一种船舶冷却水控制系统及控制方法与流程

本发明涉及船舶设备冷却，特别是涉及一种船舶冷却水控制系统及控制方法。

背景技术：

1、船舶冷却系统的作用是利用海水或者淡水冷却主机、辅机系统做功后产生过多热量，防止设备因为温度过高导致不能正常工作或损坏的系统。整个中央冷却系统包括：海水冷却系统、淡水冷却系统、温控阀和中央冷却器。其中海水冷却系统由海底门、海水总管、海水输送管、阀门、海水泵及排舷外管路组成；淡水冷却系统由淡水舱、淡水泵、淡水输送管、阀门等组成。

2、由于在船舶运营时，整个冷却系统设备都会全过程参与工作，部分船东为了系统的运行能耗，会将海水泵做成变频控制的，以此来达到系统节能的作用。但随着用电设备的增多，需要冷却的设备也越来越多，而单纯的海水泵变频已经无法取得较好的节能效果了。在目前的船舶冷却方案中，各个节能的控制装置之间相互独立，无法协同工作，且各控制装置之间还存在逻辑混乱，所以现有的冷却水控制系统也进就无法达到较好的节能效果。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何连通冷却水系统中各装置以实现节能效果，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种船舶冷却水控制系统及控制方法，包括海水冷却单元、淡水冷却单元、设备单元、控制单元，中央冷却器、三通温控阀以及温度检测单元；

2、所述海水冷却单元的输出端与所述中央冷却器的第一端连接，所述淡水冷却单元的输出端与所述中央冷却器的第二端连接，所述海水冷却单元输出的海水与所述淡水冷却单元输出的淡水在所述中央冷却器中进行热交换；

3、所述淡水冷却单元的输入端与所述设备单元的输出端连接，所述淡水冷却单元的输出端还与所述三通温控阀的第一输入端连接；所述中央冷却器的第三端与所述三通温控阀的第二输入端连接以将换热后的淡水输入所述三通温控阀，所述三通温控阀的输出端则连接所述设备单元；

4、所述温度检测单元包括用于监测设备单元入口处淡水温度的第一温度传感器、用于监测所述设备单元出口处淡水温度的第二温度传感器以及用于监测海水温度的第三温度传感器；

5、所述控制单元分别与所述海水冷却单元、淡水冷却单元、设备单元、三通温控阀以及温度检测单元电连接；所述控制单元与所述海水冷却单元之间设有第一变频器；所述控制单元与所述淡水冷却单元之间设有第二变频器。

6、优选地，所述第一温度传感器设于所述三通温控阀与所述设备单元之间。

7、优选地，所述第二温度传感器设于所述设备单元与所述淡水冷却单元之间，所述第二温度传感器对应于所述设备单元内的多个用电设备设置有多个。

8、优选地，所述设备单元的输入端还设有压差传感器，所述压差传感器与所述控制单元电连接。

9、优选地，所述海水冷却单元包括多个并联的海水泵；所述淡水冷却单元包括多个并联的淡水泵。

10、优选地，所述设备单元中对应于多个用电设备设置有多个出口阀。

11、本发明还提供一种船舶冷却水控制方法，其包括以下步骤：

12、s1、

13、控制单元通过第三温度传感器获取海水的第一实时温度，并根据所述第一实时温度控制所述海水冷却单元和所述淡水冷却单元的输出功率；

14、s2、控制单元获取第一温度传感器监测的第一温度和第二温度传感器监测的第二温度，并根据第一温度、第二温度以及海水温度作为调节信号，控制三通温控阀、第一变频器以及第二变频器；

15、s3、控制单元判断第一温度和第二温度是否超过对应的预设温度范围，在第一温度和第二温度均超过对应的预设温度范围时，优先调整三通温控阀；

16、s4、当第一温度和第二温度仍超过对应的预设温度范围，则判断三通温控阀是否处于最大开度，如果三通温控阀开度不处于最大开度则调整增大三通温控阀的开度，如果三通温控阀处于最大开度则调整设备单元出口阀的开度直至最大；

17、s5、控制单元判断第一温度和第二温度是否低于对应的预设温度范围，如果均不低于对应的预设温度范围，则根据海水温度、第一温度、第二温度、设备单元的冷却水需求量以及设备单元的工作负荷来判断满足最低冷却需求所需要增加的海水冷却单元功率或淡水冷却单元功率，并通过第一变频器和第二变频器来对应调整海水冷却单元功率和/或淡水冷却单元功率。

18、优选地，所述预设温度范围通过当前海水温度结合历史数据并根据热平衡计算书确定。

19、优选地，在步骤s5中，如果第一温度高于对应的预设温度范围，而第二温度低于对应的预设温度范围，则通过第一变频器提高海水泵运行功率，并通过第二变频器降低淡水泵的运行功率；如果第一温度低于对应的预设温度范围，而第二温度高于对应的预设温度范围，则优先通过第二变频器提高淡水泵的运行功率；如果第一温度和第二温度均低于对应的预设温度范围则通过第一变频器和第二变频器分别降低海水泵的运行功率与淡水泵的运行功率。

20、本发明实施例中所提供的一种船舶冷却水控制系统及控制方法相比于现有技术而言，其有益效果在于：

21、在需要对船舶中冷却水系统进行控制的时候，往往存在多种调节手段，通过调整三通温控阀开度、海水冷却单元的功率以及淡水冷却单元的功率，都能够提高并满足冷却效果，但不同的调节手段下，所需要的功耗也不相同，外界海水的温度，设备单元的负荷以及冷却水需求量也都会对冷水系统的功耗产生影响；本发明中通过控制单元将三通温控阀、海水冷却单元以及淡水冷却单元的调控联系起来，并引入外界实时的海水温度、设备单元的冷却水需求量以及工作负荷来更为智能的调控海水冷却单元与淡水冷却单元的运行功率，在保持设备单元稳定冷却的情况下，实现降低海水冷却单元或淡水冷却单元的运行功率，进而实现节能效果。

技术特征：

1.一种船舶冷却水控制系统，其特征在于，包括海水冷却单元、淡水冷却单元、设备单元、控制单元，中央冷却器、三通温控阀以及温度检测单元；

2.根据权利要求1所述的船舶冷却水控制系统，其特征在于，所述第一温度传感器设于所述三通温控阀与所述设备单元之间。

3.根据权利要求1所述的船舶冷却水控制系统，其特征在于，所述第二温度传感器设于所述设备单元与所述淡水冷却单元之间，所述第二温度传感器对应于所述设备单元内的多个用电设备设置有多个。

4.根据权利要求1所述的船舶冷却水控制系统，其特征在于，所述设备单元的输入端还设有压差传感器，所述压差传感器与所述控制单元电连接。

5.根据权利要求1所述的船舶冷却水控制系统，其特征在于，所述海水冷却单元包括多个并联的海水泵；所述淡水冷却单元包括多个并联的淡水泵。

6.根据权利要求1所述的船舶冷却水控制系统，其特征在于，所述设备单元中对应于多个用电设备设置有多个出口阀。

7.一种船舶冷却水控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任意一项所述的船舶冷却水控制系统，其包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的船舶冷却水控制方法，其特征在于，所述预设温度范围通过当前海水温度结合历史数据并根据热平衡计算书确定。

9.根据权利要求7所述的船舶冷却水控制方法，其特征在于，在步骤s5中，如果第一温度高于对应的预设温度范围，而第二温度低于对应的预设温度范围，则通过第一变频器提高海水泵运行功率，并通过第二变频器降低淡水泵的运行功率；如果第一温度低于对应的预设温度范围，而第二温度高于对应的预设温度范围，则优先通过第二变频器提高淡水泵的运行功率；如果第一温度和第二温度均低于对应的预设温度范围则通过第一变频器和第二变频器分别降低海水泵的运行功率与淡水泵的运行功率。

技术总结本发明涉及船舶设备冷却领域，公开了一种船舶冷却水控制系统及控制方法，其海水冷却单元输出的海水与淡水冷却单元输出的淡水在中央冷却器中进行热交换；中央冷却器与三通温控阀的第二输入端连接以将换热后的淡水输入三通温控阀，三通温控阀连接设备单元；控制单元与海水冷却单元之间设有第一变频器；控制单元与淡水冷却单元之间设有第二变频器；控制单元还电连接有用于第三温度传感器；在需要对冷却水系统控制的时候，通过控制单元将三通温控阀、海水冷却单元以及淡水冷却单元进行联控，引入外界实时的海水温度、冷却水需求量以及工作负荷来更为智能的调控海水冷却单元与淡水冷却单元的运行功率，在保持设备单元冷却需求的同时，实现节能效果。技术研发人员：胡登峰,潘军,梁朝宇,黄唯真,张勇,兰彩丹受保护的技术使用者：中船黄埔文冲船舶有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9