一种船舶通风系统及方法与流程

本发明涉及船舶通风系统，具体为一种船舶通风系统。

背景技术：

1、船舶通风是船舶设计和运行中的一个重要环节，它对于保障船员和乘客的健康、安全以及船舶设备的正常运行具有重要意义。船舶通风有助于改善空气质量。船舶内部的空间相对封闭，人员密集，加上船舶运行过程中产生的废气、烟雾等污染物，容易导致室内空气质量下降。通过有效的通风系统，可以将新鲜空气引入船舶内部，排出有害气体，降低空气污染物的浓度，从而改善室内空气质量，保障船员和乘客的呼吸健康。船舶通风有助于调节室内温度和湿度。船舶在运行过程中，受到外部环境温度和湿度的影响，室内温度和湿度也会发生变化。过高或过低的温度和湿度都会对船员和乘客的舒适度产生不良影响，甚至可能导致中暑、感冒等健康问题。通过船舶通风系统，可以有效地调节室内温度和湿度，使其保持在适宜的范围内，提高船员和乘客的舒适度。船舶通风还有助于防火和防爆。火灾和爆炸是船舶运行过程中的重大安全隐患。通过船舶通风系统，可以及时将火源产生的烟雾和有毒气体排出船舶外部，降低火势蔓延的速度和范围，减少火灾和爆炸对船员和乘客的危害。同时，良好的通风条件也有利于灭火和救援工作的进行。船舶通风系统总体布局需要根据船舱分布和活动区域安装多个通风口，计算通风管道风量和风压后设置走向和长度，确保船舶稳定航行。

2、目前，传统船舶通风系统需要在通风管道中安装风机进行机械送风，需要人工根据航向、风速判断不同方位的通风口开启或关闭，实际使用过程中，人工容易操作误判，导致船舱内部空气不流通，船身摇晃幅度大，提高航行风险。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种船舶通风系统，具备系统控制开关省时省力、灵活通风效果佳等优点，解决了人工判断开关不同方位通风口容易误判导致船舱内部空气不流通的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶通风系统，包括航速单元、氧气监测单元和气象单元，用于采集通风数据集，所述航速单元与数据收集模块网络连接，所述氧气监测单元与数据收集模块网络连接，所述通风数据集由航行数据集、供氧数据集和气象数据集组成，所述数据收集模块根据通风数据集特征对其进行分类编号，所述数据收集模块根据航行数据集编号、供氧数据集编号和气象数据集编号，计算风机运转能耗和船舱氧气浓度，并将数值储存至数据分析模块中，所述数据收集模块通过网络与数据分析模块连接；

5、所述数据分析模块通过与数据库采集通风管道数据集，所述数据分析模块根据通风管道数据集特征对其进行编号，所述通风管道数据集由正北风向数据集、东北风向数据集、正东风向数据集、东南风向数据集、正南风向数据集、西南风向数据集、正西风向数据集和西北风向数据集组成，所述正北风向数据集编号为，所述东北风向数据集编号为，所述正东风向数据集编号为，所述东南风向数据集编号为，所述正南风向数据集编号为，所述西南风向数据集编号为，所述正西风向数据集编号为，所述西北风向数据集编号为，所述数据分析模块根据通风数据集和通风管道数据集，计算出新风指数，并将数值储存至控制模块中，所述数据分析模块通过网络与控制模块连接；

6、所述控制模块由开关单元和统计单元组成，所述统计单元根据通风数据集，计算船舱内部空气流通指数，并以数值的形式反馈给管理人员。

7、优选的，所述数据收集模块根据通风数据集特征分别对航行数据集、供氧数据集和气象数据集进行编号，所述航行数据集编号为，所述供氧数据集编号为、...，所述气象数据集编号为。

8、优选的，所述数据收集模块根据航行数据集编号、供氧数据集编号和气象数据集编号，计算风机运转能耗，其计算公式如下：

9、

10、公式中，表示风机运转能耗，表示船舶行驶航线距离除以航速得出航行时长，表示气象级别对应的产生风阻的时长，表示受风速、风向、气压和温度影响的气象级别指数，表示船舶在航线上预估行驶时长，表示风机以一小时为单位所需要的能耗。

11、优选的，所述数据收集模块根据航行数据集编号、供氧数据集编号和气象数据集编号，计算船舱氧气浓度，其计算公式如下：

12、

13、公式中，表示船舱氧气浓度，表示船舱内部氧气总体积，表示船舱内部总体积。

14、优选的，所述数据分析模块设置有氧气浓度安全阈值，所述船舱氧气浓度≥时，船舱内部氧气含量为安全状态，所述船舱氧气浓度<时，船舱内部氧气含量不足为危险状态，应立即启动通风系统。

15、优选的，所述数据分析模块根据通风管道数据集特征分别对正北风向数据集、东北风向数据集、正东风向数据集、东南风向数据集、正南风向数据集、西南风向数据集、正西风向数据集和西北风向数据集进行编号，所述正北风向数据集编号为、...，所述东北风向数据集编号为、...，所述正东风向数据集编号为、...，所述东南风向数据集编号为、...，所述正南风向数据集编号为、...，所述西南风向数据集编号为、...，所述正西风向数据集编号为、...，所述西北风向数据集编号为、...。

16、优选的，所述数据分析模块根据通风数据集和通风管道数据集，计算出新风指数，其计算公式如下：

17、

18、公式中，表示新风指数，表示风机运转能耗，表示单个风向通风管道运转标准能耗。

19、优选的，所述控制模块根据新风指数控制开关单元，所述开关单元与风机电性连接。

20、优选的，所述统计单元根据通风数据集，计算船舱内部空气流通指数，其计算公式如下：

21、

22、公式中，表示船舱内部空气流通指数，表示通风后船舱内氧气浓度，表示通风前船舱内氧气浓度，表示以15分钟为单位的固定通风时长。

23、优选的，一种船舶通风方法，包括以下步骤：

24、步骤一、数据收集模块通过航速单元收集航行数据集、氧气监测单元收集供氧数据集和气象单元收集气象数据集，组成通风数据集，并根据其特征进行编号后，数据收集模块根据航行数据集编号、供氧数据集编号和气象数据集编号，计算风机运转能耗和船舱氧气浓度，通过网络将数值储存至数据分析模块中；

25、步骤二、数据分析模块根据通风管道数据集正北、东北、正东、东南、正南、西南、正西和西北八个风向特征对其进行编号后，计算出新风指数，并将数值储存至控制模块中；

26、步骤三、控制模块根据通风数据集，计算船舱内部空气流通指数，灵活控制开关单元电性连接风机进行通风，并将风机运转能耗、船舱氧气浓度和新风指数以数值的形式反馈给管理人员。

27、与现有技术相比，本发明提供了一种船舶通风系统，具备以下有益效果：

28、1、本发明通过航速单元收集航行数据集航速和航向数据、氧气监测单元收集所有船舱的供氧数据集和气象单元收集气象数据集风速、风向、气压和温度数据，组成通风数据集，监测信息更全面，数据收集模块根据通风数据集特征对其进行编号，计算风机运转能耗和船舱氧气浓度，配合数据分析模块指定准确风向，控制模块启动对应通风管道的风机，系统控制开关省时省力。

29、2、本发明通过数据分析模块根据通风数据集和通风管道数据集，计算出新风指数，精准判断启动具体风向单个或多个通风口，灵活通风效果佳，统计单元根据通风数据集，计算船舱内部空气流通指数，对比通风前后氧气浓度，系统监测判断风机运转状态，有效避免设备故障失灵导致缺氧。