[發(fā)明專利]一種艦載不間斷供冷的裝置及方法

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• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114364210A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜祖升;孫國超;陳湘憑
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0九研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，包括：摻流控溫部件、存液箱、蓄冷儲液箱和循環(huán)泵；

所述摻流控溫部件的第一進(jìn)水口與存液箱相連，用于實現(xiàn)儲液箱內(nèi)的冷卻液對負(fù)載進(jìn)行降溫；

所述摻流控溫部件的第二進(jìn)水口與蓄冷儲液箱單元相連，用于實現(xiàn)蓄冷儲液箱內(nèi)的冷卻液對負(fù)載進(jìn)行降溫；

所述循環(huán)泵設(shè)置在摻流控溫部件的出水口處，用于提供冷卻液循環(huán)的動力；

存液箱內(nèi)的冷卻液通過第一進(jìn)水口流向摻流控溫部件，通過摻流控溫部件的出水口流經(jīng)循環(huán)泵，再流向負(fù)載，吸收負(fù)載的熱量后再流回存液箱內(nèi)，形成冷卻液的第一循環(huán)回路；

蓄冷儲液箱內(nèi)的冷卻液通過第二進(jìn)水口流向摻流控溫部件，再通過摻流控溫部件的出水口流經(jīng)循環(huán)泵，再流向負(fù)載，吸收負(fù)載的熱量后再流回蓄冷儲液箱內(nèi)，形成冷卻液的第二循環(huán)回路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，還包括熱交換器，所述熱交換器用于存液箱內(nèi)冷卻液與外部冷卻水進(jìn)行熱交換。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，所述蓄冷儲液箱連接有制冷機(jī)組，所述制冷機(jī)組用于將低冷密度的蓄冷材料轉(zhuǎn)換為高冷密度的蓄冷材料，并存儲在所述蓄冷儲液箱內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，所述摻流控溫部件包括有智能控制模塊和比例積分閥，所述智能控制模塊用于接收信號并發(fā)出指令，所述比例積分閥與智能控制模塊電性連接，用于調(diào)節(jié)第一進(jìn)水口和第二進(jìn)水口的進(jìn)水量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，還包括有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器和，并且，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別與所述智能控制模塊電性連接，所述第一溫度傳感器用于測量第一進(jìn)水口冷卻液的溫度，所述第二溫度傳感器用于測量摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度，所述第三溫度傳感器用于測量外部冷卻水的溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，還包括有流量計，所述流量計與智能控制模塊電性連接，所述流量計用于監(jiān)測摻流控溫部件出水口處冷卻液的流速。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述艦載不間斷供冷的裝置，其特征在于，所述蓄冷儲液箱內(nèi)設(shè)有相變的蓄冷球，用于存儲通過壓縮機(jī)壓縮產(chǎn)生相變的蓄冷材料。

8.一種艦載不間斷供冷的方法，其特征在于，摻流控溫部件的智能控制模塊接收溫度傳感器的監(jiān)測溫度和負(fù)載的溫度參數(shù)，并通過比例積分閥調(diào)節(jié)存液箱和蓄冷儲液箱內(nèi)的冷卻液進(jìn)入負(fù)載的進(jìn)液量，以及內(nèi)部冷卻液的流速，通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵、熱交換器、制冷機(jī)組和比例積分閥，進(jìn)而實現(xiàn)對負(fù)載不間斷供冷，具體方法包括：

根據(jù)負(fù)載正常工作狀態(tài)的溫度范圍，得出維持負(fù)載正常工作溫度下，摻流控溫部件出水口冷卻液的門限溫度與摻流控溫部件出水口的冷卻液流速關(guān)系；

測量當(dāng)前狀態(tài)下的負(fù)載進(jìn)水口的冷卻液流速，并根據(jù)摻流控溫部件出水口冷卻液的門限溫度與摻流控溫部件出水口的冷卻液流速關(guān)系，得出當(dāng)前狀態(tài)下?lián)搅骺販夭考鏊诶鋮s液的門限溫度；

比對摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度與門限溫度上下限關(guān)系、外部冷卻水與熱交換器處冷卻液的溫度大小，以及摻流控溫部件第一進(jìn)水口冷卻液的溫度與摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度大小；

通過溫度的比對，比例積分閥調(diào)節(jié)第一進(jìn)水口與第二進(jìn)水口進(jìn)液量、循環(huán)泵的功率，以及熱交換器外部冷卻水的流速，保障負(fù)載的溫度處于正常工作狀態(tài)的溫度范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述艦載不間斷供冷的方法，其特征在于，所述門限溫度為當(dāng)前流速下負(fù)載溫度維持正常工作時，摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度，摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度與門限溫度上下限關(guān)系具體包括：摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度低于門限溫度的下限、門限溫度的下限不高于摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度不高于門限溫度上限，以及摻流控溫部件出水口冷卻液的溫度高于門限溫度的上限三種情況。

10.根據(jù)權(quán)利要求9述艦載不間斷供冷的方法，其特征在于，基于溫度的比對結(jié)果，對比例積分閥、循環(huán)泵以及熱交換器做相應(yīng)的調(diào)節(jié)具體包括：

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度低于當(dāng)前流速下的門限溫度下限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度不低于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度不低于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，打開熱交換器，提高外部冷卻水的流速，降低循環(huán)泵的功率，控制比例積分閥增加第一進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第二進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度低于當(dāng)前流速下的門限溫度下限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度不低于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度不高于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，關(guān)閉熱交換器，降低循環(huán)泵的功率，控制比例積分閥增加第一進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第二進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度低于當(dāng)前流速下的門限溫度下限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度低于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度高于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，打開熱交換器，提高外部冷卻水的流速，降低循環(huán)泵的功率，比例積分閥降低第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度低于當(dāng)前流速下的門限溫度下限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度低于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度低于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，關(guān)閉熱交換器，降低循環(huán)泵的功率，比例積分閥降低第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)門限溫度下限不高于監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度，并且，監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度不高于門限溫度上限時，負(fù)載溫度在該流速下能保證維持在正常工作狀態(tài)，保持設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度高于當(dāng)前流速下的門限溫度上限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度高于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度高于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，關(guān)閉熱交換器，提高循環(huán)泵的功率，比例積分閥增加第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度高于當(dāng)前流速下的門限溫度上限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度高于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度低于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，打開熱交換器，提高外部冷卻水的流速，提高循環(huán)泵的功率，比例積分閥增加第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度高于當(dāng)前流速下的門限溫度上限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度不高于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度不低于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，關(guān)閉熱交換器，提高循環(huán)泵的功率，比例積分閥增加第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量；

當(dāng)監(jiān)測到摻流控溫部件出水口溫度高于當(dāng)前流速下的門限溫度上限，第一進(jìn)水口冷卻液的溫度不高于摻流控溫部件出水口溫度，并且，外部冷卻水的溫度不高于熱交換器側(cè)的冷卻液溫度時，智能控制模塊發(fā)出指令，打開熱交換器，提高外部冷卻水的流速，提高循環(huán)泵的功率，比例積分閥增加第二進(jìn)水口的進(jìn)液量，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量；

其中，降低第一進(jìn)水口的進(jìn)液量包括關(guān)閉第一進(jìn)水口，降低第二進(jìn)水口的進(jìn)液量包括關(guān)閉第二進(jìn)水口。