智能海水冷却系统技术方案

一种海水冷却系统，其包括：联接至换热器的第一侧和热负荷的第一流体冷却回路；第二流体冷却回路，其联接至换热器的第二侧且包括用于循环通过第二流体冷却回路的流体的泵；和操作性地连接至泵的控制器，其中，所述控制器配置成监测第一流体冷却回路中的实际温度且基于被监测的温度调节泵的速度以实现第一流体冷却回路中的预定温度。所述系统能够选择性地在多个操作模式依据中操作，其中，在第一操作模式中，泵完全基于热负荷的冷却需求操作，且在第二操作模式中，泵操作以维持高于预定压力的流体压力。

Intelligent seawater cooling system

A water cooling system, which comprises: connected to the first side of the heat exchanger and the heat load of the first fluid cooling circuit; second fluid cooling circuit coupled to the heat exchanger and includes second side for circulating fluid flow through the second fluid cooling circuit of the pump; and operatively connected to the pump controller. Among them, the controller is configured to monitor the actual temperature of the first fluid cooling circuit and temperature monitoring based on adjusting the pump speed to achieve the predetermined temperature of the first fluid in a cooling circuit. The system can be selectively operated in multiple operation modes according to which, in a first mode of operation, the pump is completely based on the heat load of the cooling operation, and in the second mode of operation, the operation of the pump to maintain the fluid pressure is higher than the predetermined pressure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请总体涉及海水冷却系统领域，且更具体地涉及一种系统与方法，其用于通过调节热联接至淡水冷却回路的海水冷却回路中的泵速度来控制淡水冷却回路中的温度。
技术介绍
大型航海船只通常由大型内燃机来提供动力，而大型内燃机需要在各种操作条件下进行持续冷却，例如在高速巡航期间、靠近港口的低速操作期间和为避免恶劣天气的全速操作期间。用于实现这种冷却的现有系统通常包括将海水抽入船载换热器中的一个或多个泵。换热器用于冷却流经并且冷却船只的发动机(一个或多个)和/或船只上其它不同负载(例如，空调系统)的封闭淡水冷却回路。与现有海水冷却系统(诸如上文描述的海水冷却系统)相关联的一个缺点是它们通常效率较低。具体是，用于将海水抽入这类系统中的泵通常以恒定的速度运转，无论实现相关联发动机的充分冷却所需要的海水的量如何。从而，如果发动机不需要大量冷却，诸如当发动机空转或者以低速运转时，或者如果抽入冷却系统的海水非常冷，那么冷却系统的泵可能提供比实现充分冷却所需的水还要多的水。在这种情况下，冷却系统将配置为将淡水回路中的一些淡水直接转向到换热器的排出侧，在排出侧，这些淡水与流经换热器并且由换热器冷却的剩余淡水混合。从而实现了淡水回路中所需的温度。然而，所述系统并非经常需要以恒定速度驱动的海水泵提供全部冷却动力(因此需要将水转向淡水回路中)。因此，驱动泵消耗的一部分能量是被浪费的。因此，需要一种更高效的海水泵系统以用于服务海洋产业的换热系统。
技术实现思路
鉴于前述内容，有利的是提供一种智能海水冷却系统和方法，其相对于现有海水冷却系统和方法提供了提高的效率和燃料节省。依据本申请的示例性智能海水冷却系统可以包括：联接至换热器的第一侧和热负荷的第一流体冷却回路；第二流体冷却回路，其联接至换热器的第二侧且包括用于使流体循环通过第二流体冷却回路的泵；和操作性地连接至泵的控制器，其中，控制器配置成监测第一流体冷却回路中的实际温度且基于被监测的温度调节泵的速度，以实现第一流体冷却回路中的预定温度。所述系统能够据此选择性地在多个操作模式之一中操作，其中，在第一操作模式中，泵完全基于热负荷的冷却需求操作，且在第二操作模式中，泵操作以维持高于预定压力的流体压力。依据本专利技术的用于在可变流量冷却系统中建立操作参数的方法可以包括：在系统中的第一控制器处限定泵参数，在第一控制器处限定系统参数，且将泵参数和系统参数从第一控制器自动复制到系统中的至少一个其它控制器。依据本专利技术的用于在可变流量冷却系统的控制器中建立泵参数的方法可以包括：在控制器中存储用于多种不同类型的泵的泵参数，将泵连接到控制器，所述控制器自动识别连接至控制器的泵，且控制器自动加载与被识别泵相对应的泵参数。依据本专利技术的用于均衡在具有多个泵的可变流量冷却系统中的泵使用的方法可以包括：监测用于每个泵的总操作时间，且重新分配泵的使用以使得与总操作时间相对较高的泵相比，将更多地使用总操作时间相对较低的泵。附图说明现在将参照附图通过示例的方式对所公开的装置的具体实施例进行描述，其中：图1是示出根据系统的示例性智能海水冷却系统的示意图。图2是示出依据本申请的用于操作图1中图示的智能海水冷却系统的示例性方法的流程图。图3是示出依据本申请的用于在图1中图示的智能海水冷却系统中建立参数的示例性方法的流程图。图4是示出依据本申请的用于在图1中图示的智能海水冷却系统中均衡泵使用的示例性方法的流程图。图5是示出由于泵速度的减少而引起的节能的曲线图。图6是示出用于确定是用1个泵还是2个泵来操作本申请的系统的示例性手段的曲线图。具体实施方式现在将参照附图在下文中对根据本申请的智能海水冷却系统与方法进行更充分地描述，在附图中示出了系统与方法的优选实施例。但是，所公开的系统与方法可以以许多不同的形式体现，不应该理解为限制于本文中陈述的实施例。确切地说，提供这些实施例以使本申请对本领域技术人员而言变得全面和完整并且完全表达本专利技术的范围。在附图中，相同的附图标记自始至终表示相同的元件。参照图1，示出了示例性智能海水冷却系统10(下文称为\系统10\)的示意图。系统10可以安装在具有需要冷却的一个或多个发动机11的任何类型的航海船只或者离岸平台上。虽然图1中只示出了单个发动机11，但是本领域普通技术人员应该理解的是，发动机11可以代表可联接至冷却系统10的、在船只或平台上的多个发动机或者各种其它负载。系统10可以包括海水冷却回路12和淡水冷却回路14，海水冷却回路12和淡水冷却回路14通过换热器15相互联接，如下面进一步描述的。虽然图1中只示出了单个换热器15，但是可以想到的是，系统10可以选择性地包括用于在海水冷却回路12与淡水冷却回路14之间提供更大热传递的两个或以上的换热器，而不脱离本申请。系统10的海水冷却回路12可以包括主泵16、副泵18和备用泵20。泵16-20可以由各自的变频驱动器22、24和26(下文称为\VFD22、24和26\)来驱动。虽然泵16-20可以是离心泵，但是可以想到的是系统10可以选择性或者附加地包括各种其它类型的泵，包括但不限于齿轮泵、螺杆泵、或多轴螺旋泵、或其它容积式泵或其它非容积式泵。VFD22-26可以经由通信线路40、42和44操作性地连接至相应的主泵28、副泵30和备用泵32。各种传感器和监测装置35、37和39可以操作性地安装在泵16、18和20上并且经由通信线路34、36和38连接至对应的控制器28、30和32，这些传感器和监测装置35、37和39包括但不限于振动传感器、压力传感器、轴承温度传感器、泄漏传感器和其它可能的传感器。这些传感器可以提供用来监测泵16、18和20的健康状况，如下面进一步描述的。控制器28-32可以进一步通过通信线路46相互连接。通信线路46对其它网络而言可以是透明的，从而提供监督通信能力。控制器28-32可以配置为控制VFD22-26的操作(且因此控制泵16-20的操作)以调节至换热器15的海水流量，如下面进一步描述的。控制器28-32可以是任何适当类型的控制器，包括但不限制于比例积分微分控制器(PID)和/或可编程逻辑控制器(PLC)。控制器28-32可以包括可配置为接收和存储冷却系统10中各种传感器提供的数据的相应的存储单元和处理器(未示出)，以在控制器与系统10的外部网络之间传送数据，并且存储和执行用于执行如下所述的本申请的方法步骤的软件指令。操作者可以在控制器28、VFD22、或其它用户界面处建立多个泵参数。这些泵参数可以包括但不限于参考速度、参考效率、参考流量、参考压头、参考压力、速度限值、吸入压力限值、排出压力限值、轴承温度限值、和振动限值。这些参数可以由泵制造商(诸如在参考手册中)提供且可以经由通信线路46被操作者或外部监视设备输入控制器28、VFD22、或其它用户界面中。作为替换方案，可以想到的是，控制器28、VFD22、或其它用户界面可以针对多种不同类型的商用泵预编程有泵参数，且操作者可以简单地指定被系统10当前使用的泵的类型以加载对应一组参数。还可以想到的是，控制器28或VFD22可以配置成在没有任何操作者输入的情况下自动确定在系统10中连接的泵的类型且加载对应一组参数。操作者也可以在控制器28、VFD22、或其它用户界面处建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变流量冷却系统，包括：第一流体冷却回路，其联接至换热器的第一侧和热负荷；第二流体冷却回路，其联接至换热器的第二侧且包括用于使流体循环通过第二流体冷却回路的泵；以及操作性地连接至泵的控制器，其中，所述控制器配置成监测第一流体冷却回路中的实际温度且基于被监测的温度调节泵的速度以实现第一流体冷却回路中的预定温度；其中，所述系统能够选择性地在多个操作模式之一中操作，其中，在第一操作模式中，泵完全基于热负荷的冷却需求操作，且在第二操作模式中，泵操作以维持高于预定压力的流体压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 US 14/449,2981.一种可变流量冷却系统，包括：第一流体冷却回路，其联接至换热器的第一侧和热负荷；第二流体冷却回路，其联接至换热器的第二侧且包括用于使流体循环通过第二流体冷却回路的泵；以及操作性地连接至泵的控制器，其中，所述控制器配置成监测第一流体冷却回路中的实际温度且基于被监测的温度调节泵的速度以实现第一流体冷却回路中的预定温度；其中，所述系统能够选择性地在多个操作模式之一中操作，其中，在第一操作模式中，泵完全基于热负荷的冷却需求操作，且在第二操作模式中，泵操作以维持高于预定压力的流体压力。2.根据权利要求1所述的可变流量冷却系统，其中，预定压力是操作者定义的最小阈值压力，所述多个操作模式进一步包括第三操作模式，在第三操作模式中，泵操作以维持比与所附系统关联的预定最小压力高的流体压力。3.根据权利要求1所述的可变流量冷却系统，其中，最小系统压力是同时冷却热负荷和操作至少一个附加流体操作系统所需的流体压力。4.根据权利要求3所述的可变流量冷却系统，其中，所述至少一个附加流体操作系统从由灭火系统、压载控制系统、转向系统、污水排污系统、甲板清洗系统、空调系统和淡水生成系统构成的一组中选择。5.根据权利要求1所述的可变流量冷却系统，其中，最小阈值压力小于最小系统压力。6.根据权利要求1所述的可变流量冷却系统，其中，热负荷是柴油发动机。7.根据权利要求1所述的可变流量冷却系统，其中，第二流体冷却回路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹丹，S·沃纳，C·马丁，M·霍夫曼，D·麦金斯特里，
申请(专利权)人：IMO工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US