KR20190081315A - 선박용 장치 냉각 시스템 및 방법 - Google Patents

선박용 장치 냉각 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

선박용 장치 냉각 시스템이 개시된다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템은, 해수를 냉각수로 사용하여 주 엔진을 냉각시키는 제1 냉각기(310); 해수를 냉각수로 사용하여 보조 장치들을 냉각시키는 제2 냉각기(320); 두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제1 냉각기(310)로 해수를 펌핑하는 제1 펌프(110); 두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제2 냉각기(320)로 해수를 펌핑하는 제2 펌프(120); 상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제1 삼방밸브(210); 및 상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제2 삼방밸브(220);를 포함하고, 상기 제2 펌프의(120)의 용량이 상기 제1 펌프(110)보다 더 크고, 상기 제1 펌프(110)와 상기 제2 펌프(120)는 각각 부하의 최소값이 설정되며, 상기 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 상기 보조 장치들을 냉각시키는 시스템이, 상기 제1 삼방밸브(210)와 상기 제2 삼방밸브(220)에 의해 연계되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 장치 냉각 시스템 및 방법{Apparatus Cooling System and Method for Vessel}
본 발명은 해수를 이용하여 주 엔진과 그 밖의 보조(Auxiliary) 장치들을 냉각시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
선박에 탑재된 주 엔진 및 기타 보조 장치들을 냉각시키기 위해 해수를 널리 사용하는데, 에너지 절감을 위해 일반적으로 해수를 펌핑(Pumping)하는 펌프에 VFD(Variable Frequency Drive) 모터를 적용하여, 펌프의 부하에 따라 모터의 RPM(Revolution Per Minute)을 조절한다. 또한, 필요한 해수의 양이 적더라도 펌프의 보호를 위해, 일반적으로 펌프의 부하가 50% 이하로 내려가지 않도록 한다.
한편, 종래에 해수를 이용하여 선박에 탑재된 장치를 냉각시키는 시스템은, 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 분리시켰다. 주 엔진과 보조 장치들을 모두 냉각시킬 수 있도록 시스템을 구성하면, 펌프의 용량 및 크기가 증가되어, 협소한 엔진룸에 설치하기가 어려워지고, 주 엔진을 가동시키지 않는 경우에도 불필요하게 큰 펌프를 가동시켜야 하기 때문이다.
종래에는 펌프의 보호를 위해 펌프의 부하가 50% 이상이 되도록 유지하다 보니, 주 엔진 및/또는 보조 장치에서 필요로 하는 해수의 양이 적음에도 불구하고, 불필요하게 에너지를 낭비하게 된다는 단점이 있었다.
본 발명은 보조 장치를 냉각시키는 시스템에 적용되는 펌프의 용량이 주 엔진을 냉각시키는 시스템에 적용되는 펌프의 용량보다 크다는 점에 착안하여 시스템의 운용 방법을 개선한, 선박용 장치 냉각 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해수를 냉각수로 사용하여 주 엔진을 냉각시키는 제1 냉각기(310); 해수를 냉각수로 사용하여 보조 장치들을 냉각시키는 제2 냉각기(320); 두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제1 냉각기(310)로 해수를 펌핑하는 제1 펌프(110); 두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제2 냉각기(320)로 해수를 펌핑하는 제2 펌프(120); 상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제1 삼방밸브(210); 및 상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제2 삼방밸브(220);를 포함하고, 상기 제2 펌프의(120)의 용량이 상기 제1 펌프(110)보다 더 크고, 상기 제1 펌프(110)와 상기 제2 펌프(120)는 각각 부하의 최소값이 설정되며, 상기 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 상기 보조 장치들을 냉각시키는 시스템이, 상기 제1 삼방밸브(210)와 상기 제2 삼방밸브(220)에 의해 연계되는 것을 특징으로 하는, 선박용 장치 냉각 시스템이 제공된다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템은, 상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인에 설치되는 제1 압력센서(410); 및 상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인에 설치되는 제1 온도센서(510);중 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 압력센서(410) 및 상기 제1 온도센서(510) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절할 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템이 상기 제1 압력센서(410)를 포함하는 경우, 상기 제1 압력센서(410)는 상기 제1 삼방밸브(210) 하류에 설치될 수 있고, 상기 선박용 장치 냉각 시스템이 상기 제1 온도센서(510)를 포함하는 경우, 상기 제1 온도센서(510)는 상기 제1 삼방밸브(210) 하류에 설치될 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템은, 상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인에 설치되는 제2 압력센서(420); 및 상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인에 설치되는 제2 온도센서(520);중 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 압력센서(420) 및 상기 제2 온도센서(520) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절할 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템이 상기 제2 압력센서(420)를 포함하는 경우, 상기 제2 압력센서(420)는 상기 제2 삼방밸브(220) 상류에 설치될 수 있고, 상기 선박용 장치 냉각 시스템이 상기 제2 온도센서(520)를 포함하는 경우, 상기 제2 온도센서(520)는 상기 제2 삼방밸브(220) 상류에 설치될 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템은, 상기 제1 냉각기(310)에서 냉각수로 사용된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로부터 배출되는 라인에 설치되는 제3 온도센서(530); 및 상기 제2 냉각기(320)에서 냉각수로 사용된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로부터 배출되는 라인에 설치되는 제4 온도센서(540);를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 압력센서(530) 및 상기 제4 온도센서(540) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절할 수 있다.
병렬로 설치된 두 대의 상기 제1 펌프(110)는 서로 리던던시 역할을 할 수 있고, 병렬로 설치된 두 대의 상기 제2 펌프(120)는 서로 리던던시 역할을 할 수 있으며, 병렬로 설치된 두 대의 상기 제1 냉각기(310)는 서로 리던던시 역할을 할 수 있고, 병렬로 설치된 두 대의 상기 제2 냉각기(320)는 서로 리던던시 역할을 할 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 시스템은, 두 대의 상기 제1 펌프(110)와 두 대의 상기 제2 펌프(120) 하류에 각각 설치되어, 해수의 역류를 방지하는 네 개의 밸브(V)를 더 포함할 수 있다.
두 대의 상기 제1 펌프(110) 및 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 어느 한 대라도 정지(Trip)하는 경우, 상기 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 상기 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 분리하여 운용할 수 있다.
상기 제1 삼방밸브(210)의 일측 입구는 상기 제1 펌프(110)와 연결되고, 타측 입구는 상기 제1 냉각기(310)와 연결되며, 나머지 입구는 상기 제2 삼방밸브(220)와 연결될 수 있고, 상기 제2 삼방밸브(220)의 일측 입구는 상기 제2 펌프(120)와 연결되고, 타측 입구는 상기 제2 냉각기(320)와 연결되며, 나머지 입구는 상기 제1 삼방밸브(210)와 연결될 수 있다.
상기 제2 펌프(120)의 용량은 상기 제1 펌프(110)의 1.5배일 수 있다.
제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)의 최소값은 각각 50%로 설정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 선박용 장치 냉각 시스템에 적용되는 선박용 장치 냉각 방법에 있어서, 1) 상기 제1 펌프(110) 한 대를 가동시키는 단계(S10); 2) 상기 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S20); 및 3) 상기 제1 펌프(110)를 정지시키고 상기 제2 펌프(120) 한 대를 가동시키는 단계(S30);를 포함하고, 상기 제2 단계(S20)에서, 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제1 단계(S10)를 반복하고, 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제3 단계(S30)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법이 제공된다.
상기 선박용 장치 냉각 방법은, 4) 상기 제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S40); 및 5) 상기 제2 펌프(120)를 정지시키고 상기 제1 펌프(110) 두 대를 가동시키는 단계(S50);를 더 포함할 수 있고, 상기 제4 단계(S40)에서, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 상기 제2 설정값 이하면 상기 제3 단계(S30)를 반복하고, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 상기 제2 설정값을 초과하면 상기 제5 단계(S50)를 실시할 수 있다.
상기 제5 단계(S50)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 동일하게 제어될 수 있다.
상기 제5 단계(S50)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 서로 다르게 제어될 수 있고, 한 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 상기 제1 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하를 증감시킬 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 방법은, 6) 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하가 모두 상기 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S60); 및 7) 두 대의 상기 제1 펌프(110)를 모두 정지시키고 상기 제2 펌프(120)를 두 대 가동시키는 단계(S70);를 포함할 수 있고, 상기 제6 단계(S60)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110) 중 하나 이상의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제5 단계(S50)를 반복하고, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하가 모두 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제7 단계(S70)를 실시할 수 있다.
상기 제7 단계(S70)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 동일하게 제어될 수 있다.
상기 제7 단계(S70)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 서로 다르게 제어될 수 있고, 한 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 상기 제2 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하를 증감시킬 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 방법은, 8) 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S80); 및 9) 상기 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S90);를 포함할 수 있고, 상기 제8 단계(S80)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 상기 제2 설정값 이하면 상기 제7 단계(S70)를 반복하고, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하면 상기 제9 단계(S90)를 실시할 수 있다.
상기 선박용 장치 냉각 방법은, 10) 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하고 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S100); 및 11) 나머지 상기 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S110);를 포함할 수 있고, 상기 제10 단계(S100)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 상기 제2 설정값 이하이거나 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제9 단계(S90)를 반복하고, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하고 상기 제1 펌프의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제11 단계(S110)를 실시할 수 있다.
상기 제1 설정값은, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 50% 이상이고, 상기 제1 펌프(110)의 유량과 상기 제2 펌프(120)의 유량이 같을 때, 상기 제1 펌프(110)에서 소모되는 전력이 상기 제2 펌프(120)에서 소모되는 전력보다 더 작아지는 시점의 부하로 설정될 수 있다.
상기 제2 설정값은, 상기 제1 펌프(110) 두 대가 모두 50%의 부하로 운전될 때 상기 제1 펌프(110) 두 대가 소모하는 전력보다, 상기 제2 펌프(120) 한 대가 소모하는 전력이 많아지는 시점의 부하로 설정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 병렬로 연결된 두 대의 제1 펌프(110) 중, 한 대 이상에 의해 펌핑된 해수를 제1 냉각기(310)에서 냉각수로 사용하여, 주 엔진을 냉각시키는, 주 엔진 냉각 시스템; 및 병렬로 연결된 두 대의 제2 펌프(120) 중, 한 대 이상에 의해 펌핑된 해수를 제2 냉각기(320) 냉각수로 사용하여, 보조 장치들을 냉각시키는, 보조 장치 냉각 시스템;을 포함하고, 상기 주 엔진 냉각 시스템과 상기 보조 장치 냉각 시스템은, 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)에 의해 서로 연계되고, 상기 제1 냉각기(310) 및 상기 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라, 한 대의 상기 제1 펌프(110), 한 대의 제2 펌프(120), 두 대의 제1 펌프(110), 및 두 대의 제2 펌프(120)를 순차적으로 사용하는, 선박용 장치 냉각 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면, 종래에 선박에 설치된 장치들의 구성을 크게 변경시키지 않으면서도, 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 연계시킬 수 있도록 시스템의 운용 방법을 개선하여, 종래에 비해 에너지를 더욱 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 장치 냉각 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 장치 냉각 방법의 개략적인 순서도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 장치 냉각 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박용 장치 냉각 시스템은, 제1 펌프(110), 제2 펌프(120), 제1 삼방밸브(210), 제2 삼방밸브(220), 제1 냉각기(310), 및 제2 냉각기(320)를 포함한다.
제1 펌프(110)는, 선체 외부로부터 공급되는 해수를 펌핑하여 제1 냉각기(310)로 공급한다. 제1 펌프(110)는 두 대가 병렬로 설치되며, 병렬로 설치된 두 대의 제1 펌프(110)는 서로 리던던시(Redundancy)의 역할을 할 수 있다. 두 대의 제1 펌프(110)가 서로 리던던시 역할을 하는 경우, 가동 중인 제1 펌프(110)를 사용할 수 없게 되면 즉시 다른 제1 펌프(110)를 대신 사용할 수 있도록, 사용하지 않는 제1 펌프(110)는 작업 대기(Working-Standby) 상태로 유지된다.
제2 펌프(120)는, 선체 외부로부터 공급되는 해수를 펌핑하여 제2 냉각기(320)로 공급한다. 제2 펌프(120)는 두 대가 병렬로 설치되며, 병렬로 설치된 두 대의 제2 펌프(120)는 서로 리던던시의 역할을 할 수 있다. 두 대의 제2 펌프(120)가 서로 리던던시 역할을 하는 경우, 가동 중인 제2 펌프(120)를 사용할 수 없게 되면 즉시 다른 제2 펌프(120)를 대신 사용할 수 있도록, 사용하지 않는 제2 펌프(120)는 작업 대기 상태로 유지된다.
본 실시예의 선박용 장치 냉각 시스템은, 두 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120)의 하류에 각각 설치되는 네 개의 밸브(V)를 포함할 수 있는데, 밸브(V)는 해수가 역류하는 것을 방지하여, 네 대의 펌프(110, 120) 중 하나 이상이 가동되지 않을 때, 다른 펌프들에 의해 공급되는 해수가 가동되지 않는 펌프의 날개를 회전시켜 펌프의 수명이 줄어드는 것을 방지한다.
제1 삼방밸브(210)는, 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인 상에 설치되어, 해수 흐름을 제어한다. 제1 삼방밸브(210)의 일측 입구는 제1 펌프(110)와 연결되고, 타측 입구는 제1 냉각기(310)와 연결되며, 나머지 입구는 제2 삼방밸브(220)와 연결된다.
제2 삼방밸브(220)는, 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인 상에 설치되어, 해수 흐름을 제어한다. 제2 삼방밸브(220)의 일측 입구는 제2 펌프(120)와 연결되고, 타측 입구는 제2 냉각기(320)와 연결되며, 나머지 입구는 제1 삼방밸브(210)와 연결된다.
본 실시예의 선박용 장치 냉각 시스템은, 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)에 의해, 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 서로 연결하여, 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 보조 장치들을 냉각시키는 시스템이 서로 보완(Back Up)이 가능하도록 구성하였다.
제1 냉각기(310)는, 제1 펌프(110)에 의해 펌핑되어 공급된 해수를 냉각수로 사용하여 주 엔진을 냉각시킨다. 제1 냉각기(310)는 두 대가 병렬로 설치되며, 병렬로 설치된 두 대의 제1 냉각기(310)는 서로 리던던시의 역할을 할 수 있다. 두 대의 제1 냉각기(310)가 서로 리던던시 역할을 하는 경우, 가동 중인 제1 냉각기(310)를 사용할 수 없게 되면 즉시 다른 제1 냉각기(310)를 대신 사용할 수 있도록, 사용하지 않는 제1 냉각기(310)는 작업 대기 상태로 유지된다.
제2 냉각기(320)는, 제2 펌프(120)에 의해 펌핑되어 공급된 해수를 냉각수로 사용하여 보조 장치들을 냉각시킨다. 제2 냉각기(320)는 두 대가 병렬로 설치되며, 병렬로 설치된 두 대의 제2 냉각기(320)는 서로 리던던시의 역할을 할 수 있다. 두 대의 제2 냉각기(320)가 서로 리던던시 역할을 하는 경우, 가동 중인 제2 냉각기(320)를 사용할 수 없게 되면 즉시 다른 제2 냉각기(320)를 대신 사용할 수 있도록, 사용하지 않는 제2 냉각기(320)는 작업 대기 상태로 유지된다.
즉, 제1 펌프(110)는 주 엔진을 냉각시키기 위한 해수를 공급하고, 제2 펌프(120)는 보조 장치들을 냉각시키기 위한 해수를 공급하는데, 일반적으로 보조 장치들을 냉각시키기 위한 해수가 더 많이 필요하므로, 제2 펌프(120)로 제1 펌프(110)보다 용량이 더 큰 펌프가 적용된다. 일례로 제2 펌프(120)의 용량은 제1 펌프(110)의 용량의 1.5배일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인에는, 제1 압력센서(410) 및/또는 제1 온도센서(510)가 설치될 수 있고, 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인에는, 제2 압력 센서(420) 및/또는 제2 온도센서(520)가 설치될 수 있다. 제1 압력센서(410)와 제1 온도센서(510)는 제1 삼방밸브(210) 하류에 설치되는 것이 바람직하고, 제2 압력 센서(420)와 제2 온도센서(520)는 제2 삼방밸브(220) 상류에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에 의하면, 제1 냉각기(310)에서 냉각수로 사용된 해수가 제1 냉각기(310)로부터 배출되는 라인에는 제3 온도센서(530)가 설치될 수 있고, 제2 냉각기(320)에서 냉각수로 사용된 해수가 제2 냉각기(320)로부터 배출되는 라인에는 제4 온도센서(540)가 설치될 수 있다.
본 실시예의 선박용 장치 냉각 시스템은, 제1 압력센서(410), 제2 압력센서(420), 및 제1 내지 제4 온도센서(510, 520, 530, 540) 중 하나 이상에 의해 측정된, 해수의 온도 및/또는 압력에 따라, 제1 펌프(110)를 구동시키는 모터의 RPM 및/또는 제2 펌프(120)를 구동시키는 모터의 RPM을 조절한다.
해수로 청수를 냉각 시킨 후 냉각된 청수로 주 엔진와 보조 장치들을 냉각시키는데, 해수 라인에 설치된 압력센서들(410, 420) 및 온도센서(510, 520, 530, 540)들과 더불어 청수 라인에 설치된 온도센서(미도시)를 제어한다. 청수 라인에서 요구하는 냉각 용량이 증가함에 따라 해수의 유량이 증가하게 되며, 청수 라인의 요구 온도(일례로, 36℃)를 맞추기 위해 해수의 유량이 조절 된다.
도 1에 도시된 본 실시예의 선박용 장치 냉각 시스템에서, 해수의 흐름을 제어하는 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 장치 냉각 방법의 개략적인 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박용 장치 냉각 방법은,
1) 제1 펌프(110) 한 대를 가동시키는 단계(S10);
2) 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S20);
3) 제1 펌프(110)를 정지시키고 제2 펌프(120) 한 대를 가동시키는 단계(S30);
4) 제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S40);
5) 제2 펌프(120)를 정지시키고 제1 펌프(110) 두 대를 가동시키는 단계(S50);
6) 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가 모두 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S60);
7) 두 대의 제1 펌프(110)를 모두 정지시키고 제2 펌프(120)를 두 대 가동시키는 단계(S70);
8) 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S80);
9) 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S90);
10) 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하고 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S100); 및
11) 나머지 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S110);를 포함한다.
본 실시예의 제1 단계(S10)에서는, 제1 펌프(110) 한 대를 가동시키고, 나머지 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120)는 정지된 상태로 둔다. 제2 펌프(120)가 제1 펌프(110)보다 용량이 크므로, 냉각수가 많이 필요하지 않은 초기에는 제1 펌프(110)를 먼저 구동시키는 것이 경제적이다. 펌프에서 소모되는 전력량(P)은 펌프의 부하(R)의 세제곱에 비례한다(P∝R3).
제1 삼방밸브(210)는, 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 냉각기(310) 쪽 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제2 냉각기(320) 쪽(즉, 제2 삼방밸브(220) 쪽) 입구의 개도가 조절된다.
제2 삼방밸브(220)는, 제1 삼방밸브(210) 쪽 입구와 제2 냉각기(320) 쪽 입구는 열리고, 제2 펌프(120) 쪽 입구는 닫힌다. 제2 삼방밸브(220)의 개도를 조절하여 제2 냉각기(320)로 공급되는 해수의 양을 조절할 수도 있다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 제1 펌프(110)의 부하가 증가되며, 제1 펌프(110)를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라 제1 펌프(110)의 부하가 감소되며, 제1 펌프(110)를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
본 실시예의 제2 단계(S20)에서는, 제1 단계(S10)에서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 증가되던 제1 펌프(110)의 부하가, 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.
제1 설정값은, 제2 펌프(120)의 부하가 50% 이상이고, 제1 펌프(110)의 유량과 제2 펌프(120)의 유량이 같을 때, 제1 펌프(110)에서 소모되는 전력이 제2 펌프(120)에서 소모되는 전력보다 더 작아지는 시점의 부하로 설정될 수 있다. 또한, 제1 설정값은 펌프성능곡선을 통해 설정될 수 있다.
제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값 이하면, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양에 따라 제1 펌프(110)의 부하를 증감시키는 제1 단계(S10)를 반복하고, 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하면 제3 단계(S30)를 실시한다.
본 실시예의 제3 단계(S30)에서는, 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는 경우, 제1 펌프(110)는 정지시키고, 제1 펌프(110)보다 용량이 큰 제2 펌프(120)를 가동시킨다. 즉, 제3 단계(S30)에서는, 제2 펌프(120) 한 대가 구동되고 나머지 제2 펌프(120) 한 대와 제1 펌프(110) 두 대가 정지된 상태가 된다.
제2 삼방밸브(220)는, 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 냉각기(310) 쪽(즉, 제1 삼방밸브(210) 쪽) 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제2 냉각기(320) 쪽 입구의 개도가 조절된다.
제1 삼방밸브(210)는, 제2 삼방밸브(220) 쪽 입구와 제1 냉각기(310) 쪽 입구는 열리고, 제1 펌프(110) 쪽 입구는 닫힌다. 제1 삼방밸브(210)의 개도를 조절하여 제1 냉각기(310)로 공급되는 해수의 양을 조절할 수도 있다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 제2 펌프(120)의 부하가 증가되며, 제2 펌프(120)를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라 제2 펌프(120)의 부하가 감소되며, 제2 펌프(120)를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
만약, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 많이 감소되어, 제1 펌프(110)가 감당할 수 있을 정도가 된다면, 제2 펌프(120)는 정지시키고 다시 제1 펌프(110)를 가동시켜 제1 단계(S10)를 실시할 수 있다.
본 실시예의 제4 단계(S40)에서는, 제3 단계(S30)에서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 증가되던 제2 펌프(120)의 부하가, 제2 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.
제2 설정값은, 제1 펌프(110) 두 대가 모두 50%의 부하로 운전될 때 제1 펌프(110) 두 대가 소모하는 전력보다, 제2 펌프(120) 한 대가 소모하는 전력이 많아지는 시점의 부하로 설정될 수 있다. 또한, 제2 설정값은 펌프성능곡선을 통해 설정될 수 있다.
제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값 이하면, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양에 따라 제2 펌프(120)의 부하를 증감시키는 제3 단계(S30)를 반복하고, 제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값을 초과하면 제5 단계(S50)를 실시한다.
본 실시예의 제5 단계(S50)에서는, 제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값을 초과하는 경우, 제2 펌프(120)는 정지시키고, 제1 펌프(110) 두 대를 가동시킨다. 즉, 제5 단계(S50)에서는, 한 대의 제2 펌프(120)는 정지시키고, 다른 한 대의 제2 펌프(120)는 제4 단계(S40)에서 이미 정지된 상태였으므로, 제1 펌프(110) 두 대는 구동되고 제2 펌프(120) 두 대는 정지된 상태가 된다.
본 실시예에 의하면, 제1 펌프(110) 한 대의 용량(X)은 제2 펌프(120)의 용량(Y)보다 작으나, 제1 펌프(110) 두 대의 용량을 합친 값은 제2 펌프(120)의 용량보다 크다(Y < 2X). 따라서, 제2 펌프(120) 한 대가 감당하지 못하는 해수의 양을 제1 펌프(110) 두 대가 감당할 수 있다.
같은 유량이라는 조건 하에서, 제2 펌프(120)를 높은 부하로 한 대 가동하는 것보다, 제1 펌프(110) 두 대를 낮은 부하로 가동하는 것이 효율적인 경우가 있다.
제1 삼방밸브(210)는, 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 냉각기(310) 쪽 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제2 냉각기(320) 쪽(즉, 제2 삼방밸브(220) 쪽) 입구의 개도가 조절된다.
제2 삼방밸브(220)는, 제1 삼방밸브(210) 쪽 입구와 제2 냉각기(320) 쪽 입구는 열리고, 제2 펌프(120) 쪽 입구는 닫힌다. 제2 삼방밸브(220)의 개도를 조절하여 제2 냉각기(320)로 공급되는 해수의 양을 조절할 수도 있다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 두 대의 제1 펌프(110) 중 하나 이상의 부하가 증가되며, 부하가 증가되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라 두 대의 제1 펌프(110) 중 하나 이상의 부하가 감소되며, 부하가 감소되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
만약, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 많이 감소되어, 제2 펌프(120)가 감당할 수 있을 정도가 된다면, 두 대의 제1 펌프(110)는 정지시키고 다시 제2 펌프(120)를 가동시켜, 제3 단계(S30)를 실시할 수 있다.
두 대의 제1 펌프(110)는, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 균등하게 부담하도록, 동일한 부하로 운전되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가 달라질 수도 있다.
본 실시예의 제6 단계(S60)에서는, 제5 단계(S50)에서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 증가되던 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가, 모두 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.
즉, 제6 단계(S60)에서는, 요구되는 유량을 만족시키기 위해, 제1 펌프(110) 두 대를 가동시키는 것 보다, 제2 펌프(120) 두 대를 가동시키는 것이 전력량의 측면에서 이점이 있는 여부를 판단한다.
두 대의 제1 펌프(110) 중 하나 이상의 부하가 제1 설정값 이하면, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양에 따라 제1 펌프(110)의 부하를 증감시키는 제5 단계(S50)를 반복하고, 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가 모두 제1 설정값을 초과하면 제7 단계(S70)를 실시한다.
즉, 제2 펌프(120)가 50% 이상의 부하로 운전될 때, 제1 펌프(110) 두 대를 높은 RPM으로 운전하는 것보다 제2 펌프(120) 두 대를 낮은 RPM으로 운전하는 것이 전력 소모량이 적다고 판단되면, 제7 단계(S70)를 실시하는 것이다.
두 대의 제1 펌프(110)의 부하를 다르게 제어하는 경우, 어느 한 대의 부하는 제1 설정값에 도달하더라도, 다른 한 대의 부하는 제1 설정값보다 작을 수 있다. 두 대의 제1 펌프(110) 중 어느 한 대의 부하라도 제1 설정값보다 작으면, 아직 두 대의 제1 펌프(110)로 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 감당할 수 있는 것이므로, 제5 단계(S50)를 반복한다.
제5 단계(S50)에서 두 대의 제1 펌프(110)의 부하를 다르게 제어하는 경우, 어느 한 대의 부하는 제1 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 부하를 증감시키면서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 충족시킬 수도 있다.
본 실시예의 제7 단계(S70)에서는, 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가 모두 제1 설정값을 초과하는 경우, 두 대의 제1 펌프(110)를 모두 정지시키고, 제2 펌프(120) 두 대를 가동시킨다. 즉, 제7 단계(S70)에서는, 제2 펌프(120) 두 대가 구동되고 제1 펌프(110) 두 대가 정지된 상태가 된다.
제2 펌프(120)의 용량이 제1 펌프(110)보다 크므로, 두 대의 제1 펌프(110)로 감당하지 못하는 해수의 양을 두 대의 제2 펌프(120)로 감당할 수 있다.
제2 삼방밸브(220)는, 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 냉각기(310) 쪽(즉, 제1 삼방밸브(210) 쪽) 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제2 냉각기(320) 쪽 입구의 개도가 조절된다.
제1 삼방밸브(210)는, 제2 삼방밸브(220) 쪽 입구와 제1 냉각기(310) 쪽 입구는 열리고, 제1 펌프(110) 쪽 입구는 닫힌다. 제1 삼방밸브(210)의 개도를 조절하여 제1 냉각기(310)로 공급되는 해수의 양을 조절할 수도 있다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 증가되며, 부하가 증가되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 감소되며, 부하가 감소되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
만약, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 많이 감소되어, 두 대의 제1 펌프(110)가 감당할 수 있을 정도가 된다면, 두 대의 제2 펌프(120)는 정지시키고 다시 두 대의 제1 펌프(110)를 가동시켜, 제5 단계(S50)를 실시할 수 있다.
두 대의 제2 펌프(120)는, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 균등하게 부담하도록, 동일한 부하로 운전되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 달라질 수도 있다.
본 실시예의 제8 단계(S80)에서는, 제7 단계(S70)에서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 증가되던 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가, 모두 제2 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.
두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 제2 설정값 이하면, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양에 따라 제2 펌프(120)의 부하를 증감시키는 제7 단계(S70)를 반복하고, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하면 제9 단계(S90)를 실시한다.
두 대의 제2 펌프(120)의 부하를 다르게 제어하는 경우, 어느 한 대의 부하는 제2 설정값에 도달하더라도, 다른 한 대의 부하는 제2 설정값보다 작을 수 있다. 두 대의 제2 펌프(120) 중 어느 한 대의 부하라도 제2 설정값보다 작으면, 아직 두 대의 제2 펌프(120)로 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 감당할 수 있는 것이므로, 제7 단계(S70)를 반복한다.
제7 단계(S70)에서 두 대의 제2 펌프(120)의 부하를 다르게 제어하는 경우, 어느 한 대의 부하는 제2 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 부하를 증감시키면서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 충족시킬 수도 있다.
본 실시예의 제9 단계(S90)에서는, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하는 경우, 제1 펌프(110)를 추가로 가동시킨다. 즉, 제9 단계(S90)에서는, 제1 펌프(110) 한 대와 제2 펌프(120) 두 대가 구동되고 제1 펌프(110) 한 대가 정지된 상태가 된다.
제2 펌프(120) 두 대를 모두 가동시켜도 요구되는 유량을 만족시키지 못하는 상황이므로, 제1 펌프(110) 한 대를 50% 이상으로 가동시키는 것이다.
제1 삼방밸브(210)의 세 입구와 제2 삼방밸브(220)의 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)의 제1 냉각기(310) 쪽 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)의 제2 냉각기(320) 쪽 입구의 개도가 조절된다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라, 한 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 증가되며, 부하가 증가되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라, 한 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 감소되며, 부하가 감소되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
만약, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 많이 감소되어, 두 대의 제2 펌프(120)가 감당할 수 있을 정도가 된다면, 다시 한 대의 제1 펌프(110)를 정지시켜, 제7 단계(S70)를 실시할 수 있다.
두 대의 제2 펌프(120)는, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 균등하게 부담하도록, 동일한 부하로 운전되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 달라질 수도 있다.
본 실시예의 제10 단계(S100)에서는, 제9 단계(S90)에서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하고 구동중인 한 대의 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.
두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 제2 설정값 이하이거나 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값 이하면, 아직 두 대의 제2 펌프(120) 및 한 대의 제1 펌프(110)로 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 감당할 수 있는 것이므로, 제9 단계(S90)를 반복하고, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하고 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하면 제11 단계(S110)를 실시한다.
제9 단계(S90)에서, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하를 모두 제2 설정값으로 유지하고 제1 펌프(110)의 부하를 증감시키면서 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양을 충족시킬 수 있다.
본 실시예의 제11 단계(S110)에서는, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 모두 제2 설정값을 초과하고 한 대의 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는 경우, 정지되어 있던 제1 펌프(110)를 추가로 가동시킨다. 부하가 점점 증가함에 따라 남은 제1 펌프(110)마저 가동시키는 것이다. 제11 단계(S110)에서는, 정지되어 있는 펌프 없이 제1 펌프(110) 두 대와 제2 펌프(120) 두 대가 모두 구동된다.
제1 삼방밸브(210)의 세 입구와 제2 삼방밸브(220)의 세 입구가 모두 열리며, 제1 냉각기(310)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)의 제1 냉각기(310) 쪽 입구의 개도가 조절되고, 제2 냉각기(320)에서 필요한 해수의 양에 따라 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)의 제2 냉각기(320) 쪽 입구의 개도가 조절된다.
제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라 두 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 증가되며, 부하가 증가되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킨다.
또한, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 감소함에 따라 두 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 감소되며, 부하가 감소되는 펌프를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킨다.
만약, 제1 냉각기(310) 및 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 많이 감소되어, 한 대의 제1 펌프(110)와 두 대의 제2 펌프(120)가 감당할 수 있을 정도가 된다면, 다시 한 대의 제1 펌프(110)를 정지시켜, 제9 단계(S90)를 실시할 수 있다.
두 대의 제1 펌프(110)가 동일한 부하로 운전되고, 두 대의 제2 펌프(120)가 동일한 부하로 운전되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 두 대의 제1 펌프(110)의 부하가 서로 달라질 수도 있고, 두 대의 제2 펌프(120)의 부하가 서로 달라질 수도 있다.
한편, 펌프의 보호를 위해, 제1 펌프(110) 및 제2 펌프(120)의 부하의 최소값이 설정된다. 정지되어 있던 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)가 초기 구동될 때, 최소값으로 설정된 부하로 가동되고, 필요로 하는 해수의 양이 적어져도 최소값 이하의 부하로는 내려가지 않도록 제어된다. 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)의 최소값은, 종래와 마찬가지로 각각 50%로 설정될 수 있다.
제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)의 최소값이 각각 50%로 설정되면, 제1 펌프(110)의 부하는 50% 내지 제1 설정값 사이에서 증감되며, 제2 펌프(120)의 부하는 50% 내지 제2 설정값 사이에서 증감된다.
또한, 두 대의 제1 펌프(110) 및 두 대의 제2 펌프(120) 중 어느 한 대라도 정지(Trip)하는 경우, 종래와 같이 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 분리하여 운용한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
V : 밸브 110 : 제1 펌프
120 : 제2 펌프 210 : 제1 삼방밸브
220 : 제2 삼방밸브 310 : 제1 냉각기
320 : 제2 냉각기 410 : 제1 압력센서
420 : 제2 압력센서 510 : 제1 온도센서
520 : 제2 온도센서 530 : 제3 온도센서
540 : 제4 온도센서

Claims (24)

  1. 해수를 냉각수로 사용하여 주 엔진을 냉각시키는 제1 냉각기(310);
    해수를 냉각수로 사용하여 보조 장치들을 냉각시키는 제2 냉각기(320);
    두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제1 냉각기(310)로 해수를 펌핑하는 제1 펌프(110);
    두 대가 병렬로 설치되어, 상기 제2 냉각기(320)로 해수를 펌핑하는 제2 펌프(120);
    상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제1 삼방밸브(210); 및
    상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인 상에 설치되는 제2 삼방밸브(220);를 포함하고,
    상기 제2 펌프의(120)의 용량이 상기 제1 펌프(110)보다 더 크고,
    상기 제1 펌프(110)와 상기 제2 펌프(120)는 각각 부하의 최소값이 설정되며,
    상기 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 상기 보조 장치들을 냉각시키는 시스템이, 상기 제1 삼방밸브(210)와 상기 제2 삼방밸브(220)에 의해 연계되는 것을 특징으로 하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인에 설치되는 제1 압력센서(410); 및
    상기 제1 펌프(110)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로 보내지는 라인에 설치되는 제1 온도센서(510);중 하나 이상을 더 포함하고,
    상기 제1 압력센서(410) 및 상기 제1 온도센서(510) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 압력센서(410)를 포함하는 경우, 상기 제1 압력센서(410)는 상기 제1 삼방밸브(210) 하류에 설치되고,
    상기 제1 온도센서(510)를 포함하는 경우, 상기 제1 온도센서(510)는 상기 제1 삼방밸브(210) 하류에 설치되는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인에 설치되는 제2 압력센서(420); 및
    상기 제2 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로 보내지는 라인에 설치되는 제2 온도센서(520);중 하나 이상을 더 포함하고,
    상기 제2 압력센서(420) 및 상기 제2 온도센서(520) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 압력센서(420)를 포함하는 경우, 상기 제2 압력센서(420)는 상기 제2 삼방밸브(220) 상류에 설치되고,
    상기 제2 온도센서(520)를 포함하는 경우, 상기 제2 온도센서(520)는 상기 제2 삼방밸브(220) 상류에 설치되는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 냉각기(310)에서 냉각수로 사용된 해수가 상기 제1 냉각기(310)로부터 배출되는 라인에 설치되는 제3 온도센서(530); 및
    상기 제2 냉각기(320)에서 냉각수로 사용된 해수가 상기 제2 냉각기(320)로부터 배출되는 라인에 설치되는 제4 온도센서(540);를 더 포함하고,
    상기 제3 압력센서(530) 및 상기 제4 온도센서(540) 중 하나 이상에 의해 상기 제1 펌프(110) 및 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 RPM을 조절하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    병렬로 설치된 두 대의 상기 제1 펌프(110)는 서로 리던던시 역할을 하고,
    병렬로 설치된 두 대의 상기 제2 펌프(120)는 서로 리던던시 역할을 하며,
    병렬로 설치된 두 대의 상기 제1 냉각기(310)는 서로 리던던시 역할을 하고,
    병렬로 설치된 두 대의 상기 제2 냉각기(320)는 서로 리던던시 역할을 하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    두 대의 상기 제1 펌프(110)와 두 대의 상기 제2 펌프(120) 하류에 각각 설치되어, 해수의 역류를 방지하는 네 개의 밸브(V)를 더 포함하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    두 대의 상기 제1 펌프(110) 및 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 어느 한 대라도 정지(Trip)하는 경우, 상기 주 엔진을 냉각시키는 시스템과 상기 보조 장치들을 냉각시키는 시스템을 분리하여 운용하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 삼방밸브(210)의 일측 입구는 상기 제1 펌프(110)와 연결되고, 타측 입구는 상기 제1 냉각기(310)와 연결되며, 나머지 입구는 상기 제2 삼방밸브(220)와 연결되고,
    상기 제2 삼방밸브(220)의 일측 입구는 상기 제2 펌프(120)와 연결되고, 타측 입구는 상기 제2 냉각기(320)와 연결되며, 나머지 입구는 상기 제1 삼방밸브(210)와 연결되는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  11. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 펌프(120)의 용량은 상기 제1 펌프(110)의 1.5배인, 선박용 장치 냉각 시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)의 최소값은 각각 50%로 설정되는, 선박용 장치 냉각 시스템.
  13. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 선박용 장치 냉각 시스템에 적용되는 선박용 장치 냉각 방법에 있어서,
    1) 상기 제1 펌프(110) 한 대를 가동시키는 단계(S10);
    2) 상기 제1 펌프(110)의 부하가 제1 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S20); 및
    3) 상기 제1 펌프(110)를 정지시키고 상기 제2 펌프(120) 한 대를 가동시키는 단계(S30);를 포함하고,
    상기 제2 단계(S20)에서, 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제1 단계(S10)를 반복하고, 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제3 단계(S30)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    4) 상기 제2 펌프(120)의 부하가 제2 설정값을 초과하는지 판단하는 단계(S40); 및
    5) 상기 제2 펌프(120)를 정지시키고 상기 제1 펌프(110) 두 대를 가동시키는 단계(S50);를 더 포함하고,
    상기 제4 단계(S40)에서, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 상기 제2 설정값 이하면 상기 제3 단계(S30)를 반복하고, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 상기 제2 설정값을 초과하면 상기 제5 단계(S50)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제5 단계(S50)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 동일하게 제어되는, 선박용 장치 냉각 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제5 단계(S50)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 서로 다르게 제어되고,
    한 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하는 상기 제1 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하를 증감시키는, 선박용 장치 냉각 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    6) 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하가 모두 상기 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S60); 및
    7) 두 대의 상기 제1 펌프(110)를 모두 정지시키고 상기 제2 펌프(120)를 두 대 가동시키는 단계(S70);를 포함하고,
    상기 제6 단계(S60)에서, 두 대의 상기 제1 펌프(110) 중 하나 이상의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제5 단계(S50)를 반복하고, 두 대의 상기 제1 펌프(110)의 부하가 모두 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제7 단계(S70)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제7 단계(S70)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 동일하게 제어되는, 선박용 장치 냉각 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 제7 단계(S70)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 서로 다르게 제어되고,
    한 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하는 상기 제2 설정값으로 유지하고, 다른 한 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하를 증감시키는, 선박용 장치 냉각 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    8) 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S80); 및
    9) 상기 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S90);를 포함하고,
    상기 제8 단계(S80)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 상기 제2 설정값 이하면 상기 제7 단계(S70)를 반복하고, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하면 상기 제9 단계(S90)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    10) 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하고 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S100); 및
    11) 나머지 상기 제1 펌프(110) 한 대를 추가로 가동시키는 단계(S110);를 포함하고,
    상기 제10 단계(S100)에서, 두 대의 상기 제2 펌프(120) 중 하나 이상의 부하가 상기 제2 설정값 이하이거나 상기 제1 펌프(110)의 부하가 상기 제1 설정값 이하면 상기 제9 단계(S90)를 반복하고, 두 대의 상기 제2 펌프(120)의 부하가 모두 상기 제2 설정값을 초과하고 상기 제1 펌프의 부하가 상기 제1 설정값을 초과하면 상기 제11 단계(S110)를 실시하는, 선박용 장치 냉각 방법.
  22. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 설정값은, 상기 제2 펌프(120)의 부하가 50% 이상이고, 상기 제1 펌프(110)의 유량과 상기 제2 펌프(120)의 유량이 같을 때, 상기 제1 펌프(110)에서 소모되는 전력이 상기 제2 펌프(120)에서 소모되는 전력보다 더 작아지는 시점의 부하로 설정되는, 선박용 장치 냉각 방법.
  23. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 설정값은, 상기 제1 펌프(110) 두 대가 모두 50%의 부하로 운전될 때 상기 제1 펌프(110) 두 대가 소모하는 전력보다, 상기 제2 펌프(120) 한 대가 소모하는 전력이 많아지는 시점의 부하로 설정되는, 선박용 장치 냉각 방법.
  24. 병렬로 연결된 두 대의 제1 펌프(110) 중, 한 대 이상에 의해 펌핑된 해수를 제1 냉각기(310)에서 냉각수로 사용하여, 주 엔진을 냉각시키는, 주 엔진 냉각 시스템; 및
    병렬로 연결된 두 대의 제2 펌프(120) 중, 한 대 이상에 의해 펌핑된 해수를 제2 냉각기(320) 냉각수로 사용하여, 보조 장치들을 냉각시키는, 보조 장치 냉각 시스템;을 포함하고,
    상기 주 엔진 냉각 시스템과 상기 보조 장치 냉각 시스템은, 제1 삼방밸브(210)와 제2 삼방밸브(220)에 의해 서로 연계되고,
    상기 제1 냉각기(310) 및 상기 제2 냉각기(320)에서 필요로 하는 해수의 양이 증가함에 따라,
    한 대의 상기 제1 펌프(110), 한 대의 제2 펌프(120), 두 대의 제1 펌프(110), 및 두 대의 제2 펌프(120)를 순차적으로 사용하는, 선박용 장치 냉각 시스템.
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