[发明专利]一种串并联集成的船用冷却系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种串并联集成的船用冷却系统及其控制方法，包括用户、淡水泵冷却泵、淡水泵冷却装置、冷却管道，用户包括用户一、用户二，淡水冷却泵、用户和淡水冷却装置之间通过冷却管道连接形成循环冷却系统，淡水冷却泵将低温淡水由冷却管道送至用户进行热交换，淡水沿冷却管道再送至淡水冷却装置进行冷却再回到淡水冷却泵；在用户二的后端连接了改向管道，改向管道的另外一端连接用户一前端的冷却管道，在改向管道上还设置了阀五。本发明的冷却系统根据流向淡水冷却装置的淡水温度对冷却模式进行调整，可以进行串并联转变，最大程度实现淡水的配送、利用。

技术领域

本发明涉及船舶管系设计领域，具体涉及一种串并联集成的船用冷却系统及其控制方法。

背景技术

大气冷凝器和空调压缩机是船舶上常用的设备。大气冷凝器用于将船舶凝水管路上的高温凝水(一般在135℃左右)冷却至80℃以下后重新进入锅炉给水系统，经锅炉给水泵输送至锅炉水侧加热成饱和蒸汽。大气冷凝器在选择时，为保证足够的裕度，一般按照废气锅炉或废气经济器在ISO工况下的总饱和蒸汽蒸发量作为大气冷凝器的容量选型依据。

实际上，由于蒸汽船上蒸汽用户较多，大气冷凝器的实际热交换量远低于设计的热交换量，部分工况下，甚至会出现凝水在大气冷凝器中被冷却到较低温度，然后需要用燃油锅炉产生的蒸汽重新加热到80℃，造成不必要的浪费。

空调压缩机将制冷剂压缩后，通过冷却水降低制冷剂的温度，再将制冷剂输送到各个独立的舱室，用于全船居住、工作舱室温度调节等。空调压缩机的热交换量，取决于这些舱室需要的制冷量，一般来说，环境温度高需要的制冷量大，环境温度低则需要的制冷量小，寒冷工况下可采用蒸汽加热或电加热。

这两个设备的工作状态都是环境温度高时，热交换量大，且空调压缩机冷却水需求量大，但是总的热交换量相对较低，大气冷凝器蒸汽侧介质温度较高，对冷却水侧温度不敏感，冷却水进口温度36℃和45℃对大气冷凝器的影响非常小。低温冷却水没有得到充分利用。

发明内容

为了实现冷却水的充分利用，根据需要对冷却水的供给进行调整，本发明提供了一种串并联集成的船用冷却系统及其控制方法，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种串并联集成的船用冷却系统，包括用户、淡水冷却泵、淡水冷却装置、冷却管道，淡水冷却泵、用户、淡水冷却装置、淡水冷却泵通过冷却管道连接；用户至少包括用户一、用户二，用户一和用户二并联，用户一两侧的冷却管道上分别设有阀一、阀二，用户二两侧的冷却管道上分别设有阀三、阀四；冷却管道内设有淡水，用户一处的淡水可由阀一向阀二移动，用户二处的淡水可由阀三向阀四移动；淡水流过用户一侧的冷却管道上还设有温度传感器。

进一步地，用户二和阀四之间的冷却管道上还设有改向管道，改向管道的一端与用户二一侧的冷却管道连接，改向管道的另外一端连接在阀一和用户一之间的冷却管道上，改向管道上还设有阀五。

进一步地，淡水冷却装置包括板式冷却器、海水冷却泵，板式冷却器包括淡水室、海水室，淡水室的两端分别设有淡水入口、淡水出口；海水室的两端分别设有海水入口、海水出口；淡水入口和淡水出口分别连接冷却管道；海水入口连接海水冷却泵。

进一步地，淡水冷却泵为双速水泵，其运行模式包括低流量模式和高流量模式。

进一步地，海水冷却泵为双速水泵，其运行模式包括低流量模式和高流量模式。

一种前述船用冷却系统的控制方法，该方法包括串联模式和并联模式，当温度传感器测得流向淡水冷却装置的淡水温度高于65℃时冷却系统处于并联模式，当温度传感器测得流向淡水冷却装置的淡水温度低于50℃时冷却系统处于串联模式。

进一步地，并联模式下，海水冷却泵和淡水冷却泵均处于高流量模式运行，打开阀一和阀四，关闭阀五，使得淡水分别流经用户一和用户二，用户一和用户二之间并联。