KR20190057167A

KR20190057167A - 지능형 해수 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20190057167A
Application number: KR1020197014504A
Authority: KR
Inventors: 단 인; 스테판 워너; 크리스티안 마틴; 마틴 호프만; 데이비드 매킨스트리
Original assignee: 써코어 펌프 노스 아메리카, 엘엘씨
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2019-05-27
Also published as: JP2017528636A; US10669002B2; US20180194448A1; US20180229824A1; CN106605049B; US10583908B2; US20160031542A1; US9937990B2; CA2955780A1; KR101983918B1; EP3175097A1; CA2955780C; CN106605049A; JP2019035414A; CN110671184A; KR20170027848A; WO2016018601A1

Abstract

열 교환기의 제1 사이드 및 열 로드에 연결되는 제1 유체 냉각 루프, 열 교환기의 제2 사이드에 연결되고 제2 유체 냉각 루프를 통해 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 제2 유체 냉각 루프, 및 펌프에 가동되게 연결되는 제어기 - 상기 제어기는 제1 유체 냉각 루프에서의 실제 온도를 모니터링 하고 제1 유체 냉각 루프에서 미리 결정된 온도를 달성하도록 모니터링된 온도에 기초하여 펌프의 속도를 조절하도록 구성됨 -를 포함하는 해수 냉각 시스템. 시스템은 복수의 가동 모드들에 따라 선택적으로 가동가능할 수 있고, 제1 가동 모드에서 펌프는 열 로드의 냉각 요구들에 전적으로 기초하여 가동되고, 제2 가동 모드에서 펌프는 미리 결정된 압력 이상으로 유체 압력을 유지하도록 가동된다.

Description

지능형 해수 냉각 시스템{INTELLIGENT SEA WATER COOLING SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 해수 냉각 시스템들의 분야에 관한 것이고, 더 상세하게는 담수 냉각 루프에 열적(thermally) 결합된 해수 냉각 루프에서의 펌프 속도를 통제함으로써 담수 냉각 루프에서의 온도를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 대형 항해 선박들은, 예를 들어 고속 주행 중, 포트 접근할 때 저속 가동, 및 악천후 방지를 위한 전속 가동과 같은 다양한 가동 상태들 하에서 연속 냉각을 필요로 하는 대형 내연 엔진들에 의해 구동된다. 이러한 냉각을 달성하기 위한 기존 시스템은 전형적으로 해수를 선박의 열 교환기들로 끌어오는 하나 이상의 펌프들을 포함한다. 열 교환기들은 선박의 엔진(들) 및/또는 선박의 다른 다양한 로드들(loads)(예컨대, 에어 컨디셔닝 시스템들)을 통과하고 냉각시키는 폐쇄된, 담수 냉각 루프를 냉각시키는데 사용된다.

상술한 바와 같은 기존 해수 냉각 시스템들과 관련된 단점은 일반적으로 비효율적이라는 것이다. 특히, 이러한 시스템들로 해수를 끌어오는데 사용되는 펌프들은 일반적으로 관련된 엔진의 충분한 냉각을 달성하는데 필요한 해수의 양에 관계 없이 일정한 속도로 가동된다. 따라서, 엔진이 아이들링(idling)이거나 저속으로 가동할 때와 같이 엔진이 많은 냉각을 필요로 하지 않거나, 또는 냉각 시스템으로 유입되는 해수가 매우 차가운 경우, 냉각 시스템의 펌프들은 충분한 냉각을 달성하는데 필요한 것 보다 많은 물을 제공할 수 있다. 이러한 경우들에서, 냉각 시스템은 열 교환기들의 배출 사이드로 향하게 담수 루프 내 담수의 양을 우회시키도록(divert) 구성될 것이고, 열 교환기들을 통해 흘러오고 냉각된 나머지 담수와 혼합된다. 이에 의해 담수 루프 내 원하는 온도가 달성된다. 그러나, 시스템은 일정한 속도로 구동되는 해수 펌프들에 의해 제공되는 전체 냉각 전력을 필요로 하지 않는다(따라서 담수 루프에서 물을 우회시켜야 함). 그러므로 펌프를 구동하기 위해 소비되는 에너지의 일부가 낭비 된다. 따라서, 해양 산업을 서비스하는 열 교환기 시스템들에서 사용하기 위한 보다 효율적인 해수 펌핑 시스템이 필요하다.

전술한 관점에서, 기존 해수 냉각 시스템들 및 방법들에 비해 개선된 효율 및 연료 절감을 제공하는 지능형 해수 냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.

본 발명에 따른 일예시 지능형 해수 냉각 시스템은 열 교환기의 제1 사이드(side) 및 열 로드(thermal load)에 연결되는 제1 유체 냉각 루프(fluid cooling loop), 상기 열 교환기의 제2 사이드에 연결되고 펌프를 포함하는 제2 유체 냉각 루프 - 상기 펌프는 상기 제2 유체 냉각 루프를 통해 유체를 순환시킴 -, 및 상기 펌프에 가동되게 연결되는 제어기 - 상기 제어기는 상기 제1 유체 냉각 루프에서의 실제 온도를 모니터링 하고 상기 제1 유체 냉각 루프에서의 미리 결정된 온도를 달성하도록 상기 모니터링된 온도에 기초하여 상기 펌프의 속도를 조절하도록 구성됨 -를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 복수의 가동 모드들(operating modes) 중 하나에 따라 선택적으로 가동가능할 수 있고, 제1 가동 모드에서 상기 펌프는 상기 열 로드의 냉각 요구들(cooling demands)에 전적으로 기초하여 가동되고, 제2 가동 모드에서 상기 펌프는 미리 결정된 압력 이상으로(above) 유체 압력을 유지하도록 가동된다.

본 발명에 따른 가변 흐름율 냉각 시스템에서 가동 매개변수들을 설정하는 방법은 상기 시스템에서의 제1 제어기에서 펌프 매개변수들을 정의하는 단계, 상기 제1 제어기에서 시스템 매개변수들을 정의하는 단계, 및 상기 제1 제어기로부터 상기 시스템에서의 적어도 하나의 다른 제어기로 상기 펌프 매개변수들 및 시스템 매개변수들을 자동으로 복사하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 가변 흐름율 냉각 시스템의 제어기에서 펌프 매개변수들을 설정하는 방법은 상기 제어기에서 복수의 펌프들의 다른 유형들에 대한 펌프 매개변수들을 저장하는 단계, 상기 제어기에 펌프를 연결하는 단계, 상기 제어기가 상기 제어기에 연결된 상기 펌프를 자동으로 인식하는 단계, 및 상기 제어기가 상기 인식된 펌프에 대응하는 펌프 매개변수들을 자동으로 로드하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 복수의 펌프들을 가지는 가변 흐름율 냉각 시스템에서 펌프 사용을 균등화하기 위한 방법은 각 펌프에 대한 총 가동 시간(total operating time)을 모니터링 하는 단계, 및 상대적으로 더 낮은 총 가동 시간을 가지는 펌프가 상대적으로 더 높은 총 가동 시간을 가지는 펌프 보다 더 사용되도록 상기 펌프들의 사용을 재분배하는 단계를 포함할 수 있다.

예로서, 개시된 장치의 특정 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다:
도 1은 시스템에 따른 일예시 지능형 해수 냉각 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 도시된 지능형 해수 냉각 시스템을 가동하기 위한 일예시 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도 1에 도시된 지능형 해수 냉각 시스템에서 매개 변수들을 설정하기 위한 일예시 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도 1에 도시된 지능형 해수 냉각 시스템에서 펌프 사용을 균등화하기 위한 일예시 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 펌프 속도의 감소에 따른 에너지 절감을 도시하는 그래프이다.
도 6은 1 펌프 또는 2 펌프들로 본 발명의 시스템을 가동시킬지 여부를 결정하기 위한 예시적 수단들을 도시하는 그래프이다.

본 발명에 따른 지능형 해수 냉각 시스템 및 방법은, 시스템 및 방법의 바람직한 실시예들이 도시된, 첨부된 도면들을 참조하여 여기에 이제 더 충분하게 설명될 것이다. 그러나, 개시된 시스템 및 방법은 다른 많은 형태들로 구체화될 수 있고 본 명세서에 기재된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어질 수 있도록 제공되며, 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달할 것이다. 도면들에서, 동일한 번호들은 동일한 요소들을 지칭한다.

도 1을 참조하여, 예시적 지능형 해수 냉각 시스템(10)(이하 "시스템(10)")의 개략도를 도시한다. 시스템(10)은 냉각을 요구하는 하나 이상의 엔진들(11)을 가지는 임의의 유형의 항해 선박(seafaring vessel) 또는 해양 플랫폼(offshore platform)에 설치될 수 있다. 단일 엔진(11)만이 도 1에 도시되지만, 엔진(11)은 복수의 엔진들 또는 냉각 시스템(10)에 연결될 수 있는 플랫폼 또는 선박 상의 다양한 다른 로드들(loads)을 대표할 수 있음을 당업자에 의해 이해될 것이다.

시스템(10)은 해수 냉각 루프(seawater cooling loop)(12) 및 후술하는 바와 같이 열 교환기(heat exchanger)(15)에 의해 서로 연결되는 담수 냉각 루프(fresh water cooling loop)(14)를 포함할 수 있다. 단일 열 교환기(15)만이 도 1에 도시되지만, 시스템(10)은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 해수 냉각 루프(12)와 담수 냉각 루프(14) 사이에서 더 큰 열 전달(thermal transfer)을 제공하는 둘 이상의 열 교환기들을 대안적으로 포함할 수 있음이 고려된다.

시스템(10)의 해수 냉각 루프(12)는 메인 펌프(main pump)(16), 보조 펌프(secondary pump)(18), 및 예비 펌프(backup pump)(20)를 포함할 수 있다. 펌프들(16-20)은 각각의 가변 주파수 드라이브들(variable frequency drives)(22, 24, 26)(이하 "VFD들(22, 24, 26)")에 의해 구동될 수 있다. 펌프들(16-20)은 원심 펌프들(centrifugal pumps)일 수 있지만, 시스템(10)은, 기어 펌프들(gear pumps), 프로그레싱 캐비티 펌프들(progressing cavity pumps), 또는 멀티-스핀들 스크류 펌프들(multi-spindle screw pumps), 또는 다른 용적형 펌프들(positive-displacement pumps) 또는 다른 비용적형 펌프들(non-positive displacement pumps)을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 다양한 다른 유형들의 펌프들을 대안적으로 또는 추가적으로 포함할 수 있음이 고려된다.

VFD들(22-26)은 통신 링크들(communications links)(40, 42, 44)을 통해 각각의 메인, 보조 및 예비 제어기들(28, 30, 32)에 가동되게(operatively) 연결될 수 있다. 진동 센서들(vibration sensors), 압력 센서들(pressure sensors), 베어링 온도 센서들(bearing temperature sensors), 누설 센서들(leakage sensors), 및 다른 가능한 센서들을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 다양한 센서들 및 모니터링 장치들(Various sensors and monitoring devices)(35, 37, 39)은 펌프들(16, 18, 20)에 가동되게 장착되고 통신 링크들(34, 36, 38)을 통해 대응하는 제어기들(corresponding controllers)(28, 30, 32)에 연결될 수 있다. 이들 센서들은 후술하는 바와 같이 펌프들(16, 18, 20)의 상태(health)를 모니터링하는데 제공될 수 있다.

제어기들(28-32)은 통신 링크(46)에 의해 서로 더 연결될 수 있다. 통신 링크(46)는 감시 통신 기능(supervising communication capability)을 제공하는, 다른 네트워크에 트랜스패런트(transparent) 수 있다. 제어기들(28-32)은 후술하는 바와 같이 열 교환기(15)에 해수의 흐름을 통제하는 VFD들(22-26)의 가동(그러므로 펌프들(16-20)의 가동)을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기들(28-32)은 비례-적분-미분(PID; proportional-integral-derivative) 제어기들 및/또는 프로그램가능 논리 제어기들(PLCs; programmable logic controllers)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는, 임의의 적합한 유형들의 제어기들일 수 있다. 제어기들(28-32)는 냉각 시스템(10)의 다양한 센서들에 의해 제공되는 데이터를 수신 및 저장하고, 시스템(10)의 외부 네트워크들 및 제어기들 사이에서 데이터를 통신하고, 후술하는 바와 같은 본 발명의 방법 단계들을 수행하는 소프트웨어 명령어들을 저장 및 실행하도록 구성되는 각각의 메모리 유닛들 및 프로세서들(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

운영자(operator)는 제어기(28), VFD(22), 또는 다른 사용자 인터페이스에서 복수의 펌프 매개변수들(pump parameters)을 설정할(establish) 수 있다. 이러한 펌프 매개변수들은 기준 속도(reference speed), 기준 효율(reference efficiency), 기준 흐름(reference flow), 기준 수두(reference head), 기준 압력(reference pressure), 속도 제한(speed limits), 흡입 압력 제한(suction pressure limits), 배출 압력 제한(discharge pressure limits), 베어링 온도 제한(bearing temperature limits), 및 진동 제한(vibration limits)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이들 매개변수들은 펌프 제조자(pump manufacturer)(참조 매뉴얼(reference manual)과 같은)에 의해 제공될 수 있고 통신 링크(46)를 통해 외부 감시 장치들에 의해 또는 운영자에 의해 다른 사용자 인터페이스, VFD(22) 또는 제어기(28)로 입력될 수 있다. 대안적으로, 제어기(28), VFD(22) 또는 다른 사용자 인터페이스는 복수의 시중에서 판매되는 펌프들에 대한 펌프 매개변수들로 미리 프로그램될 수 있고, 운영자는 대응하는 매개변수 세트를 로드하도록(load) 시스템(10)에 의해 현재 사용되는 펌프들의 유형을 단순히 지정할 수 있음이 고려된다. 제어기(28) 또는 VFD(22)는 시스템(10)에 연결되는 펌프들의 유형을 자동으로 결정하고 임의의 운영자 입력 없이 대응하는 매개변수 세트를 로드하도록 구성될 수 있음이 더 고려된다.

또한 운영자는 제어기(28), VFD(22), 또는 다른 사용자 인터페이스에서 복수의 시스템 매개변수들을 설정할 수 있다. 이러한 매개변수들은 담수 온도 범위(fresh water temperature range), VFD 모터 속도 범위(VFD motor speed range), 최소 압력 레벨(minimum pressure level), 담수 흐름(fresh water flow), 수 열용량 계수(water heat capacity coefficient), 열 교환기 표면적(heat exchanger surface area), 열 전달 계수(heat transfer coefficient), 3-방향 밸브의 존재(presence of a 3-way valve), 및 주변 온도 제한(ambient temperature limits)을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

제어기(28) 또는 VFD(22)에서 설정되는 펌프 매개변수들 및 시스템 매개변수들은, 예를 들어 통신 링크(46)를 통한 대응하는 데이터 송신을 통해, 다른 제어기들(30, 32) 및/또는 다른 VFD들(24, 26)에 복사될 수 있다. 이러한 매개변수들의 복사는 자동으로 또는 제어기(28), VFD(22), 또는 다른 사용자 인터페이스에서 운영자에 의해 적절한 명령(command)의 입력에 따라 수행될 수 있다. 그러므로 운영자는 다른 펌프 시스템들에서와 같이 각 제어기(28-32) 및/또는 VFD(22-26)에서 매개변수들을 입력하는 것 대신 단일 인터페이스에서 매개변수들을 입력하는 것이 단지 요구된다.

후술하는 통신 링크들(34-46), 뿐만 아니라 통신 링크들(81, 104, 108)은 유선 연결인 것으로 도시된다. 그러나, 시스템(10)의 통신 링크들(34-46, 91, 104, 108)은 다양한 무선 또는 유선 연결들 중 임의의 하나에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 통신 링크들(34-46, 91, 104, 108)은 와이-파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), PSTN(Public Switched Telephone Network, 공중 전화교환망), 위성 네트워크 시스템(satellite network system), 예컨대, SMS 및 패킷 음성 통신을 위한 GSM(Global System for Mobile Communications, 이동 통신 시스템) 네트워크 와 같은 셀룰러 네트워크(cellular network), 패킷 데이터 및 음성 통신을 위한 일반 패킷 무선 서비스(GPRS; General Packet Radio Service) 네트워크, 또는 예컨대, VOIP 통신, TCP/IP를 위한 이더넷/인터넷과 같은 유선 데이터 네트워크(wired data network) 등을 사용하여 구현될 수 있다.

해수 냉각 루프(12)는, 펌프들(16-20)을 통해, 바다(72)로부터 물을 끌어오기 위한, 그리고 후술하는 바와 같이, 열 교환기(15)의 해수 사이드(seawater side)를 포함하는, 해수 냉각 루프(12)를 통해 해수를 순환시키기 위한, 다양한 배관(piping) 및 배관 시스템 구성요소들("배관")(50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70)을 포함할 수 있다. 배관(50-70), 뿐만 아니라 담수 냉각 루프(14) 및 후술하는 추가적인 시스템들(103, 105, 107)의 배관(84, 86, 88, 90, 92, 94, 95, 97, 99, 101)은 해수를 운반하기에 적합한 단단하거나 유연한 도관들(conduits), 파이프들(pipes), 튜브들(tubes), 또는 덕트들(ducts)의 임의의 유형일 수 있고, 특정 어플리케이션에 적합할 수 있게 선박 또는 플랫폼 상에 임의의 적합한 구성으로 배열될 수 있다.

해수 냉각 루프(12)는 도관들(68, 70) 중간에 배치되고 통신 링크(91)를 통해 메인 제어기(28)에 연결되는 배출 밸브(discharge valve)(89)를 더 포함할 수 있다. 또한 배출 밸브(89)는 보조 제어기(30) 및/또는 예비 제어기(32)에 연결될 수 있고, 이들 제어기들은 연결된 배출 밸브(89)를 자동으로 식별할 수 있고 서로 배출 밸브(89)의 연결에 관한 정보를 통신 링크(46)를 통해 자동으로 분배할 수 있음이 고려된다. 배출 밸브(89)는 더 후술하는 바와 같이 펌프들(16-20)의 가동 특성들(operational characteristics)(예컨대, 압력)이 변화시키도록 조절가능하게(adjustably) 개방(opened) 및 폐쇄(closed)될 수 있다. 일 비-제한적 예시 실시예에서, 배출 밸브(89)는 스로틀 밸브(throttle valve)이다.

시스템(10)의 담수 냉각 루프(14)는 후술하는 바와 같은 엔진(11)을 냉각시키기 위한 엔진(11) 및 열 교환기(15)를 통해 담수를 지속적으로 펌핑하고 운반하기 위한 유체 펌프(fluid pump)(80) 및 다양한 배관 및 구성요소들(84, 86, 88, 90, 92, 94)을 포함하는 폐쇄 유체 루프(closed fluid loop)일 수 있다. 담수 냉각 루프(14)는 후술하는 바와 같이 담수 냉각 루프(14)에서 지정된 양의 물이 열 교환기(15)를 바이패스하도록(bypass) 제어가능하게(controllably) 허용하기 위하여 통신 링크(104)를 통해 메인 제어기(28)에 연결되는 3-방향 밸브(3-way valve)(102)를 더 포함할 수 있다.

담수 냉각 루프(14)에서의 온도는 냉각 시스템(10)의 다양한 제어 가동들을 가능하게 하도록(facilitate) 메인 제어기(28)에 의해 측정 및 모니터링 될 수 있다. 이러한 온도 측정은 저항 온도 검출기(106)(이하 "RTD(106)") 또는 담수 냉각 루프(14)에 가동되게 연결되는 다른 온도 측정 장치에 의해 수행될 수 있다. RTD(106)는 엔진(11)의 입구 사이드(inlet side)에 담수 냉각 루프(14)의 온도를 측정하는 것으로서 도 1에 도시되어 있지만, RTD(106)는 엔진(11)의 출구 사이드에 담수 냉각 루프(14)의 온도를 대안적으로 또는 추가적으로 측정할 수 있는 것으로 고려된다. RTD(106)는 통신 링크(108)에 의해 메인 제어기(28)에 연결될 수 있고, 또는, 대안적으로, 메인 제어기(28)의 통합된, 내장된 구성요소(integral, onboard component)일 수 있다. 또한 RTD(106)는 보조 제어기(30) 및/또는 예비 제어기(32)에 연결될 수 있고, 이들 제어기들은 연결된 RTD(106)을 자동으로 식별할 수 있고 통신 링크(46)를 통해 서로 RTD(106)의 연결과 관련된 정보를 자동으로 분배할 수 있는 것으로 고려된다.

해수 냉각 루프(12)는 이러한 시스템들의 가동을 가능하게 하기 위하여 선박 또는 플랫폼의 다양한 다른 시스템들에 해수를 추가적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 해수 냉각 루프(12)로부터의 해수는 필요에 따라 화재 진압 시스템(fire suppression system)(103), 밸러스트 제어 시스템(ballast control system)(105), 및/또는 해수 조종 시스템(seawater steering system)(107) 중 하나 이상에 제공될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 유사한 방식에서의 해수 냉각 루프(12)로부터 해수를 수신할 수 있는 다른 해수-가동 시스템들(seawater-operated systems)은 하수 블로우다운(sewage blowdown), 데크 워싱(deck washing), 에어 컨디셔닝(air conditioning), 및 담수 생성(fresh water generation)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

도 1에 도시된 예시 시스템(10)에서, 해수는 배관(95, 97, 99, 101)을 통해 시스템들(103-17)에 제공될 수 있고, 이는 예를 들어, 배관(66)에서 해수 냉각 루프(12)에 연결될 수 있다. 배관(95-101)은 원하는 방식으로 시스템들(103-107)로 해수의 흐름이 향하게(directing) 하기 위하여 다양한 수동으로 또는 자동으로 제어되는 밸브들(도시하지 않음)이 제공될 수 있다. 물론, 해수가 시스템들(103-107)로 공급되면, 열 교환기(15)를 통한 해수의 흐름은 줄(reduced) 것이고, 이는 펌프들(16-20)의 가동이 수정되지 않는 한 담수 냉각 루프(14)에서의 온도를 상승시키게 할 수 있음으로 이해될 것이다. 그러므로 펌프들(16-20)은 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 시스템들(103-107)에 의해 해수의 사용을 보상하는 방식으로 제어될 수 있다.

시스템(10)은 각각의 펌프들(16-20)이 가동하고 있는 시간의 총량(total amount of time)을 모니터링 할 수 있고, 펌프들(16-20)의 가동 시간을 균등하게 또는 균등하게 하려고 하는 방식으로 펌프들(16-20)의 가동을 재분배할(reallocate) 수 있다. 예를 들어, 메인 펌프(16)가 100 시간의 가동을 기록하고, 보조 펌프(18)가 50 시간의 가동을 기록하고, 예비 펌프가 단지 5 시간의 가동을 기록하는 경우, 시스템(10)은 주 펌프(primary pump)(16)가 예비 펌프로서 가동하도록 재할당할 수 있고 예비 펌프(20)가 주 펌프로서 가동하도록 재할당할 수 있다. 그래서 펌프들(18, 20)은 펌프(16)가 실질적으로 유휴(idle) 상태로 유지되는 동안 상당한 가동 시간을 누적하도록 지속할 수 있다. 따라서, 펌프(16-20)의 가동 시간들을 균등하게 함으로써, 펌프들(16-20)은 실질적으로 균일한 비율(rate)로 마모될 수 있고, 그러므로 균일한 스케줄에 따라 서비스 또는 교체될 수 있다.

상술한 균등 절차(equalization procedure)는, 예를 들어 미리 결정된 스케줄에 따라 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 펌프들(16-20) 중 하나가 최종 재분배 이후 가동 시간의 미리 결정된(예컨대, 운영자-정의된(operator-defined)) 양을 누적할 때, 균등 절차가 수행될 수 있고 펌프들(16-20)의 역할들은 사용을 균등하게 하기 위하여 필요에 따라서 재할당될 수 있다. 또한 균등 절차는 운영자 인터페이스에서 적절한 명령의 입력을 통하는 것과 같이, 운영자의 재량에 따라 수동으로 착수될(initiated) 수 있다.

시스템(10)은 운영자 인터페이스(도시하지 않음)를 통해 선택될 수 있는 것과 같이, 다양한 다른 운영자-선택 가능한 모드들(operator-selectable modes)에서 가동될 수 있으며, 각각의 가동 모드(operating mode)는 시스템(10)에 의해 유지될 특정 최소 시스템 압력(particular minimum system pressure)을 지시할 수 있다. 예를 들면, 제1 가동 모드는 "임계값 없음(no threshold)" 또는 유사하게 지정된 모드(designated mode)일 수 있으며, 이는 선택되면, 시스템(10)은 임의의 미리 결정된 또는 지정된 최소 시스템 압력에 관계없이 펌프들(16-20)을 가동하게 할 것이다. 즉, 시스템(10)은 엔진(11)의 냉각 요구들(cooling demands)에 오로지 기반하여 펌프들(16-20)을 가동할 것이다. 예를 들어, 해수는 임의의 해수-가동 시스템들(seawater-operated systems)(예컨대, 밸러스트 제어 시스템(105))에 의해 해수 냉각 루프(12)로부터 취해지면, 열 교환기(15)를 통해 해수의 흐름은 감소할(decrease) 것이고, 담수 냉각 루프(14)에서의 냉각의 양은 준다. 그러므로 담수 냉각 루프(14)에서의 수온은 증가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 메인 제어기(28)는 담수의 모니터링 된 온도가 미리 결정된 온도 레벨을 초과하는지, 또는 거의 초과하는지 결정할 수 있고, 예를 들어, 메인 제어기(28)는 VFD(22)의 속도를 증가시킴으로써 응답할 수 있고 VFD(24)의 속도를 증가시키도록 보조 제어기(30)에 명령을 발행할(issue) 수 있다. 그에 따라 대응하는 메인 및/또는 보조 펌프들(16, 18)은 더 빠르게 구동될 수 있고, 해수 냉각 루프(12)를 통한 해수의 흐름은 증가된다. 그에 따라 더 큰 냉각이 열 교환기(15)에 제공되고, 담수 냉각 루프(14)에서의 온도는 결과적으로 감소된다. 따라서, 해수의 충분한 양은 엔진(11)을 냉각시키기 위해 그리고 동시 요구들(contemporaneous needs)을 충족시키기 위해 필요한 만큼만 펌프들(16-20)을 구동함으로써 순전히 "주문형(on-demand)" 방식으로 배의 해수-가동 시스템들을 가동하기 위해 공급될 수 있고, 그에 따라 시스템(10)의 효율을 최적화한다. 종래의 해수 냉각 시스템들과는 대조적으로, 최소 시스템 압력(minimum system pressure)(즉, 배의 해수-가동 시스템들의 일부 또는 전부를 가동하는데 필요한 것으로 결정되는 최소 해수 압력)은 동시 시스템 요구들(contemporaneous system needs)과 관계없이 일정하게 유지된다.

제2 선택 가능한 가동 모드는 "최소 임계값(minimum threshold)" 또는 유사하게 지정된 모드일 수 있으며, 이는 선택되면, 운영자가 최소 임계값을 수동으로 입력하는 것을 허용할 수 있고 그 후 시스템(10)이 수동으로 지정된 임계값 이상으로(above) 배의 시스템 압력을 유지하는 방식으로 펌프들(16-20)을 가동하게 할 것이다. 최소 임계값은 최소 시스템 압력(상술한) 이하의 값일 수 있지만, 배의 시스템에서 해수 압력의 일정하게 유지된 양을 제공한다. 배의 시스템 압력은 배와 통합된 그리고 시스템(10)과 독립적인 센서들에 의해 모니터링 될 수 있고, 통신 링크(46)과 같은, 통신 링크를 통해 시스템(10)에 전달될 수 있다. "최소 임계값" 모드는 시스템 운영자가 순전히 주문형 방식인(상술한 "임계값 없음" 모드에서와 같은) 시스템(10)을 가동하는 것이 불편하지만 최소 시스템 압력이 일정하게 유지되는 종래의 해수 냉각 시스템에 비해 시스템 효율의 더 큰 레벨을 달성하는 것을 여전히 원하는 상황들에 적합할 수 있다. 시스템 운영자가 시스템(10)의 주문형 기능에 편해진 후에, 운영자는 최소 임계값을 낮추거나 완전히 제거할 수 있다. 이러한 유연성은 시스템 운영자들에게 어플리케이션 요구들에 맞는 옵션들을 제공한다.

제3 선택 가능한 가동 모드는 "최소 시스템 압력" 또는 유사하게 지정된 모드일 수 있고, 이는 선택되면, 시스템(10)이 배의 미리 결정된(예컨대, 미리 계산된) 최소 시스템 압력 이상으로 배의 시스템 압력을 유지하는 방식으로 펌프들(16-20)을 가동하게 할 것이다. 상술한 바와 같이, 최소 시스템 압력은 배의 해수-가동 시스템들의 일부 또는 전부를 가동하는데 필요한 것으로 결정되는 최소 해수 압력일 수 있다. 다시 말해, 배의 시스템 압력은 배와 통합된 그리고 시스템(10)과 독립적인 센서들에 의해 모니터링 될 수 있고, 통신 링크를 통해 시스템(10)에 전달될 수 있다. "최소 시스템 압력" 모드는 시스템 운영자가 순전히 주문형 방식인(상술한 "임계값 없음" 모드에서와 같은) 시스템(10)을 가동하는 것 또는 최소 시스템 압력(상술한 "최소 임계값" 모드에서와 같은) 보다 낮은 시스템 압력을 유지하는 것이 벨을 달성하는 것이 불편한 상황들에 적합할 수 있다.

상술한 가동 모드들은 설치 이전에 시스템 구성요소들의 임의의 재구성을 요구하지 않고 다양한 시스템 운영자들의 선호도에 적합하게 유연성을 시스템(10)에 제공한다는 것으로 이해될 것이다. 또한, 운영자가 최소 시스템 압력 보다 낮은 데서 시스템(10)을 가동하는 것을 초기에 주저하는 경우와 같이, 운영자의 선호도가 시간에 따라 변하면, 운영자는 가동 모드들 사이에서 원활하게 전환하고 그/그녀의 편안 레벨(his/her comfort level)을 증가시키는 순전히 주문형 가동으로 옮길(graduate) 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(10)을 가동하기 위한 일반적 예시 방법을 도시하는 흐름도가 도시된다. 상기 방법은 도 1에 도시된 시스템(10)의 개략도와 함께 설명될 것이다. 달리 특정되지 않는 한, 설명된 방법은, 그것들의 프로세서들에 의해 다양한 소프트웨어 알고리즘들의 실행을 통하는 것과 같이, 제어기들(28-32)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다.

단계(200)에서, 시스템(10)은, 예를 들어 운영자가 시스템(10)의 운영자 인터페이스(도시하지 않음)에서 적절한 선택을 행하는 것에 의해, 활성화될 수 있다. 이러한 활성화 시, 운영자는 시스템(10)에 의해 유지되는 최소 시스템 압력을 지시할 수 있는 가동 모드를 선택하도록 프롬프트될(prompted) 수 있다. 예를 들어, 운영자는 상술한 "임계값 없음", "최소 임계값", 또는 "최소 시스템 압력" 가동 모드들 중 하나를 선택하도록 프롬프트될 수 있다.

시스템(10)이 활성화되고 가동 모드가 지정되면, 메인 및 보조 제어기들(28, 30)은, 예시 방법의 단계(210)에서, 펌프들(16, 18) 중 적어도 하나를 구동하기 시작하도록 VFD들(22, 24)에 명령할 수 있다. 따라서 펌프들(16, 18)은 바다(72)로부터 해수를 펌핑하기 시작하고, 배관(52, 54)를 통해, 펌프(16, 18)를 통해, 배관(58-66)을 통해, 열 교환기를 통해(15), 최종적으로 배관(68-70)을 통해, 바다(72)로 돌아간다. 해수가 열 교환기(15)를 통과하기 때문에, 그것은 열 교환기(15)를 또한 통과하는 담수 냉각 루프(14)의 담수를 냉각시킬 수 있다. 그 후에 냉각된 담수는 엔진(11)을 통과하고 냉각시킨다.

예시 방법의 단계(220)에서, 메인 제어기(28)는 RTD(106)를 통해 담수 냉각 루프(14)에서의 담수 온도를 모니터링 할 수 있다. 그에 따라 메인 제어기(28)는, 예를 들어 미리 결정된 온도 범위와 모니터링 된 온도를 비교함으로써, 적절한 냉각을 엔진(11)에 제공하기 위해 담수가 원하는 온도에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 열 교환기의 배출시 담수의 원하는 온도 레벨은 섭씨 35도일 수 있고, 온도의 범위는 섭씨 +/- 3도일 수 있다.

메인 제어기(28)가 단계(220)에서 담수의 모니터링 된 온도가 미리 결정된 온도 레벨을 초과하거나 거의 초과한 것으로 결정하면, 예를 들어, 메인 제어기(28)는 예시 방법의 단계(230)에서, VFD(22)의 속도를 증가시킬 수 있고, VFD(24)의 속도를 증가시키도록 보조 제어기(30)에 명령을 발행할 수 있다. 그에 따라 대응하는 메인 및/또는 보조 펌프들(16, 18)은 더 빠르게 구동될 수 있고, 해수 냉각 루프(12)를 통한 해수의 흐름은 증가된다. 그에 따라 더 큰 냉각이 열 교환기(15)에 제공되고, 담수 냉각 루프(14)에서의 온도는 결과적으로 감소된다. 메인 제어기(28)는 추가적으로 3-방향 밸브(102)에 그것의 위치를 조절하도록 명령할 수 있고, 그에 의해 담수의 냉각을 최적으로 달성하기 위하여 열 교환기(15)를 통해 담수 냉각 루프(14) 내 담수의 양을 조절한다.

역으로, 메인 제어기(28)가 단계(220)에서 담수의 모니터링 된 온도가 미리 결정된 온도 레벨 이하로 떨어지거나 거의 떨어진 것으로 결정하면, 메인 제어기(28)는, 예시 방법의 단계(240)에서, VFD(22)의 속도를 감소할 수 있고 VFD(24)의 속도를 감소하도록 보조 제어기(30)에 명령을 발행할 수 있다. 그에 따라 대응하는 메인 및/또는 보조 펌프들(16, 18)은 더 천천히 구동될 수 있고, 해수 냉각 루프(12)를 통한 해수의 흐름은 감소된다. 그에 따라 적은 냉각이 열 교환기(15)에 제공되고 결과적으로 담수 냉각 루프(14)에서의 온도는 증가된다. 메인 제어기(28)는 추가적으로 3-방향 밸브(102)에 그것의 위치를 조절하도록 명령할 수 있어, 담수의 냉각을 더 줄이기 위하여 열 교환기(15)를 바이패스 하도록 담수 냉각 루프(14) 내 담수 중 일부 또는 전부를 우회시킨다(diverting).

엔진(11)이 얼마나 적은 냉각을 필요로 하는지 관계 없이, 상기 단계(200)에서 "최소 임계값" 모드 또는 "최소 시스템 압력" 모드가 선택되면, 펌프들(16, 18)은 모니터링 된 배의 시스템 압력이, 각각 미리 결정된 최소 시스템 압력 또는 지정된 최소 임계값(상술함) 이하로 떨어지도록 허용하는 속도에서 구동되지 않을 것이다. 그러므로 해수 가동 시스템들에 해수를 공급하기 위해 해수 압력의 일부 최소 레벨이 배의 시스템에 항상 유지될 수 있다.

"임계값 없음" 모드가 단계(200)에서 선택되면, 시스템(10)은 임의의 미리 결정된 또는 지정된 최소 시스템 압력에 따라서 가동하지 않을 것이지만, 대신 엔진 냉각을 제공하고 해수 가동 시스템들을 공급하기 위해 충분한 양의 해수가 주문형 방식으로 펌핑되는 것을 보장하도록 상술한 바와 같이 엔진(11)의 냉각 요구들에 응답하여 단독으로 가동할 것이다.

시스템(10)이 특히 냉수에서 가동하는 경우 및/또는 엔진(11)이 아이들링(idling)인 경우와 같은, 특정 상황 하에서, 그것은 해수 냉각 루프(12)에서의 해수의 흐름을 펌프들(16, 18)의 안정된 가동을 유지하면서 펌프 속도의 감소(reduction)를 통해 달성될 수 있는 비율 이하로 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 해수 냉각 루프(12)에서 얼마나 적은 흐름이 요구되는지에 관계 없이, 예를 들어 그것은 펌프들(16, 18)에 손상 또는 캐비테이션(cavitation)을 피하기 위해 펌프들(16, 18)을 최소한 안전한 가동 속도로 작동시킬 필요가 있을 수 있다. 메인 제어기(28)가 이러한 해수의 낮은 흐름율(flow rate)이 바람직하다고 결정하면, 단계(250)에서, 메인 제어기(28)는 VFD(22)의 속도를 감소시켜 메인 펌프(16)를 최소 안전 가동 속도로 또는 그 근처에서 구동시킬 수 있고, 보조 제어기가 VFD(24)의 속도를 감소시켜 보조 펌프(18)를 최소 안전 가동 속도로 또는 그 근처에서 구동하도록(또는 종료하도록(shut down)) 명령하며, 그리고 요구되는 최소 시스템 배출 압력을 유지하기 위하여 배출 밸브(89)를 부분적으로 폐쇄하도록 명령할 수 있다. 이와 같이 배출 밸브(89)를 부분적으로 폐쇄함으로써, 해수 냉각 루프(12)에서의 흐름율은 펌프(16, 18)의 가동 속도를 더 줄이지 않고 제한/줄어들 수 있으며, 최소 요구된 시스템 압력은 유지될 수 있다. 따라서, 펌프(16, 18)는 해수 냉각 루프(12)에서 원하는 낮은 흐름율을 달성하면서 최소 안전 가동 속도 이상으로 가동될 수 있다. 배출 밸브(89)는 배의 시스템 압력을 미리 정해진 또는 지정된 시스템 압력 이상으로 유지하기 위한 유사한 방식으로 제어될 수 있다(즉, "최소 시스템 압력" 모드 또는 "지정된 압력" 모드가 단계(200)에서 선택되는 경우).

담수 냉각 루프(14)에서의 온도를 지속적으로 모니터링하고 해수 냉각 루프(12)에서의 펌프 속도 및 흐름율을 조절함으로써, 펌프들(16, 18)은 열 교환기(15)에서 필요한 양의 냉각을 제공하고 및/또는 미리 결정된 또는 지정된 최소 시스템 압력을 유지하는데 필요한 만큼 빠르게 구동될 수 있다. 따라서 시스템(10)은 훨씬 더 효율적으로 가동될 수 있고 해수 펌프들이 온도 변화에 관계 없이 일정한 속도로 구동되는 종래의 해수 냉각 시스템들에 비해 상당한 연료 절감을 제공할 수 있다. 이러한 향상된 효율은 도 5에 도시된 그래프에 도시된다. 당업자라면 이해될 수 있는 바와 같이, 펌프 전력 "P"는 펌프 속도 "n"의 세제곱에 비례하며, 흐름율 "Q"는 펌프 속도 "n"에 비례한다. 따라서, 개시된 시스템(10)이 엔진으로부터의 더 낮은 냉각 요구로 인해 더 낮은 Q에서 가동될 때, 펌프들을 최대 속도에서 작동시키고 재순환 루프를 통하거나 단순히 배 밖으로 초과한 흐름을 션트하는(shunting) 대신에, 상당한 전력 절감이 달성될 수 있다. 예를 들면, 정격 해수 흐름(rated seawater flow) Qopt의 Q=50% 이면, 펌프들(16, 18)은 Qopt의 50%를 제공하기 위하여 그들의 정격 속도(rated speed)의 50%로 가동되면 된다. 이러한 속도 감소는 펌프들(16, 18)이 일정한 최대 속도에서 가동되는 종래의 시스템들과 비교하여, 87.5%의 전력 "P" 감소를 초래한다.

예시 방법의 단계(260)에서, 메인 제어기(28)는 시스템(10)이 원하는 효율 및 더 많은 에너지 절감을 달성하기 위하여 1-펌프 모드 또는 2-펌프 모드로 가동되어야 하는지를 결정할 수 있다. 즉, 그것은 펌프들(16 또는 18) 중 하나만을 구동하고 다른 하나는 구동하지 않는 일부 상황들(예컨대, 최소 냉각이 요구되는 경우)에서 더 효율적일 수 있다. 대안적으로, 그것은 낮은 속도에서 펌프들(16, 18) 둘 다를 구동할 필요 및/또는 더 효율적일 수 있다. 메인 제어기(28)는 펌프(16, 18)의 가동 속도를 미리 정의된 "전환 포인트들(switch points)"과 비교함으로써 이러한 결정을 할 수 있다. "전환 포인트들"은 1-펌프 또는 2-펌프 가동의 Q/Qopt의 비율(ratio)에 의해 결정되며, 이는 보다 효율적인 시스템을 산출할(yield) 수 있다. 예를 들면, 시스템(10)이 2-펌프 모드에서 가동하고 펌프들(16, 18) 모두가 미리 결정된 효율 포인트 보다 낮게 구동되고 있는 경우, 메인 제어기(28)는 보조 펌프(18)를 비활성화시키고 메인 펌프(16)만을 작동할 수 있다. 1-펌프가 작동하는 동안, 효율 Q/Qopt가 증가하여, 2-펌프 가동 보다 더 효율적인 시스템이 된다. 반대로, 시스템(10)이 1- 펌프 가동 모드에서 가동하고(예컨대, 메인 펌프(16)만을 작동) 메인 펌프(16)는 미리 결정된 효율 포인트 이상으로 구동되고 있는 경우, 메인 제어기(28)는 보조 펌프(18)를 활성화시킬 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전환 포인트들(하나 및 두 펌프 가동 사이의)은 최적 흐름 범위 "Qopt"에 비해 시스템(10)에서의 실제 흐름율 "Q"에 기초하여 결정될 수 있다. 예시 곡선에 따르면, 단일 펌프 가동 하에서 Q/Qopt가 127%를 초과할 때, 시스템은 두 개의 펌프 가동으로 전환하여 가장 효율적으로 가동하도록 할 수 있다. 마찬가지로, Q/Qopt가 두 펌프 가동 하에서 74% 이하로 떨어질 때, 시스템은 단일 펌프 가동으로 전환할 수 있다. 동시에, 배출 밸브는 필요한 최소 시스템 배출 압력이 항상 유지되도록 제어된다.

예시 방법의 단계(270)에서, 메인, 보조, 및 예비 제어기들(28, 30, 32)는, 통신 링크(46)을 통하는 것과 같이, 주기적으로 서로 데이터 패킷들을 송신할 수 있다. 이러한 데이터 패킷들은 각각의 펌프들(16-20) 및 VFD들(22-26)을 포함하는 제어기들(28-32)의 각각의, "상태(health)", 또는 치명적인 가동 상태에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제어기들(28-32) 중 하나가 적절하게 가동을 멈추거나, 근접 또는 원 거리 오작동을 나타내는 방향으로 기울어진 것으로 결정되거나, 또는 그것의 통신 링크가 오작동이거나, 또는 그렇지 않으면 비활성화이면, 그 제어기의 의무는 다른 제어기들 중 하나에 재할당될 수 있다. 예를 들면, 보조 제어기(30)가 적절하게 가동하는 것을 멈춘 것으로 결정되면, 보조 제어기(30)의 의무는 백업 제어기(32)로 재할당될 수 있다. 대안적으로, 메인 제어기(28)가 적절하게 가동을 멈춘 것으로 결정되면, 메인 제어기(28)의 의무는 보조 제어기(30)에 재할당 될 수 있고 보조 제어기(30)의 의무는 예비 제어기(32)로 재할당될 수 있다. 그에 따라 시스템(10)은 구성요소 고장들의 발생 후에도 정상 가동으로 계속 할 수 있게 하는 자동 대리기능성(redundancy)의 레벨이 제공된다. 중지되거나 의심스러운 제어기가 가동 상태로 수리 및/또는 복원되고, 가동으로 되돌아가면, 정보는 다른 제어기들과의 통신 링크를 통해 브로드캐스트될(broadcast) 것이며, 예비 제어기는 자동으로 그것의 펌프 가동을 멈추고, 예비 역할에 대한 미래의 요구들을 제공하기 위해 대기 모드에 있게 될 것이다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(10)으로 가동 매개변수들을 입력하기 위한 예시 방법을 도시한 흐름도가 도시된다.

예시 방법의 제1 단계(300)에서, 운영자는 제어기(28), VFD(22) 또는 다른 사용자 인터페이스에서 복수의 펌프 매개변수들을 설정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 펌프 매개변수들은 기준 속도(reference speed), 기준 효율(reference efficiency), 기준 흐름(reference flow), 기준 수두(reference head), 기준 압력(reference pressure), 속도 제한(speed limits), 흡입 압력 제한(suction pressure limits), 배출 압력 제한(discharge pressure limits), 베어링 온도 제한(bearing temperature limits), 및 진동 제한(vibration limits)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이들 매개변수들은 펌프 제조자(pump manufacturer)(참조 매뉴얼과 같은)에 의해 제공될 수 있고, 단계(310a)에서, 통신 링크(46)를 통해 외부 감시 장치들에 의해 또는 운영자에 의해 다른 사용자 인터페이스, VFD(22) 또는 제어기(28)로 수동으로 입력될 수 있다. 대안적으로, 제어기(28), VFD(22) 또는 다른 사용자 인터페이스는 복수의 시중에서 판매되는 펌프들의 다른 유형들에 대한 펌프 매개변수들로 미리 프로그램될 수 있고, 단계(310b)에서, 운영자는 대응하는 매개변수 세트를 로드하도록(load) 시스템(10)에 의해 현재 사용되는 펌프들의 유형을 단순히 지정할 수 있음이 고려된다. 또 다른 고려되는 실시예에서, 단계(310c)에서 나타낸 바와 같이 제어기(28) 또는 VFD(22)는 시스템(10)에 연결되는 펌프들의 유형을 자동으로 결정하고 임의의 운영자 입력 없이 대응하는 매개변수 세트를 자동으로 로드하도록 구성될 수 있다.

예시 방법의 단계(320)에서, 운영자는 제어기(28), VFD(22), 또는 다른 사용자 인터페이스에서 복수의 시스템 매개변수들을 설정할 수 있다. 이러한 매개변수들은 담수 온도 범위(fresh water temperature range), VFD 모터 속도 범위(VFD motor speed range), 최소 압력 레벨(minimum pressure level), 담수 흐름(fresh water flow), 수 열용량 계수(water heat capacity coefficient), 열 교환기 표면적(heat exchanger surface area), 열 전달 계수(heat transfer coefficient), 3-방향 밸브의 존재(presence of a 3-way valve), 및 주변 온도 제한(ambient temperature limits)을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

예시 방법의 단계(330)에서, 이전 단계들에서 설정된 펌프 매개변수들 및 시스템 매개변수들은, 예를 들어 통신 링크(46)를 통한 대응하는 데이터 송신을 통해, 다른 제어기들(30, 32) 및/또는 다른 VFD들(24, 26)에 복사될 수 있다. 이러한 매개변수들의 복사는 자동으로 또는 제어기(28), VFD(22), 또는 다른 사용자 인터페이스에서 운영자에 의해 적절한 명령(command)의 입력에 따라 수행될 수 있다. 그러므로 운영자는 다른 펌프 시스템들에서와 같이 각 제어기(28-32) 및/또는 VFD(22-26)에서 매개변수들을 입력하는 것 대신 단일 인터페이스에서 매개변수들을 입력하는 것이 단지 요구된다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(10)의 펌프들(16-20)의 사용을 균등하게 하는 예시 방법을 도시하는 흐름도가 도시된다.

예시 방법의 단계(400)에서, 시스템(10)은 각각의 펌프들(16-20)이 가동하고 있는 시간의 총량(total amount of time)을 모니터링 할 수 있다. 단계(410)에서, 시스템(10)은 펌프들(16-20) 중 하나가 다른 펌프들(16-20) 중 적어도 하나 보다 더 긴 지정된 양의 시간 동안 가동되고 있는지 결정할 수 있다. 단계(420)에서, 시스템(10)은 펌프들(16-20)의 가동 시간을 균등하게 또는 균등하게 하려고 하는 방식으로 펌프들(16-20)의 가동을 재분배할(reallocate) 수 있다. 예를 들어, 메인 펌프(16)가 100 시간의 가동을 기록하고, 보조 펌프(18)가 50 시간의 가동을 기록하고, 예비 펌프가 단지 5 시간의 가동을 기록하는 경우, 시스템(10)은 주 펌프(primary pump)(16)가 예비 펌프로서 가동하도록 재할당할 수 있고 예비 펌프(20)가 주 펌프로서 가동하도록 재할당할 수 있다. 그래서 펌프들(16, 20)은 펌프(16)가 실질적으로 유휴(idle) 상태로 유지되는 동안 상당한 가동 시간을 누적하도록 지속할 수 있다. 따라서, 펌프(16-20)의 가동 시간들을 균등하게 함으로써, 펌프들(16-20)은 실질적으로 균일한 비율(rate)로 마모될 수 있고, 그러므로 균일한 스케줄에 따라 서비스 또는 교체될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 용어 "컴퓨터"는 마이크로컨트롤러들, RISC들(reduced instruction set circuits), 주문형 집적 회로들(ASICs; application specific integrated circuits), 논리 회로, 및 임의의 다른 회로 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행할 수 있는 프로세서를 포함하는 임의의 프로세서-기반 또는 마이크로프로세서-기반 시스템을 포함할 수 있다. 상기 예시들은 단지 예시적인 것이며, 따라서 어떤 식으로든 용어 "컴퓨터"의 의미 및/또는 정의를 제한하려는 것이 아니다.

컴퓨터 시스템은 입력 데이터를 처리하기 위하여, 하나 이상의 저장 요소에 저장된 명령어 세트를 실행한다. 또한 저장 요소들은 원하는 또는 필요한 데이터 또는 다른 정보를 저장할 수 있다. 저장 요소는 처리 기계 내 정보 소스 또는 물리적 메모리 요소의 형태일 수 있다.

명령어 세트는 본 발명의 다양한 실시예들의 처리들 및 방법들과 같은 특정 가동들을 수행하기 위한 처리 기계로서의 컴퓨터를 지시하는 다양한 명령어들을 포함할 수 있다. 명령어 세트는 소프트웨어 프로그램의 형태일 수 있다. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 어플리케이션 소프트웨어와 같은 다양한 형태들일 수 있다. 또한, 소프트웨어는 별도의 프로그램들의 집합, 더 큰 프로그램 내의 프로그램 모듈 또는 프로그램 모듈의 일부분의 형태일 수 있다. 또한 소프트웨어는 객체 지향 프로그래밍의 형태로 모듈식 프로그래밍이 포함될 수 있다. 처리 기계에 의한 입력 데이터의 처리는 사용자 명령에 응답하여, 또는 이전 처리의 결과에 응답하여, 또는 다른 처리 기계에 의해 이루어진 요청에 응답하여 이루어질 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "소프트웨어"는 RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리 및 비휘발성 RAM(NVRAM; non-volatile RAM) 메모리를 포함하는 메모리처럼, 컴퓨터에 의한 실행을 위한 메모리에 저장된 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 상기 메모리 유형들은 단지 예시적인 것이며, 따라서 컴퓨터 프로그램의 저장에 사용할 수 있는 메모리의 유형들을 제한하지 않는다.

Claims

가변 흐름율 냉각 시스템에서 가동 매개변수들을 설정하는 방법에 있어서,
상기 시스템에서의 제1 제어기에서 펌프 매개변수들을 정의하는 단계;
상기 제1 제어기에서 시스템 매개변수들을 정의하는 단계; 및
상기 제1 제어기로부터 상기 시스템에서의 적어도 하나의 다른 제어기로 상기 펌프 매개변수들 및 시스템 매개변수들을 자동으로 복사하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 펌프 매개변수들을 정의하는 단계는,
운영자가 상기 펌프 매개변수들을 수동으로 입력하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
복수의 다른 펌프들에 대한 펌프 매개변수들은 상기 제1 제어기에 저장되고,
상기 펌프 매개변수들을 정의하는 단계는,
운영자가 상기 제1 제어기에 연결된 펌프의 유형을 지정하는 단계; 및
상기 제1 제어기가 상기 지정된 펌프의 유형에 대응하는 펌프 매개변수들을 자동으로 로드하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
복수의 다른 펌프들에 대한 펌프 매개변수들은 상기 제1 제어기에 저장되고,
상기 펌프 매개변수들을 정의하는 단계는,
상기 제1 제어기가 상기 제1 제어기에 연결된 상기 펌프의 유형을 자동으로 인식하는 단계; 및
상기 제1 제어기가 상기 인식된 펌프의 유형에 대응하는 펌프 매개변수들을 자동으로 로드하는 단계
를 포함하는 방법.
가변 흐름율 냉각 시스템의 제어기에서 펌프 매개변수들을 설정하는 방법에 있어서,
상기 제어기에서 복수의 펌프들의 다른 유형들에 대한 펌프 매개변수들을 저장하는 단계;
상기 제어기에 펌프를 연결하는 단계;
상기 제어기가 상기 제어기에 연결된 상기 펌프를 자동으로 인식하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 인식된 펌프에 대응하는 펌프 매개변수들을 자동으로 로드하는 단계
를 포함하는 방법.
복수의 펌프들을 가지는 가변 흐름율 냉각 시스템에서 펌프 사용을 균등화하기 위한 방법에 있어서,
각 펌프에 대한 총 가동 시간을 모니터링 하는 단계; 및
상대적으로 더 낮은 총 가동 시간을 가지는 펌프가 상대적으로 더 높은 총 가동 시간을 가지는 펌프 보다 더 사용되도록 상기 펌프들의 사용을 재분배하는 단계
를 포함하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 펌프들의 사용을 재분배하는 단계는,
예비 펌프로서 가동하도록 현재 주 펌프를 재할당하고 주 펌프로서 가동하도록 현재 예비 펌프를 재할당하는 단계
를 포함하는 방법.