淡水需求量，并根据整体淡水需求量控制液压遥控阀2的开启个数，以控制冷却机构的总输出淡水量。

在一种实施方案中，循环水泵3为变频泵，循环水泵3与控制系统通讯连接，控制系统通过调节循环水泵3的马达频率控制循环机构的淡水输出量。使该系统能够变频调节，达到节能的目的。

在一种实施方案中，在循环机构与运行机构之间的管路为检测管路，在检测管路上设有压力传感器6，压力传感器6用于测量检测管路中的淡水压力值。

压力传感器6与控制系统通讯连接。在检测到检测管路中的压力不满足运行机构的需求时，控制系统向循环水泵3发射增加马达频率的信号，通过向循环机构增加淡水输出量，使检测管路中的淡水压力值达到运行机构所需求的淡水压力值，通过对循环水泵3变频控制，保证管路中的压力值满足船舶内设备的正常运行，避免因管路中压力不足影响运行设备的正常运行。

在一种实施方案中，控制系统包括阀门遥控系统，阀门遥控系统控制每个液压遥控阀2的开启或者关闭。

具体的，在压力传感器6测到检测管路中的压力不满足运行机构的需求时，控制系统除了控制循环水泵3增加淡水输出量，还要控制将第一液压遥控阀201和第二液压遥控阀202均打开，以增加冷却机构内的淡水冷却量，从而增加流入循环机构内的淡水量，使整个控制系统统一调控。

在一种实施方案中，运行机构包括出水管路7和回流管路8。出水管路7的出口与冷却机构的进口连通，回流管路8的出口与循环机构的入口连通。回流管路8中的淡水作为回流淡水直接流入循环机构中进行再次循环，避免造成淡水的浪费。

在一种实施方案中，在循环水泵3的入口处设有三通阀9，三通阀9包括第一进水口、第二进水口和出水口。第一进水口与冷却机构的出口连通，第二进水口与所述回流管路8连通，三通阀9的出水口与循环机构的进水口连通。

具体的，从运行机构流出的一部分淡水经出水管路7流入冷却机构内冷却，再经三通阀9的第一进水口和出水口流入循环机构内。从运行机构流出的另一部分淡水经回流管路8流入三通阀9，再通过第二进水口和出水口流入循环机构内。

在一种实施方案中，在三通阀9与循环机构之间的管路上设有温度传感器10，温度传感器10测量管路内的淡水温度，三通阀9以及温度传感器10均与控制系统通信连接，第一进水口和第二进水口的开度根据温度传感器10检测的淡水温度调节。

在一种实施方案中，在循环机构与运行机构之间的检测管路上设流量计11，流量计11用于测量流入运行机构的淡水实时流量，以确定测得的淡水实时流量在设计流量范围内。

本申请还提供了一种船舶淡水冷却自动控制方法，图2为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制方法的流程图，参加图2，船舶淡水冷却自动控制方法，使用上述船舶淡水冷却自动控制系统，包括以下步骤：

S1、经冷却机构冷却后的淡水流入循环机构，随后通过循环机构流入运行机构，以对运行机构内的运行设备冷却降温。

S2、基于每个运行设备对应的电动遥控阀的开启数量确认运行设备的运行个数。

S3、基于运行个数确认运行机构的整体淡水需求量。

S4、基于整体淡水需求量控制冷却机构的中央冷却器的开启个数，以控制冷却机构的总输出淡水量。同时控制循环机构的循环水泵的马达频率，以控制循环机构的总输出淡水量。

S5、检测循环机构出口处的压力值，确定输入运行机构的冷却淡水量是否满足正常运行需求。在循环机构出口处的压力值满足运行机构正常运行需求时，调节完毕。在循环机构出口处的压力值不满足运行机构正常运行需求时，重复步骤重复步骤S3至S5，直至输入运行机构的冷却淡水量是否满足正常运行需求。

在一种实施方案中，在步骤S5之后，经运行机构流出的淡水作为回流淡水，回流淡水的一部分流入所述冷却机构冷却后流入循环机构内，另一部分通过回流管路8直接流入循环机构内。在循环机构入水口处的水温大于36℃时，增加从冷却机构流入循环机构的淡水量，同时减小从回流管路8中流入循环机构的淡水量；在循环机构入水口处的水温小于10℃时，减小从冷却机构流入循环机构的淡水量，同时增加从回流管路8流入循环机构的淡水量。

图3为根据本申请实施例示出的一种船舶淡水冷却自动控制方法的三通阀控制方法流程图，参见图3，根据温度传感器10检测的水温调节三通阀9的开度。具体的，在温度传感器10检测的淡水温度大于36℃时，控制系统控制增加第一进水口的开度，同时减小第二进水口的开度。在温度传感器10检测的淡水温度小于10℃时，控制系统控制减小第一进水口的开度，同时增加第二进水口的开度。通过三通阀的调节，避免造成冷却淡水量的浪费，起到节约船舶上淡水的作用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，包括：

冷却机构，包括多个中央冷却器，所述中央冷却器用于将淡水进行降温冷却，多个所述中央冷却器之间并联设置，每个所述中央冷却器的出口处均配置有液压遥控阀；

循环机构，包括与所述冷却机构连通的循环水泵，所述循环水泵用于将冷却后的淡水输送至指定位置处；

运行机构，与所述循环机构的出水口连通，所述运行机构包括多个运行设备，每个所述运行设备均配置电动遥控阀；

控制系统，与所述电动遥控阀和所述液压遥控阀通信连接，所述控制系统根据每个所述电动遥控阀的开启或者关闭的信号确认所述运行设备的运行个数，以及根据所述运行个数确认所述运行机构的淡水需求量，并根据所述淡水需求量控制所述液压遥控阀的开启个数，以控制所述冷却机构的总输出淡水量。

2.根据权利要求1所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，所述循环水泵为变频泵，所述循环水泵与所述控制系统通讯连接，所述控制系统通过调节所述循环水泵的马达频率控制所述循环机构的淡水输出量。

3.根据权利要求2所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，在所述循环机构与所述运行机构之间的管路为检测管路，在所述检测管路上设有压力传感器，所述压力传感器用于测量检测管路中的淡水压力值；

所述压力传感器与所述控制系统通讯连接；在检测到所述检测管路中的压力不满足所述运行机构的需求时，所述控制系统向所述循环水泵发射增加马达频率的信号，通过向所述循环机构增加淡水输出量，使所述检测管路中的淡水压力值达到所述运行机构所需求的淡水压力值。

4.根据权利要求1所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括阀门遥控系统，所述阀门遥控系统控制每个所述液压遥控阀的开启或者关闭。

5.根据权利要求1所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，所述运行机构包括出水管路和回流管路；所述出水管路的出口与所述冷却机构的进口连通，所述回流管路的出口与所述循环机构的入口连通。

6.根据权利要求5所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，在所述循环水泵的入口处设有三通阀，所述三通阀包括第一进水口、第二进水口和出水口；所述第一进水口与所述冷却机构的出口连通，所述第二进水口与所述回流管路连通，所述三通阀的出水口与所述循环机构的进水口连通。

7.根据权利要求6所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，在所述三通阀与所述循环机构之间的管路上设有温度传感器，所述三通阀以及所述温度传感器均与所述控制系统通信连接，所述第一进水口和所述第二进水口的开度根据所述温度传感器检测的淡水温度调节。

8.根据权利要求1所述的船舶淡水冷却自动控制系统，其特征在于，在所述循环机构与所述运行机构之间的管路上设流量计，用于测量流入所述运行机构的淡水实时流量，以确定测得的淡水实时流量在设计流量范围内。

9.一种船舶淡水冷却自动控制方法，其特征在于，使用权利要求1-8中任一项所述的船舶淡水冷却自动控制系统，包括以下步骤：

S1、经所述冷却机构冷却后的淡水流入所述循环机构，再通过所述循环机构流入所述运行机构，以对所述运行机构内的运行设备冷却降温；

S2、基于每个所述运行设备对应的所述电动遥控阀的开启数量确认所述运行设备的运行个数；

S3、基于运行个数确认所述运行机构的整体淡水需求量；

S4、基于整体淡水需求量控制所述冷却机构的所述中央冷却器的开启个数，以控制所述冷却机构的总输出淡水量；同时控制所述循环机构的所述循环水泵的马达频率，以控制所述循环机构的总输出淡水量；

S5、检测所述循环机构出口处的压力值，确定输入所述运行机构的冷却淡水量满足正常运行需求；在所述循环机构出口处的压力值不满足所述运行机构正常运行需求时，重复步骤S3至S5，直至输入运行机构的冷却淡水量是否满足正常运行需求。

10.根据权利要求9所述的船舶淡水冷却自动控制方法，其特征在于，在步骤S5之后，经运行机构流出的淡水的一部分流入所述冷却机构冷却后流入循环机构内，另一部分直接流入循环机构内；检测所述循环机构入水口处的水温，控制调节从冷却机构流入循环机构的淡水量以及从运行机构直接流入所述循环机构的淡水量。

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