KR102046516B1

KR102046516B1 - 지능형 해수 냉각 시스템

Info

Publication number: KR102046516B1
Application number: KR1020177017423A
Authority: KR
Inventors: 단 인; 슈테판 베르너; 데이비드 미킨스트리; 에드윈 브라운; 크리스티안 마르틴; 마르틴 호프만; 크리스티안 홉프; 알리스테어 베어드
Original assignee: 써코어 펌프 노스 아메리카, 엘엘씨
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2019-11-19
Also published as: EP2986500A1; SG11201507197RA; CN105073576A; EP2986500A4; JP2016520471A; KR20170076810A; US9797294B2; US20160076434A1; WO2014172153A1; CA2907590C; CA2907590A1; EP2986500B1; JP6272456B2; KR20150129003A

Abstract

지능형 해수 냉각 시스템은 열교환기에 연결되는 제1 유체 냉각 루프, 상기 열교환기에 연결되며 제2 유체 냉각 루프를 통해 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 제2 유체 냉각 루프, 및 상기 펌프에 작동 가능하게 연결되는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 실제 온도를 모니터링하고, 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 원하는 온도를 달성하기 위하여 상기 모니터링된 온도에 근거하여 상기 펌프의 속도를 조절하도록 구성될 수 있다.

Description

지능형 해수 냉각 시스템{INTELLIGENT SEA WATER COOLING SYSTEM}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 그 전체가 참조로 여기 병합된 "지능형 해수 냉각 시스템"의 발명의 명칭의 다니엘 인(Daniel Yin) 등에 의해 2013년 4월 19일자로 출원된 미국 가특허출원번호 제 61/813,822호를 우선권으로 하여 청구되는 것에 관련된다.

본 개시(disclosure)는 일반적으로 항해 선박용 해수 냉각 시스템의 분야에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 열적으로 연결된 해수 냉각 루프 내의 펌프 속도를 조절함으로써 담수 냉각 루프 내의 온도를 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 대형 항해 선박은 예컨대 고속 운항, 항구에 접근하는 경우의 저속 작동, 및 나쁜 기상을 피하기 위한 전속력 작동과 같은 다양한 작동 상태하에서 연속적인 냉각을 필요로 하는 대형 내연 기관에 의해 추진된다. 전형적으로 이러한 냉각을 달성하기 위한 현존 시스템은 선박에 탑재된 열교환기 안으로 해수를 끌어들이는 하나 또는 그 이상의 펌프를 포함한다. 이 열교환기는 선박의 엔진 및/또는 선박에 탑재된 여러 부하(load)(예컨대, 공조 시스템)를 통해 유동 및 냉각시키는 밀폐형 담수 냉각 루프에 사용된다.

한 가지 상술한 바와 같은 현존 해수 냉각 시스템과 관련된 단점은 이들이 일반적으로 효율적이지 못하다는 것이다. 특히, 이러한 시스템 안으로 해수를 끌어들이는데 사용되는 펌프들은 연결된 엔진을 충분히 냉각시키는데 필요한 해수의 양에 상관없이 통상 일정한 속도로 작동된다. 따라서, 엔진이 아이들링(idling) 상태이거나 저속에서 작동 중인 경우와 같이 다량의 냉각을 필요로 하지 않는 경우, 또는 냉각 시스템 안으로 끌어들인 해수가 상당히 저온인 경우, 냉각 시스템의 펌프들은 충분한 냉각을 달성하는 데 필요한 것보다 많은 양의 물을 제공할 수 있다. 이와 같은 경우에, 냉각 시스템은 담수 루프 내의 상당한 양의 담수를 열교환기의 배출측으로 직접 우회시키도록 구성될 것이며, 우회된 담수는 열교환기에 의해 냉각되었던 통과하여 유동하는 나머지의 담수와 혼합된다. 이로써 담수 루프 내의 원하는 온도가 달성된다. 그러나 이 시스템은 일정한 속도로 구동되는 해수 펌프에 의해 제공되는 최고 냉각 파워를 필요로 하지 않는다(이에 따라 담수 루프 내의 물을 우회시킬 필요가 없음). 따라서, 펌프들을 구동시키는데 소모되는 일부분의 연료는 불필요하다. 따라서, 해양 산업에 제공되는 열교환기 시스템에 사용되는 해수 펌핑 시스템이 더욱 효율적일 필요가 있다.

상술한 견지에서, 현존 해수 냉각 시스템 및 방법에 비해 향상된 효율 및 연료 소모를 제공하는 지능형 해수 냉각 시스템을 제공하는 것이 유리하다.

본 개시에 따른 예시적인 시스템은 열교환기에 연결되는 제1 유체 냉각 루프, 상기 열교환기에 연결되며 제2 유체 냉각 루프를 통해 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 제2 유체 냉각 루프, 및 상기 펌프에 작동 가능하게 연결되는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 실제 온도를 모니터링하고, 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 원하는 온도를 달성하기 위하여 상기 모니터링된 온도에 근거하여 상기 펌프의 속도를 조절하도록 구성될 수 있다.

열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 열교환기의 제1 측에 연결되는 제1 냉각 루프 내에서 제1 유체를 제1 유량으로 순환시키는 단계, 열교환기의 제2 측에 연결되는 제2 냉각 루프 내에서 제2 유체를 제2 유량으로 순환시키는 단계, 상기 제1 유체의 온도를 검출하는 단계; 및 소정의 온도 범위 내에 상기 제1 유체의 온도를 유지하도록 상기 제2 유량을 조정하는 단계를 포함한다.

현존 해수 냉각 시스템 및 방법에 비해 향상된 효율 및 연료 소모를 제공하는 지능형 해수 냉각 시스템을 제공할 수 있다.

일례를 통해, 첨부 도면을 참조하여 본 개시된 장치의 특정 실시예를 아래에 설명한다:
도 1은 시스템에 따른 예시적인 지능형 해수 냉각 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적인 일반적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 펌프 속도의 감소의 결과로서의 에너지 절감을 도시하는 그래프이다.
도 4는 1개의 펌프에 의해 또는 2개의 펌프에 의해 본 발명의 시스템을 작동시킬지를 결정하는 예시적인 결정 수단을 도시하는 그래프이다.
도 5는 더욱 높은 유동 요구 상황에 대한 펌프 제어 속도와 더욱 낮은 유동 요구 상황에 대한 담수 차단 밸브 사이의 분기점에서 본 발명의 시스템을 작동시키는 예시적인 수단을 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 개시에 따른 예시적인 상세한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시된 방법의 배치 하위-방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 6에 도시된 방법의 자동 작동 하위-방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 도 6에 도시된 방법의 하위-방법에서의 교시를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 도 6에 도시된 방법의 시동 제어 하위-방법을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 도 6에 도시된 방법의 백업 펌프 및 작동 하위-방법을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 도 9에 도시된 시동 제어 하위-방법을 도시하는 그래프이다.

아래에, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지능형 해수 냉각 시스템 및 방법을 완전히 설명한다. 그러나 개시된 시스템 및 방법은 다수의 여러 형태로 구현될 수 있으며 여기에 설명되는 실시예들에 한정되지 않는다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시를 완벽하고 완전하게 하고 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위해 제공된다. 도면에서, 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 예시적인 지능형 해수 냉각 시스템(10)(이하 "시스템(10)"이라 함)의 개략도가 도시된다. 이 시스템(10)은 냉각을 필요로 하는 하나 또는 그 이상의 엔진(11)을 구비하는 임의 유형의 항해 선박 또는 해양 플랫폼 선상에 탑재될 수 있다. 도 1에는 오로지 하나의 엔진(11)이 도시되어 있지만, 이 엔진(11)은 냉각 시스템(10)에 연결될 수 있는 선박 또는 플랫폼상에 탑재된 복수의 엔진 또는 다양한 다른 부하를 대표적으로 나타낸 것임을 당업자들은 이해할 것이다.

시스템(10)은 아래에서 더 상세하게 설명하듯이 열교환기(15)에 의해 서로 열적으로(열전달 가능하게) 연결되는 해수 냉각 루프(12) 및 담수 냉각 루프(14)를 포함할 수 있다. 도 1에는 오로지 하나의 열교환기(15)가 도시되어 있지만, 시스템(10)은 본 개시에서 벗어나지 않으면서 해수 냉각 루프(12)와 담수 냉각 루프(14) 사이에 더욱 큰 열전달을 제공하기 위한 2개 또는 그 이상의 열교환기를 대안으로 포함하는 것을 고려할 수 있다.

이 시스템(10)의 해수 냉각 루프(12)는 메인 펌프(16), 2차 펌프(18) 및 백업 펌프(20)를 포함할 수 있다. 이들 펌프(16-20)는 각자의 가변 주파수 드라이브(22, 24, 26)(이하에서는 "VFDs(22, 24, 26)"라 칭함)에 의해 구동될 수 있다. 이들 펌프(16-20)는 원심 펌프일 수 있지만, 이 시스템(10)이 다양한 다른 유형의 유체 펌프를 대안으로 또는 추가로 포함하는 것을 고려할 수 있다.

VFDs(22-26)는 통신 링크(40, 42, 44)를 통해 메인, 2차 및 백업 제어기(28, 30, 32)에 각각 작동 가능하게 연결될 수 있다. 제한되는 것은 아니지만 진동 센서, 압력 센서, 베어링 온도 센서 및 다른 가능한 센서들을 포함하는 여러 센서 및 모니터링 장치(35, 37, 39)가 펌프(16, 18, 20)에 작동 가능하게 장착되어 통신 링크(34, 36, 38)를 통해 대응하는 제어기(28, 30, 32)에 연결될 수 있다. 이들 센서는 아래에서 더 상세하게 설명하듯이 펌프(16, 18, 20)의 의 상태를 모니터링하기 위해 제공된다.

제어기(28-32)는 통신 링크(46)에 의해 서로 연결될 수 있다. 통신 링크(46)는 다른 네트워크에 투명할 수 있어서 통신 성능의 통제를 제공한다. 제어기(28-32)는 아래에서 더 상세하게 설명하듯이 열교환기(15)로의 해수의 유동을 조절하기 위해 VFDs(22-26)의 작동을 제어(따라서 펌프(16-20)의 작동을 제어)하도록 구성될 수 있다. 제어기(28-32)는 이에 한정되는 것은 아니지만 비례 적분 미분(PID) 제어기 및/또는 프로그램가능 논리 제어기(PLCs)를 포함하는 임의의 적합한 유형의 제어기일 수 있다. 제어기(28-32)는 냉각 시스템(10) 내의 여러 센서에 의해 제공되는 데이터를 수신 및 저장하고, 제어기와 시스템(10) 외부의 네트워크 사이에서 데이터를 통신하며, 아래에 설명하는 바와 같은 본 개시의 방법의 단계들을 수행하기 위한 소프트웨어 명령어들을 저장 및 실행하도록 구성될 수 있는 각각의 메모리 유닛 및 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다.

통신 링크(34-46)뿐만 아니라 아래에 설명하는 통신 링크(81, 104, 108)도 고정 배선 연결(hard wired connection)로 도시된다. 그러나 시스템(10)의 통신 링크(34-46, 91, 104, 108)는 임의의 다양한 무선 또는 고정 배선 연결로 구현될 수 있다. 예컨대, 통신 링크(34-46, 91, 104, 108)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), PSTN(Public Switched Telephone Network), 위성 네트워크 시스템, 예컨대 SMS 및 패킷 보이스 통신용 GSM(Global System for Mobile Communication)과 같은 셀룰러 네트워크, 패킷 데이터 및 보이스 통신용 범용 전파 서비스(GPRS: General Packet Radio Service) 네트워크, 또는 예컨대 TCP/IP용 에더넷/인터넷, VOIP 통신 등과 같은 유선 데이터 네트워크를 이용하여 실행될 수 있다.

아래에서 더 상세하게 설명하듯이, 해수 냉각 루프(12)는 열교환기(15)의 해수측을 포함해서, 바다(72)로부터 물을 끌어들이기 위한, 그리고 해수 냉각 루프(12)를 통해 해수를 순환시키기 위한 다양한 배관 및 배관 시스템 부품("배관")(50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70)을 포함할 수 있다. 배관(50-70)뿐만 아니라 아래에 설명하는 담수 냉각 루프(14)의 배관(84, 86, 88, 90, 92, 94)은 물을 운송하기에 적합한 강체 또는 가요성 도관, 파이프, 튜브 또는 덕트일 수 있으며, 특정 분야에 적합할 수 있듯이 선박 또는 플랫폼에 탑재된 임의의 적합한 구성일 수 있다.

해수 냉각 루프(12)는 도관(68, 70) 중간에 배치되며 통신 링크(91)를 통해 메인 제어기(28)에 연결되는 배출 밸브(89)를 더 포함할 수 있다. 배출 밸브(89)는 아래에서 더 상세하게 설명하듯이 펌프(16-20)의 작동 특성(예컨대 압력)을 변화시키도록 조정 가능하게 개폐될 수 있다. 하나의 비제한적인 예시적인 실시예에서, 배출 밸브는 스로틀 밸브이다.

아래에서 더 상세하게 설명하듯이, 시스템(10)의 담수 냉각 루프(14)는 엔진(11)을 냉각시키기 위해 열교환기(15) 및 엔진(11)을 통해 연속적으로 담수를 펌핑 및 운반하기 위한 유체 펌프(80) 및 다양한 배관 및 부품(84, 86, 88, 90, 92, 94)을 포함하는 폐 유체 루프일 수 있다. 담수 냉각 루프(14)는 아래에서 더 상세하게 설명하듯이 열교환기(15)를 우회하도록 담수 냉각 루프(14) 내에 특정 양의 물을 제어 가능하게 허용하기 위해 통신 링크(104)를 통해 메인 제어기(28)에 연결되는 3상 밸브(3-way valve; 102)를 더 포함할 수 있다.

담수 냉각 루프(14) 내의 온도는 냉각 시스템(10)의 여러 제어 작동을 용이하게 하기 위한 메인 제어기(28)에 의해 측정 및 모니터링 될 수 있다. 이러한 온도 측정은 담수 냉각 루프(14)에 작동 가능하게 연결되는 내온 검출기(106)(이하에 "RTD(106)"라고 함) 또는 다른 온도 측정 장치에 의해 수행될 수 있다. RTD(106)는 엔진(11)의 내부측 상의 담수 냉각 루프(14)의 온도를 측정하는 것으로서 도 1에 도시되지만, RTD(106)가 엔진(11)의 외부측 상의 담수 냉각 루프(14)의 온도를 대안으로 또는 추가로 측정할 수도 있다. RTD(106)는 통신 링크(108)에 의해 메인 제어기(28)에 연결될 수 있거나, 대안으로 메인 제어기(28)의 일체형, 탑재 부품일 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 시스템(10)을 작동하는 일반적인 예시적 방법을 도해하는 흐름도가 도시된다. 도 1에 도시된 시스템(10)의 개략도와 함께 이 방법을 설명할 것이다. 그렇지 않다면 특정되지 않는다면, 상술한 방법은 예컨대 그 프로세서에 의해 여러 소프트웨어 알고리즘의 실행을 통해 전적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다.

단계(200)에서, 시스템(10)은 예컨대 시스템(10)의 작업자 인터페이스(미도시)에서 작업자가 적절하게 선택함으로써 가동될 수 있다. 이러한 가동 시에, 메인 제어기(28) 및 2차 제어기(30)는 펌프(16, 18) 중 적어도 하나의 구동을 시작하도록 VFDs(22, 24)에 명령을 내린다. 이에 따라 펌프(16, 18)는 바다(72)로부터, 배관(52, 54)을 통해, 펌프(16, 18)를 통해, 배관(58-66)을 통해, 열교환기(15)를 통해, 그리고 최종적으로 배관(68, 70)을 통해 바다(72)로 해수의 펌핑을 시작한다. 해수가 열교환기(15)를 통해 유동하면서, 해수는 열교환기(15)를 통해 역시 유동하는 담수 냉각 루프(14) 내의 담수를 냉각시킬 수 있다. 이후, 냉각된 담수는 엔진(11)을 통해 유동하여 엔진(11)을 냉각시킨다.

예시적인 방법의 단계(210)에서, 메인 제어기(28)는 RTD(106)를 통해 담수 냉각 루프(14) 내의 담수의 온도를 모니터링할 수 있다. 이에 의해 메인 제어기(28)는 예컨대 모니터링한 온도를 미리 정한 온도 범위와 비교함으로써 엔진(11)에 적절한 냉각을 제공하기 위해 담수가 원하는 온도에 있는지를 결정할 수 있다. 예컨대, 열교환기의 배출에서의 담수의 원하는 온도 수준은 35℃일 수 있고, 온도의 범위는 +/-3℃일 수 있다.

단계(210)에서 모니터링 된 담수의 온도가 미리 정한 온도 수준을 초과하거나 막 초과함을 메인 제어기(28)가 결정한다면, 예시적인 방법의 단계(220)에서 메인 제어기(28)는 VFDs(22)의 속도를 증가시킬 수 있고 VFDs(24)의 속도를 증가시키도록 2차 제어기(30)에 명령어를 보낼 수 있다. 이로써, 대응하는 메인 및/또는 2차 펌프(16, 18)는 더욱 빠르게 구동되며, 해수 냉각 루프(12)를 통과하는 해수의 유동이 증가된다. 이로 인해, 열교환기(15)에 더욱 큰 냉각이 공급되며, 담수 냉각 루프(14) 내의 온도가 결과적으로 감소된다. 메인 제어기(28)는 그 위치를 조정하도록 3상 밸브(102)에 추가로 명령을 내려서, 담수의 적절한 냉각을 달성하기 위해 열교환기(15)를 통과하는 담수 냉각 루프(14) 내의 담수의 양을 조정할 수 있다.

반대로, 단계(210)에서 모니터링 된 담수의 온도가 미리 정한 온도 수준 아래이거나 아래로 막 떨어짐을 메인 제어기(28)가 결정한다면, 예시적인 방법의 단계(230)에서 메인 제어기(28)는 VFDs(22)의 속도를 감소시킬 수 있고 VFDs(24)의 속도를 감소시키도록 2차 제어기(30)에 명령어를 보낼 수 있다. 이로써, 대응하는 메인 및/또는 2차 펌프(16, 18)는 더욱 느리게 구동되며, 해수 냉각 루프(12)를 통과하는 해수의 유동이 감소된다. 이로 인해, 열교환기(15)에 더욱 작은 냉각이 공급되며, 담수 냉각 루프(14) 내의 온도가 결과적으로 증가된다. 메인 제어기(28)는 그 위치를 조정하도록 3상 밸브(102)에 추가로 명령을 내려서, 담수의 냉각을 추가로 감소시키기 위해 담수 냉각 루프(14) 내의 담수의 일부 또는 모두가 열교환기(15)를 우회하도록 변경시킬 수 있다.

일부의 실시예에서, 해수 냉각 루프(12) 내에 원하는 최소 압력을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. (이러한 최소 압력 조건이 소화기, 위생설비 등과 같은 다른 연결된 시스템의 수요에 의해 좌우되는 경우가 있음을 이해할 것이다.) 해수 냉각 루프(12) 내에 이러한 최소 압력을 달성하기 위해, 담수 온도 목표를 충족시키는 데 필요한 유동과 일치하지 않는 속도로 펌프(16, 18)가 작동되는 것이 요구될 수 있다. 이와 같은 경우에, 단계(240)에서 메인 제어기(28)는 설정 온도 제어를 하도록 속도를 설정하고 밸브(102)를 가동시킬 수 있다.

모든 경우에 원심 펌프는 시스템 곡선이 펌프 곡선과 교차하는 지점에서 작동한다. 일부 실시예에서, 해수 냉각 루프(12) 내부의 펌프의 수압은 펌프 또는 펌프들이 안정된 저압 레퀴엠(requiem)에서 작동하는 것을 불가능하게 하거나, 속도 제어에 의해 냉각 시스템 단독에 의해 요구되는 정밀도를 유지하는 성능을 갖는 것을 불가능하게 할 것이다. 이 경우, 열교환기(15) 후의 해수 배출 라인 내의 제어 스로틀 밸브(89)의 포함은 작동 범위가 확대될 수 있게 한다. 이 밸브(89)의 추가는 시스템 곡선을 변화시킬 수 있고, 그 위치는 작동점을 변화시키고 낮은 속도로의 제어를 연장하는 시스템 곡선을 제어하도록 조절될 수 있다. 이 조절은 펌프(16, 18)가 정상적인 경우보다 낮은 속도에서 작동될 수 있게 하는 한편 담수 냉각 루프(14)에 원하는 낮은 수준의 냉각을 여전히 제공한다. 이해되듯이, 이러한 배치는 추가의 에너지를 절약하도록 작동 범위를 확대할 수 있다.

다른 환경하에서, 예컨대 시스템(10)이 특히 냉수에서 작동하는 경우 및/또는 엔진(11)이 아이들링 상태인 경우, 펌프(16, 18)의 안정된 작동을 유지하면서 펌프 속도의 감소를 통해 달성될 수 있는 것보다 낮은 비율로 해수 냉각 루프(12) 내의 해수의 유동을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 해수 냉각 루프(12) 내에 얼마나 적은 유동이 요구되느냐에 관계없이, 예컨대 펌프(16, 18)에 대한 캐비테이션 또는 손상을 방지하도록 최소 안전 작동 속도로 펌프(16, 18)를 가동시키는 것이 필요하다. 이러한 해수의 낮은 유량이 바람직하다는 것을 메인 제어기(28)가 결정한다면, 단계(240)에서 메인 제어기(28)는 최소 안전 작동 속도에 또는 그 부근에서 메인 펌프(16)를 구동시키도록 VFD(22)의 속도를 감소시킬 수 있고, 최소 안전 작동 속도에서 또는 그 부근에서 2차 펌프(18)를 구동시키기 위해(또는 정지하기 위해) VFD(24)의 속도를 감소시키도록 2차 제어기에 명령을 내릴 수 있고, 그리고 요구되는 최소 시스템 배출 압력을 유지하기 위해 부분적으로 폐쇄되도록 배출 밸브(89)에 추가로 명령을 내릴 수 있다. 이와 같이 배출 밸브(89)를 부분적으로 폐쇄시킴으로써, 해수 냉각 루프(12) 내의 유량이 펌프(16, 18)의 작동 속도의 추가의 감소 없이 제한/감소될 수 있고, 최소 요구 시스템 배출 압력이 유지될 수 있다. 이로써, 펌프(16, 18)는 해수 냉각 루프(12) 내의 원하는 낮은 유량을 달성하는 한편 이들의 최소 안전 작동 속도 이상으로 작동될 수 있다.

상술한 바와 같이 담수 냉각 루프(14) 내의 온도를 연속해서 모니터링하고 해수 냉각 루프(12) 내의 펌프 속도 및 유량을 조절함으로써, 펌프(16, 18)는 열교환기(15)에 필요한 양의 냉각을 제공하기 위해 오로지 필요한 만큼만 신속하게 구동될 수 있다. 따라서, 시스템(10)은 해수 펌프가 온도 변화와 무관하게 일정 속도에서 구동되는 종래의 해수 냉각 시스템에 비해 훨씬 더 효율적으로 작동될 수 있고 상당한 연료 절감을 제공할 수 있다. 이러한 향상된 효율이 도 3에 그래프로 도시된다. 당업자가 이해하듯이, 펌프 파워 "P"는 펌프 속도 "n"의 큐브에 비례하는 한편, 유량 "Q"는 펌프 속도 "n"에 비례한다. 따라서, 펌프를 최대 속도로 구동시키고 순환 루프 밖으로 또는 통해서 초과 유동을 우회시키는 대신에 개시된 시스템(10)이 적정 유동 "Qopt"로 작동한다면, 실질적인 파워 절약이 달성될 수 있다. 예컨대, 최대 해수의 Qopt=50%가 유동한다면, 펌프(16, 18)는 오로지 Qopt를 제공하도록 그 최대 속도의 50%에서 작동되는 것이 요구된다. 이러한 속도의 감소는 펌프(16, 18)가 일정한 최대 속도로 작동되는 종래 시스템과 비교할 때 87.5%의 파워 "P" 감소를 달성하게 한다.

예시적인 방법의 단계(250)에서, 메인 제어기(28)는 원하는 효율을 달성하기 위해 시스템(10)이 2×100% 모드 또는 2-펌프 모드에서 작동되어야 하는지를 결정할 수 있다. 즉, 이것은 다른 것은 제외하고 펌프(16, 18) 중 오로지 하나를 구동하는 것이 일부 상황(예컨대, 최소 냉각이 요구되는 경우)에서는 더 효율적일 수 있다. 대안으로, 펌프(16, 18) 모두를 낮은 속도로 구동시키는 것이 더 효율적이거나/효율적이고 필요로 할 수 있다. 메인 제어기(28)는 미리 정한 "전환점(switch points)"에 대해 펌프(16, 18)의 작동 속도를 비교함으로써 이러한 결정을 할 수 있다. "전환점"은 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 2×100% 모드로 또는 그 반대로 전환해야 하는지를 결정하는데 사용되는 임계 작동 속도값일 수 있다. 예컨대, 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 작동하고 펌프(16, 18) 모두가 이들의 최대 작동 속도의 미리 정한 퍼센트 미만에서 작동한다면, 메인 제어기(28)는 2차 펌프(18)를 작동중시키고 오로지 메인 펌프(16)만을 작동시킬 수 있다. 반대로, 시스템(10)이 2×100% 모드에서 작동하고(예컨대, 메인 펌프(16)만을 작동시키면서) 펌프(16)가 이들의 최대 작동 속도의 미리 정한 퍼센트 이상에서 작동한다면, 메인 제어기(28)는 2차 펌프(18)를 작동시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, (1개와 2개 펌프 작동 사이의) 전환점은 최적 유동 범위 "Qopt"와 비교해서 시스템(10) 내의 실제 유량 "Q"에 근거하여 결정될 수 있다. 예시적인 곡선에 따르면, Q/Qopt가 단일 펌프 작동 하에서 127%를 초과하는 경우, 시스템은 가장 효율적으로 작동하도록 2개 펌프 작동으로 전환시킬 수 있다. 마찬가지로, Q/Qopt가 2개의 펌프 작동 하에서 74% 아래로 떨어지는 경우, 시스템은 단일 펌프 작동으로 전환시킬 수 있다. 이와 동시에, 요구되는 최소 시스템 배출 압력이 항상 유지되도록 배출 밸브가 제어된다.

예시적인 방법의 단계(260)에서, 메인, 2차 및 백업 제어기(28, 20, 32)는 예컨대 통신 링크(46)를 통해 서로에 대해 주기적으로 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 데이터 패킷은 각각의 펌프(16-20) 및 VFDs(22-26)를 포함하는 제어기(28-32) 각각의 극한 작동 상태 또는 "건강(health)"에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제어기(28-32) 중 하나가 적절하게 작동을 중지하였음이 결정되거나 가까운 또는 먼 기간 오작동을 나타내는 방향으로 경향을 보인다면, 또는 그 통신 링크가 오작동하였거나 그렇지 않다면 작동하지 않는다면, 예시적인 방법의 단계(260)에서, 제어기의 임무는 제어기들 중 다른 하나에 재배정될 수 있다. 예컨대, 2차 제어기(30)가 적당히 작동을 중지하였음이 결정된다면, 2차 제어기(30)의 임무는 백업 제어기(32)에 재배정될 수 있다. 대안으로, 메인 제어기(28)가 적절하게 작동을 중지하였음이 결정된다면, 메인 제어기(28)의 임무는 2차 제어기(30)에 재배정될 수 있고 2차 제어기(30)의 임무는 백업 제어기(32)에 재배정될 수 있다. 시스템(10)에는 이로써 부품 고장 발생 후일지라도 정상 작동으로 시스템이 실행되게 하는 수준의 여분이 제공된다. 물론, 추가 층(layers)의 여분이 요구된다면, 시스템(10)에 추가의 제어기, 펌프 및 VFDs가 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 중지되거나 의문의 제어기가 수리 및/또는 작동 상태로 복원되고 다시 작동하게 된다면, 통신 링크에 걸쳐 다른 제어기로 정보가 알려지게 될 것이고, 백업 제어기가 자동으로 자신의 펌프의 작동을 중지시키고, 백업 역할을 위한 미래 수요를 제공하기 위한 준비 모드에 있을 것이다.

예시적인 방법의 단계(270)에서, 메인 제어기(28)는 예컨대 각각의 개시 작동 동안 및/또는 이전의 고장 및/또는 중지된 작동에서 복구로부터 개시하는 동안 자동으로 "교시(teach in)" 기능을 실행할 수 있으며, 이에 의해 시스템의 초기 작동 매개변수가 사용자 작업을 필요로 하지 않고 자동으로 설정될 수 있다. "교시" 기능의 목적은 선박의 작업자에 의해 정의될 수 있듯이, 최소 압력 수준으로 또는 그 이상으로 시스템이 작동하는 것을 보장하는데 필요한 펌프 작동 속도를 결정하는 것이다.

도 5를 참조하면, "교시" 프로세스의 부분과 같이, 하나 또는 모든 작동 펌프(16, 18)는 배출 밸브(89)가 개방되어 시작될 수 있다. 그러면 필요한 최소 시스템 배출 압력값 "Pmin"(Hmin)에 도달할 때까지 펌프 속도가 점차적으로 증가된다. 전력 "P*" 및 펌프 속도 "n*"도 역시 펌프의 연관된 VFD를 이용하여 측정된다. 이들 값은 초기 유동 "Q"에 대한 값을 계산하는데 사용된다.

도 6 내지 도 11을 참조하여, 본 개시에 따른 시스템(10)을 작동시키는 더욱 상세한 예시적인 방법을 도해하는 일련의 흐름도를 설명한다. 이 방법은 도 1에 도시된 시스템(10)의 개략도와 관련하여 설명될 것이다. 이와 달리 특정되지 않는다면, 상술한 방법은 예컨대 제어기(28-32) 중 하나 또는 그 이상에 의해 실행될 수 있듯이 소프트웨어 알고리즘에 의해 전적으로 또는 부분적으로 실행될 수 있다.

단계(300)에서, 시스템(10)은 제어기(28 또는 32) 중 하나의 사용자 인터페이스(예컨대 터치스크린)에서 사용자가 적절히 선택함으로써 가동될 수 있다. 도시를 위해, 아래의 방법의 상세한 설명에 작업자가 제어기(28)의 사용자 인터페이스와 상호작용하는 것이 가정될 것이다. 그러나 그 대신에 작업자가 유사한 방식으로 제어기(30)의 사용자 인터페이스와 상호 작용할 수 있다.

단계(301)에서, 시스템(10)은 초기에 자동 작동 모드로 들어갈 수 있다. 단계(302)에서, 시스템(10)은 수동 작동 모드로 시스템(10)을 위치시키고, 시스템(10)을 턴오프(turn-off)시키고, 또는 자동 작동 모드를 유지시키는 옵션을 작업자에게 제시할 수 있다. 이러한 옵션은 제어기(28)의 디스플레이상에서 작업자에게 제시될 수 있다. 작업자가 오프 옵션을 선택한다면, 제어기(28)는 단계(303)에서 VFD 작동 모드 플래그를 오프(OFF)로 설정할 수 있다. 이로써 다른 제어기(30, 32)는 제어기(28)가 턴오프 됨을 확인할 수 있고, 백업 제어기(32)가 작업을 결합하기 위해 자동으로 개시될 수 있다. 작업자가 수동 작업 모드를 선택한다면, 단계(304)에서 제어기(28)는 VFD 작동 모드 플래그를 수동(MANUAL)으로 설정할 수 있다. 이것은 VFD(22)가 일정한, 미리 정한 속도(예컨대 VFD(22)의 정해진 속도)로 펌프가 작동하게 한다. 따라서 수동 모드는 예컨대 하나 또는 그 이상의 제어기(28-32) 오작동 및/또는 자동 시스템 작동이 부여되는 경우 필요할 수 있듯이 백업 기능을 제공할 수 있다. 작업자가 자동 작동 모드를 선택한다면, 단계(305)에서 제어기(28)는 자동(AUTOMATIC)에 설정될 수 있다.

예시적인 방법의 단계(306)에서, 시스템(10)은 2×100% 모드 또는 2-펌프 모드에서 작동되어야 하는지를 결정할 수 있다(도 4와 관련하여 상술한 바와 같음). 미리 정한 "전환점"에 대해 펌프(16, 18)의 작동 속도를 비교함으로써 이러한 결정을 할 수 있다. "전환점"은 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 2×100% 모드로 또는 그 반대로 전환해야 하는지를 결정하는데 사용되는 임계 작동 속도값일 수 있다. 예컨대, 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 작동하고 펌프(16, 18) 모두가 이들의 최대 작동 속도의 74% 미만에서 작동한다면, 시스템(10)은 2×100%로 전환될 수 있다. 반대로, 시스템(10)이 2×100% 모드에서 작동하고(예컨대, 메인 펌프(16)만을 작동시키면서) 메인 펌프(16)가 이들의 최대 작동 속도의 127% 이상에서 작동된다면, 시이 2-펌프 모드로 전환되어야 함이 결정될 수 있다. 이 전환점은 도 4에 도시된 바와 같이 시스템(10) 내의 공지된 유량에 근거하여 계산될 수 있다.

단계(306)에서 시스템(10)이 2×100% 모드에서 작동되어야 함이 결정된다면, 제어기(28)는 단계(307)에서 펌프 플래그를 "1"로 설정할 수 있다. 반대로, 단계(306)에서 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 작동되어야 함이 결정된다면, 제어기(28)는 단계(308)에서 펌프 플래그를 "2"로 설정할 수 있다.

단계(309)에서, 제어기(28)는 시스템(10)의 배치(configuration)를 실행하기 위한 옵션을 사용자에게 제시할 수 있다. 사용자가 예컨대 제어기(28)의 사용자 인터페이스에서 적절한 선택을 함으로써 배치를 실행하고자 함을 표시한다면, 단계(310)에서 제어기는 도 7에 도시된 배치 하위-방법을 실행할 수 있다. 특히, 방법의 단계(310a)에서 제어기(28)는 2×100% 모드 또는 2-펌프 모드에서 시스템이 작동하는지를 결정하도록 이전에 설정된 펌프 플래그(도 6의 단계(306) 참조)를 점검할 수 있다. 시스템(10)이 2×100% 모드에서 작동한다면, 이 방법의 단계(310b)에서 제어기(28)는 시스템(10) 내에서 메인 제어기로서 스스로 지정할 수 있고 제어기(30)가 백업 제어기로서 배정될 수 있다. 대안으로, 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 작동한다면, 이 방법의 단계(310c 및 310d)에서 제어기(28)는 시스템(10)의 메인 제어기 또는 이차 제어기 중 하나로서 제어기(28)를 지정하도록 작업자에게 옵션을 제시할 수 있다.

작업자가 제어기(28)를 시스템(10) 내에서 2차 제어기로 지정하도록 선택한다면, 단계(310e)에서 제어기(28)는 다른 제어기(30)를 시스템(10) 내에서 메인 제어기로 지정할 수 있다. 대안으로, 작업자가 제어기(28)를 시스템(10) 내에서 메인 제어기로 지정하도록 선택한다면, 단계(310f)에서 제어기(28)는 다른 제어기(30)를 시스템(10) 내에서 2차 제어기로 지정할 수 있다. 제3 제어기(32)는 자동으로 백업 제어기로 배정될 수 있다.

본 발명의 단계(310g)에서, 제어기(28)는 예컨대 펌프 제조자에 의해 제공될 수 있듯이 다수의 펌프 매개변수를 설정할 수 있다. 이러한 펌프 매개변수는 기준 속도(Nref), 0%-140% 범위의 Q/Qopt에 대한 기준 효율(Eff), 0%-140% 범위의 Q/Qopt에 대한 기준 유동(Q), 0%-140% 범위의 Q/Qopt에 대한 기준 헤드(H), 0%-140% 범위의 Q/Qopt에 대한 기준 압력(P), 속도 제한, 흡입 압력 제한, 배출 압력 제한, 베어링 온도 제한, 및 진동 제한을 포함할 수 있다.

본 방법의 단계(310h)에서, 제어기(28)는 예컨대 선박 작업자에 의해 제공될 수 있듯이 다수의 시스템 매개변수를 설정할 수 있다. 이러한 매개변수는 담수 온도 범위, VFD 모터 속도 범위, 최소 압력 레벨, 담수 유동, 물 열용량 계수, 열교환기 표면적, 열전달 계수, 3상 밸브의 존재, 및 대기 온도 제한을 포함할 수 있다.

본 방법의 단계(310i)에서, 상술한 설정된 펌프 매개변수 및 시스템 매개변수는 예컨대 통신 링크(46)를 통한 전송에 의해 (즉, 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 작동한다면) 다른 제어기(30)에 복사될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상술한 배치 하위-방법을 실행한 후, 또는 작업자가 단계(309)에서 시스템(10)의 배치를 실행하지 않기로 선택하였다면, 본 방법의 단계(311)에서, 제어기(28)는 시스템(10)이 (상술한) 자동 작동 하에서 가동하는지를 결정할 수 있다. 제어기(28)가 시스템(10)이 현재 자동 작동 하에서 가동하고 있다고 결정한다면, 단계(312)에서 제어기는 도 8에 도시된 자동 작동 및 제어 하위-방법을 실행할 수 있다. 특히, 단계(312a)에서 제어기(28)는 해수 냉각 루프(12) 내의 해수의 유동에 대한 목표 유량(QT)을 계산할 수 있다. 예컨대, QT는 PI 제어기, PI(Ttarget-TFW)의 결과로서 계산될 수 있으며, 여기서 Ttarget는 담수 냉각 루프(14) 내의 담수의 원하는 온도 수준이며, TFW는 예컨대 RTD(106)에 의해 측정되듯이 담수 냉각 루프(14) 내의 담수의 실제 온도이다.

본 방법의 단계(312b)에서, 제어기는 목표 유량(QT)이 해수 냉각 루프(12) 내의 실제 유량(Q*)보다 큰지를 결정할 수 있다. QT가 Q*보다 크다고 결정되는 경우, 단계(312c)에서 제어기(28)는 완전히 폐쇄된 위치(즉, 모든 담수가 열교환기(15)를 통해 유동함)를 취하도록 3상 밸브(102)를 작동시킬 수 있다. 단계(312e)에서, 제어기(28)는 식 n=n*QT/Q*에 따라 원하는 속도 "n"로 펌프(16, 18)의 속도(또는 시스템(10)이 2×100% 모드라면 오로지 펌프(16)의 속도)를 조절할 수 있으며, 여기서 n*은 (상술한) 필요한 최소 시스템 배출 압력이 얻어지는 최소 속도 수준이다.

대안으로, QT가 Q*보다 작다고 결정되는 경우, 단계(312d)에서 제어기(28)는 일정량의 담수가 열교환기(15)를 우회하게 하기 위해 부분적으로 개방된 위치를 취하도록 3상 밸브(102)를 작동시킬 수 있다. 단계(312f)에서, 제어기(28)는 예컨대 PI 제어기, PI(Ttarget-TFW)의 결과로서 얻어질 수 있듯이 3상 차단 밸브(102)가 개방되어야 하는 양을 추가로 계산하며, 이러한 양만큼 3상 우회(102)가 개방되도록 명령을 내린다. 제어기(28)는 펌프(16, 18)(또는 시스템(10)이 2×100% 모드에 있는 경우에는 오로지 펌프(16))의 최소 속도(n*)를 추가로 유지할 수 있다.

단계(311)에서 제어기(28)가 미리 시스템(10)을 중지시켰다면, 본 방법의 단계(313)에서 제어기(28)는 시스템이 (상술한) 오토(AUTO) 모드에 있는지를 결정할 수 있다. 만약 그렇다면, 제어기(28)는 개시 프로세스를 실행할 수 있으며, 그 첫번째 단계는 단계(314)에서 도 9에 도시된 "교시" 하위-방법을 실행하는 것이다. 특히, 본 방법의 단계(314a)에서 해수 냉각 루프(12) 내에 요구되는 최소 시스템 배출 압력(Pmin)에 도달할 때까지 펌프(16, 18)(또는 시스템(10)이 2×100% 모드인 경우 오로지 펌프(16))의 속도를 증가시킬 수 있다. Pmin이 도달된 후, 본 방법의 단계(314b)에서 제어기(28)는 VFDs(22 및 24)(시스템(10)이 2×100% 모드인 경우 오로지 VFD(22))에서 "교시" 속도(n*) 및 교시 압력(P*)을 판독하고, 교시 유량(Q*) 및 새로운 최소 압력 수준(Pmin)을 계산하며, 그리고 Q*, P* 및 Pmin을 저장할 수 있다. Q*는 펌프 제조자가 제공할 수 있는 펌프 헤드-및-유동 곡선을 이용하여 계산될 수 있다.

"교신" 하위-방법을 실행한 후에, 본 방법의 단계(315)에서 제어기(28)는 도 10에 도시된 "개시 제어" 하위-방법을 실행할 수 있다. 특히, 단계(315a)에서 제어기(28)는 펌프(16, 18)(또는 시스템(10)이 2×100% 모드인 경우 오로지 펌프(16))의 속도를 교시 속도 수준(n*)으로 증가시킬 수 있다(또한 시스템의 최소 속도는 요구되는 최소 시스템 배출 압력을 생성시킨다). 이때 제어기(28)는 도 8과 관련하여 상술한 단계(312)의 자동 작동 하위-방법을 실행하도록 진행할 수 있다.

상술한 "자동 작동" 하위-방법 또는 "개시 제어" 하위-방법을 실행한 후, 또는 단계(313)에서 가동이 클릭되지 않았다면, 단계(316)에서 제어기(28)는 시스템(10)에 임의의 경보(alarm)가 존재하는지를 결정할 수 있다(예컨대, 경보가 전이 전기 "노이즈"에 의해 발생하는 오류 경보가 아님을 보장하기 위해 미리 정한 시간 지연을 가짐). 예컨대, 제어기(28)는 펌프(16, 18) 중 어느 하나(또는 시스템(10)이 2×100% 모드인 경우 오로지 펌프(16))가 예컨대 센서(35, 37, 39)에서 결정될 수 있듯이 상술한 배치 하위-방법에서 설정된 펌프 매개변수의 외부에서 작동하는지를 결정할 수 있다.

펌프(16, 18) 중 어느 하나가 이들의 설정된 매개변수의 밖에서 작동한다는 것을 제어기(28)가 결정한다면, 본 방법의 단계(317)(도 6)에서 이 제어기(28)는 백업 펌프(20)가 작동 준비가 되었음을 결정한다. 백업 펌프(20)가 작동 준비가 되었음을 결정하면, 단계(318)에서 제어기(28)는 도 11에 도시된 백업 펌프 및 작동 하위-방법을 실행할 수 있다. 특히, 단계(318a)에서 제어기(28)는 백업 펌프(20)의 속도를 VFD(22)의 동일한 속도 수준으로 증가시키도록 백업 펌프(20)의 제어기(32)에 명령을 내린다. 마지막으로, 본 방법의 단계(319)에서, 이러한 작동이 사전에 중단되지 않았다면 제어기(28)는 결함 펌프(16)의 작동을 중지시킬 수 있다.

단계(319) 이후, 또는 단계(316)에서 경보가 없었음을 또는 단계(317)에서 백업 펌프(20)가 준비되지 않았음을 제어기(28)가 결정한다면, 본 방법의 단계(320)에서 제어기는 해수 온도(TSW), 대기 온도(Tamb), 담수 온도(TFW), 펌프 진동(V), 펌프 흡입 압력(PS), 펌프 배출 압력(PD), 및 펌프 베어링 온도(T)를 측정하도록 센서(35, 37, 39)를 사용할 수도 있다. 본 방법의 단계(321)에서, 제어기(28)는 VFDs(22, 24)(또는 시스템(10)이 2×100% 모드인 경우 오로지 VFD(22))로부터 실제 속도(nACT), 파워 소모(P) 또는 토크 또는 전류 및 전압을 판독할 수 있다.

단계(322)에서, 제어기(28)는 펌프(16, 18) 또는 시스템(10)의 작동에 관한 임의의 경고를 디스플레이할 수 있으며, 상술한 전체 방법이 단계(301)에서 시작하여 반복될 수 있다. 여기에 사용되듯이, 단일로 인용되며 단어 정관사 "a" 또는 "an"과 함께 진행되는 요소 또는 단계는 이러한 배제가 명확하게 인용되지 않는다면 복수의 요소 또는 단계들을 배제하는 것이 아님을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 언급은 인용된 특성을 또한 병합한 추가의 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되어선 안 된다.

여기에 본 개시의 특정 실시예들을 설명하였지만 이들에 본 개시를 한정하고자 함이 아니며, 본 개시가 본 기술분야와 같이 넓은 범위로 허용되고 명세서도 마찬가지로 읽혀져야 한다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 한정으로 고려되어선 안 되면 단지 특정 요소의 예시화로 이해되어야 한다. 당업자는 여기 첨부된 청구범위의 범위와 정신 내에서 다른 변경을 상상할 것이다.

상술한 다양한 실시예 또는 부품들은 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 시스템의 일부로서 이행될 수 있다. 이러한 컴퓨터 시스템은 예컨대 인터넷에 접근하기 위한 컴퓨터,입력 장치, 디스플레이 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 통신 버스에 연결될 수 있다. 이 컴퓨터는 또한 메모리를 포함할 수 있다. 이 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 리드 온리 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 이 컴퓨터 시스템은 플로피 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브 등과 같은 제거 가능한 저장 드라이브 또는 하드 디스크 드라이브일 수 있는 저장 장치를 더 포함할 수 있다. 이 저장 장치는 컴퓨터 시스템 안에 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령어를 로딩하기 위한 다른 유사한 수단일 수도 있다.

여기 사용된 바와 같이, 용어 "컴퓨터"는 마이크로 제어기, 감소된 지시 세트 회로(RICSs; Reduced Instruction Set Circuits), 애플리케이션 특정 일체 회로(ASICs; Application Specific Integrated Circuits), 로직 회로, 및 임의의 다른 회로 또는 여기 설명된 기능을 실행할 수 있는 프로세스를 이용하는 시스템을 포함하는 임의의 프로세서 기반 또는 마이크로프로세서 기반 시스템을 포함할 수 있다. 상기한 실례는 단지 예시적이며, 따라서 어떠하든지 용어 "컴퓨터"의 정의 및/또는 의미에 한정되는 것은 아니다.

컴퓨터 시스템은 입력 데이터를 처리하기 위해 하나 또는 그 이상의 저장 요소 내에 저장된 일련의 명령어를 실행한다. 저장 요소는 원하는 또는 필요로 하는 바와 같은 데이터 또는 다른 정보일 수 있다. 저장 요소는 정보 공급원의 형태일 수 있거나 프로세싱 머신 내부의 물리적 메모리 요소일 수도 있다.

상기한 일련의 명령어는 본 발명의 여러 실시예들의 방법 및 프로세스와 같은 특정 작동을 실시하도록 프로세싱 머신과 같은 컴퓨터에 명령을 하는 여러 커맨드를 포함할 수 있다. 상기한 일련의 명령어는 소프트웨어 프로그램의 형태일 수 있다. 이 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 애플리케이션 소프트웨어와 같은 형태일 수 있다. 또한, 소프트웨어는 별도 프로그램, 더욱 큰 프로그램 내부의 프로그램 모듈 또는 프로그램 모듈의 일부분의 집합체의 형태일 수 있다. 이 소프트웨어는 또한 오브젝트-지향 프로그래밍(object-oriented programming) 형태의 모듈 프로그래밍을 더 포함할 수 있다. 프로세싱 머신에 의한 입력 데이터의 처리는 사용자 커맨드에 응답하여, 도는 이전 프로세싱의 결과에 응답하여, 또는 다른 프로세싱 머신에 의한 요청에 응답해서 일 수 있다.

여기에 사용되듯이, 용어 "소프트웨어"는 컴퓨터에 의해 실행하기 위해 메모리 내에 저장된 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함하며, 이러한 메모리는 RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 및 비휘발성 RAM(NVRAM) 메모리를 포함한다. 상기한 메모리 타입은 단지 예시적인 것이며, 따라서 컴퓨터 프로그램의 저장을 위해 사용 가능한 메모리 유형에 있어서 제한적이지 않다.

10 - 지능형 해수 냉각 시스템

Claims

가변 유량 냉각 시스템으로서,
열교환기의 제1 측에 연결되는 제1 유체 냉각 루프,
상기 열교환기의 제2 측에 연결되며 제2 유체 냉각 루프를 통해 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 제2 유체 냉각 루프,
상기 펌프에 작동 가능하게 연결되는 제어기로서, 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 실제 온도를 모니터링하고, 상기 제1 유체 냉각 루프 내의 원하는 온도를 달성하기 위하여 상기 모니터링된 온도에 근거하여 상기 펌프의 가변 주파수 드라이브 속도를 조절하도록 구성되는 제어기, 및
상기 제1 유체 냉각 루프와 연관된 온도 검출기를 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 유체의 온도를 나타내는 신호들을 수신하도록 상기 온도 검출기에 작동 가능하게 연결되고,
상기 펌프는 제1 및 제2 펌프를 포함하며, 상기 제어기는 상기 제1 및 제2 펌프와 관련된 제1 및 제2 제어기를 각각 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 그 사이에 작동 정보를 통신하도록 작동 가능하게 연결되고,
상기 제1 및 제2 제어기 중 하나의 제어기의 작동 불가능에 대응하여, 작동 불가능한 제1 제어기 또는 제2 제어기의 임무가 상기 제1 및 제2 제어기 중 나머지 하나의 제어기에 재배정되고,
상기 제어기는 상기 펌프의 속도 및 상기 모니터링된 온도에 기초하여 제1 유체 냉각 루프에서 열교환기의 필수 냉각을 제공하기 위한 속도로 펌프를 구동하고, 단일 펌프 작동과 둘 이상의 펌프 작동을 전환하는 미리 정한 전환점에서 제2 펌프의 작동을 명령하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가변 유량 냉각 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 온도 검출기는 열 부하로부터 바로 상류에 위치하는 것을 특징으로 하는, 가변 유량 냉각 시스템.
제3항에 있어서,
상기 열 부하는 디젤 엔진인 것을 특징으로 하는, 가변 유량 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 유체 냉각 루프는 1회 통과 해수 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가변 유량 냉각 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 유체 냉각 루프는 폐 담수 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가변 유량 냉각 시스템.
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열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법으로서,
열교환기의 제1 측에 연결되는 제1 냉각 루프 내에서 제1 유체를 제1 유량으로 순환시키는 단계,
열교환기의 제2 측에 연결되는 제2 냉각 루프 내에서 제2 유체를 제2 유량으로 순환시키는 단계로서, 상기 제2 유량을 조절하도록 가변 속도로 펌프를 작동시키는 단계를 포함하는 제2 유체를 순환시키는 단계,
상기 제1 유체의 온도를 검출하는 단계; 및
소정의 온도 범위 내에 상기 제1 유체의 온도를 유지하도록 상기 제2 유량을 조절하는 단계로서, 상기 제2 유량을 조절하는 단계는 상기 펌프와 연결된 제어기를 이용하여 실시되는 제2 유량을 조절하는 단계를 포함하고,
상기 펌프는 제1 및 제2 펌프를 포함하며, 상기 제어기는 상기 제1 및 제2 펌프와 관련된 제1 및 제2 제어기를 각각 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 그 사이에 작동 정보를 통신하도록 작동 가능하게 연결되고,
상기 제1 및 제2 제어기 중 하나의 제어기의 작동 불가능에 대응하여, 작동 불가능한 제1 제어기 또는 제2 제어기의 임무가 상기 제1 및 제2 제어기 중 나머지 하나의 제어기에 재배정되고,
상기 제어기는 상기 펌프의 속도 및 상기 모니터링된 온도에 기초하여 제1 유체 냉각 루프에서 열교환기의 필수 냉각을 제공하기 위한 속도로 펌프를 구동하고, 단일 펌프 작동과 둘 이상의 펌프 작동을 전환하는 미리 정한 전환점에서 제2 펌프의 작동을 명령하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 온도는 열 부하로부터 바로 상류에서 검출되는 것을 특징으로 하는, 열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 열 부하는 디젤 엔진인 것을 특징으로 하는, 열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 유체는 해수인, 열교환 요소에 가변 해수 냉각 유동을 제공하는 방법.
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