一种绿色节能船舶保温结构、系统及控制方法与流程

1.本发明涉及船舶保温系统技术领域，尤其是一种绿色节能船舶保温结构、系统及控制方法。


背景技术：

2.船舶在冬天或者高纬度的寒冷海域航行时，船上机舱需要开启暖风机对机舱内环境温度进行加热，保证各机械设备能正常运行，同时船舶上的居住场所和工作场所也需要开启空调对环境温度进行加热。
3.船舶长时间的低温环境下航行，主甲板下方的舱室外板接触海水，主甲板下方船舶舱室内的温度都通过船体外板辐射至海水中，大量热量散失，为了保持舱室温度满足机械设备正常运行和船员生活工作的舒适度，需要源源不断的进行持续制热，船上发电机组持续运行，向加热设备提供电能，这样的方式会消耗大量的燃油，同时排放出对大气环境有污染的柴油机废气。
4.如何能保障船舶在低温环境航行时，减少船舶舱室内的热量散失，减少舱室温度的降低速度，对船舶节能减排有重要的影响。


技术实现要素：

5.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种绿色节能船舶保温结构、系统及控制方法，从而保障船舶在低温环境下航行时，保持舱室温度稳定，减少热量散失，降低船舶发电机的运行时间，提高能量利用率，节能减排。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种绿色节能船舶保温结构，包括船舶舱室，所述船舶舱室的最外部为外板，所述外板的内部布置有一层与外板间隔的内板，所述内板与外板之间布置有中间隔板，所述中间隔板将内板与外板之间的空舱分为两个独立的水密空舱，分别的调温水舱和排气舱，所述调温水舱内部布置有间隔的止晃扁条；位于排气舱的两端舷侧上方分别安装有废气进舱座板和废气出舱座板，废气进舱座板将柴油机废气引入排气舱中，废气出舱座板将排气舱中的废气导出大气中；内板上分布有多个座板，内板上安装有温度传感器和液位传感器。
8.其进一步技术方案在于：
9.所述调温水舱位于船舶舱室的内板侧，排气舱位于船舶舱室的外板侧。
10.所述调温水舱内止晃扁条的安装结构为：在内板的内表面布置间隔的止晃扁条，每个止晃扁条倾斜设置；同时在另外一侧的中间隔板上均匀间隔布置有止晃扁条，每个止晃扁条同样倾斜设置，内板上的止晃扁条与中间隔板上的止晃扁条相对交错布置。
11.调温水舱内部设置有虚拟的中心线，内板上的止晃扁条与中间隔板上的止晃扁条的头部均与中心线对应。
12.排气舱上部为甲板，废气进舱座板上设置有多个均匀分布的连接孔，连接孔通过分支管连接柴油机排气管，柴油机排气管布置在甲板上。
13.内板上的多个座板分别为a座板、b座板、c座板和d座板。
14.一种绿色节能船舶保温系统，包括船舶舱室，船舶舱室从内层到外层分别设置有调温水舱和排气舱，排气舱通过排气总管与大气接通，还包括与大气接通设备组件，所述设备组件为并列设置的一号柴油机、二号柴油机和辅助设备，排气舱上并联连接有一号柴油机排气支管和二号柴油机排气支管，一号柴油机排气支管和二号柴油机排气支管均与大气接通；船舶舱室内设置有a座板、b座板、c座板和d座板，a座板出口处串联有控制阀a和引导水泵，引导水泵与设备组件连通；所述设备组件的出口处安装出水总管，所述出水总管通过控制阀c连接至排舷侧，b座板出口通过控制阀d与出水总管连通，c座板出口处串联控制阀e、调温水泵和控制阀f，d座板出口处连接控制阀g，控制阀g通过管路与控制阀f的入口处连通；
15.一号柴油机上设置有与一号柴油机排气支管连通的一号柴油机排气管，一号柴油机排气管上安装有控制阀h，二号柴油机上设置有与二号柴油机排气支管连通的二号柴油机排气管，二号柴油机排气管上安装有控制阀j；
16.控制阀a和引导水泵之间的管路上连接海水总管，海水总管上安装有控制阀b；
17.还包括控制单元，所述控制单元分别与各控制阀电信号连接。
18.一号柴油机排气支管上安装有控制阀i，二号柴油机排气支管上安装有控制阀k。
19.一种绿色节能船舶保温系统的控制方法，包括如下操作步骤：
20.s1：非低温航行时：
21.当船舶在环境温度较高的海域或者季节航行时，船舶舱室内无需对环境温度进行加热；
22.整个控制系统处于待机状态，将海水从海水总管上引入，从排舷侧排出；
23.s2：低温航行时：
24.船舶航行至低温区域时，环境温度较低，需要对船舶舱室进行加热；
25.控制单元控制系统中各控制阀完成转换动作，将工作水导入调温水舱，并将调温水舱内工作水循环，调整工作水温度；
26.s2.1：向调温水舱注入工作水：
27.船舶在非低温航行时，调温水舱内没有工作水，引导水泵从海水总管抽吸工作水，工作水通过引导水泵的泵送加压，达到设备组件中，并经过设备组件之后，将工作产生的热量带走，给设备降温，使得设备保持正常工作，工作水从设备组件出来后变成高温水，通过出水总管进入调温水舱；
28.s2.2：调温水舱工作水循环：
29.当调温水舱内水位上升至最高位时，调温水舱内充满高温工作水，高温工作水向船舶舱室内传导热量，船舶舱室内温度逐渐上升，在环境温度不是很低的时候，取代空调，利用调温水舱内高温水向舱室制热，在环境温度较低的时候，减少舱室内温度向外流失；
30.调温水舱内的工作水通过引导水泵反复进入设备组件后返回调温水舱7中，完成循环工作；
31.s3：严寒区域航行时：
32.船舶航行至严寒区域时，环境温度很低，需要持续对船舶舱室进行加热，
33.从低温区域航行至严寒区域，调温水舱中的工作水温不足以保持舱室内温度，舱
室内热量流失依旧较大，同时严寒区域海水温度也低，不断从船舶舱室内吸收热量；
34.一号柴油机和二号柴油机的排气一同进入排气舱中，并从排气舱排出大气；
35.s4：工作水调温：
36.在低温区域或严寒区域航行时，由于调温水舱包覆在船舶舱室周围，且造型狭长，内部工作水温度不均匀，对舱室保温不利，通过调温水泵从调温水舱中抽出工作水之后重新注入到调温水舱中，使得调温水舱中的工作水流动起来，完成对工作水的温度混合；
37.s5：常温区域航行：
38.在常温或者温度较高区域时，不需要调温水舱对舱室进行保温，使用调温水泵将调温舱内工作水排出舷侧。
39.本发明的有益效果如下：
40.本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过重新设计船舶保温结构、保温系统，可以有效的保障船舶在低温环境下航行时，保持舱室温度稳定，减少热量散失，降低船舶发电机的运行时间，提高能量利用率，节能减排。
41.本发明充分利用柴油机运行时产生的热量，对船舶舱室进行保温，绿色节能。
42.本发明采用自动控制，可随时根据船舶情况调整控制策略，快速准确，可靠性高。
43.本发明可同时在高温和低温时完成舱室保温，减少同船舶外的换热，降低柴油机油耗。
附图说明
44.图1为本发明的结构示意图。
45.图2为本发明的结构示意图(低温区域航行时，调温水舱内注入工作水)。
46.图3为本发明的结构示意图(调温水舱中充满工作水)。
47.图4为本发明的结构示意图(严寒地区航行时，调温水舱充满工作水、排气舱内充满高温排气)。
48.图5为本发明止晃扁条的安装示意图。
49.图6为本发明废气进舱的管路安装示意图。
50.图7为本发明的系统原理图。
51.其中：1、吃水水线；2、废气进舱座板；3、外板；4、中间隔板；5、内板；6、排气舱；7、调温水舱；8、甲板；9、船舶舱室；10、温度传感器；11、液位传感器；12、止晃扁条；13、柴油机排气管；14、连接孔；
52.15、控制单元；16、控制阀j；17、一号柴油机排气管；18、控制阀h；19、二号柴油机排气管；20、控制阀i；21、控制阀k；22、一号柴油机；23、二号柴油机；24、辅助设备；25、引导水泵；26、调温水泵；27、控制阀b；28、控制阀a；29、海水总管；30、一号柴油机排气支管；31、二号柴油机排气支管；32、控制阀e；33、排气总管；34、控制阀g；35、控制阀f；36、出水总管；37、控制阀d；38、控制阀c；39、废气出舱座板。
具体实施方式
53.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
54.如图1-图7所示，本实施例的绿色节能船舶保温结构，包括船舶舱室9，船舶舱室9
的最外部为外板3，外板3的内部布置有一层与外板3间隔的内板5，内板5与外板3之间布置有中间隔板4，中间隔板4将内板5与外板3之间的空舱分为两个独立的水密空舱，分别的调温水舱7和排气舱6，调温水舱7内部布置有间隔的止晃扁条12；位于排气舱6的两端舷侧上方分别安装有废气进舱座板2和废气出舱座板39，废气进舱座板2将柴油机废气引入排气舱6中，废气出舱座板39将排气舱6中的废气导出大气中；内板5上分布有多个座板，内板5上安装有温度传感器10和液位传感器11。
55.如图1所示，船舶在运行时，吃水水线1的大概位置。
56.调温水舱7位于船舶舱室9的内板5侧，排气舱6位于船舶舱室9的外板3侧。
57.调温水舱7内止晃扁条12的安装结构为：在内板5的内表面布置间隔的止晃扁条12，每个止晃扁条12倾斜设置；同时在另外一侧的中间隔板4上均匀间隔布置有止晃扁条12，每个止晃扁条12同样倾斜设置，内板5上的止晃扁条12与中间隔板4上的止晃扁条12相对交错布置。
58.调温水舱7内部设置有虚拟的中心线，内板5上的止晃扁条12与中间隔板4上的止晃扁条12的头部均与中心线对应。
59.排气舱6上部为甲板8，废气进舱座板2上设置有多个均匀分布的连接孔14，连接孔14通过分支管连接柴油机排气管13，柴油机排气管13布置在甲板8上。
60.内板5上的多个座板分别为a座板、b座板、c座板和d座板。
61.本实施例的绿色节能船舶保温系统，包括船舶舱室9，船舶舱室9从内层到外层分别设置有调温水舱7和排气舱6，排气舱6通过排气总管33与大气接通，还包括与大气接通设备组件，设备组件为并列设置的一号柴油机22、二号柴油机23和辅助设备24，排气舱6上并联连接有一号柴油机排气支管30和二号柴油机排气支管31，一号柴油机排气支管30和二号柴油机排气支管31均与大气接通；船舶舱室9内设置有a座板、b座板、c座板和d座板，a座板出口处串联有控制阀a28和引导水泵25，引导水泵25与设备组件连通；设备组件的出口处安装出水总管36，出水总管36通过控制阀c38连接至排舷侧，b座板出口通过控制阀d37与出水总管36连通，c座板出口处串联控制阀e32、调温水泵26和控制阀f35，d座板出口处连接控制阀g34，控制阀g34通过管路与控制阀f35的入口处连通；
62.一号柴油机22上设置有与一号柴油机排气支管30连通的一号柴油机排气管17，一号柴油机排气管17上安装有控制阀h18，二号柴油机23上设置有与二号柴油机排气支管31连通的二号柴油机排气管19，二号柴油机排气管19上安装有控制阀j16；
63.控制阀a28和引导水泵25之间的管路上连接海水总管29，海水总管29上安装有控制阀b27；
64.还包括控制单元15，控制单元15分别与各控制阀电信号连接。
65.一号柴油机排气支管30上安装有控制阀i20，二号柴油机排气支管31上安装有控制阀k21。
66.本实施例的绿色节能船舶保温系统的控制方法，包括如下操作步骤：
67.s1：非低温航行时：
68.当船舶在环境温度较高的海域或者季节航行时，船舶舱室9内无需对环境温度进行加热；
69.整个控制系统处于待机状态，将海水从海水总管29上引入，从排舷侧排出；
70.s2：低温航行时：
71.船舶航行至低温区域时，环境温度较低，需要对船舶舱室9进行加热；
72.控制单元15控制系统中各控制阀完成转换动作，将工作水导入调温水舱7，并将调温水舱7内工作水循环，调整工作水温度；
73.s2.1：向调温水舱7注入工作水：
74.船舶在非低温航行时，调温水舱7内没有工作水，引导水泵25从海水总管29抽吸工作水，工作水通过引导水泵25的泵送加压，达到设备组件中，并经过设备组件之后，将工作产生的热量带走，给设备降温，使得设备保持正常工作，工作水从设备组件出来后变成高温水，通过出水总管36进入调温水舱7；
75.s2.2：调温水舱7工作水循环：
76.当调温水舱7内水位上升至最高位时，调温水舱7内充满高温工作水，高温工作水向船舶舱室9内传导热量，船舶舱室9内温度逐渐上升，在环境温度不是很低的时候，取代空调，利用调温水舱7内高温水向舱室制热，在环境温度较低的时候，减少舱室内温度向外流失；
77.调温水舱7内的工作水通过引导水泵25进入设备组件后返回调温水舱7中，还可根据调温水舱7中的工作水温度，调整引导水泵25进水源，进而调节调温水舱7中的温度。
78.不断重复，完成循环工作；
79.完成循环工作；
80.s3：严寒区域航行时：
81.船舶航行至严寒区域时，环境温度很低，需要持续对船舶舱室9进行加热，
82.从低温区域航行至严寒区域，调温水舱7中的工作水温不足以保持舱室内温度，舱室内热量流失依旧较大，同时严寒区域海水温度也低，不断从船舶舱室9内吸收热量；
83.此时，通过把一号柴油机22和二号柴油机23的排气引导至排气舱6中，并从排气舱6中排出大气。排气舱6中流动的高温排气可对调温水舱7进行保温加热，进而达到维持舱室9温度的目的；
84.s4：工作水调温：
85.在低温区域或严寒区域航行时，由于调温水舱7包覆在船舶舱室9周围，且造型狭长，内部工作水温度不均匀，对舱室保温不利，通过调温水泵26从调温水舱7中抽出工作水之后重新注入到调温水舱7中，使得调温水舱7中的工作水流动起来，完成对工作水的温度混合；
86.s5：常温区域航行：
87.在常温或者温度较高区域时，不需要调温水舱7对舱室进行保温，使用调温水泵26将调温舱内工作水排出舷侧。
88.本发明所述的绿色节能船舶保温结构的具体构成和功能如下：
89.船舶舱室9沿着船长方向布置，为了更好的说明发明内容，本发明采用船舶某一横剖面进行叙述说明。
90.沿着所需要保温舱室的外板3布置一层内板5，内板5和外板3之间布置一层中间隔板4。
91.中间隔板4将内板5和外板3之间的空舱隔离为两个相对独立和水密的空舱，其中
靠近外板3的一个空舱为排气舱6，靠近内板5的另外一个空舱为调温水舱7。
92.调温水舱7内部间隔布置止晃扁条12，防止调温水舱7中的水随着船舶晃动而摇晃，形成晃动力矩而破坏船舶的稳性。其布置原则为：在调温水舱7的内板5表面布置止晃扁条12，止晃扁条12与水平线成夹角焊接在内板5上；同时在另外一侧的中间隔板4上，与内板5上的止晃扁条12层次布置止晃扁条12，止晃扁条12与水平线成夹角焊接在中间隔板4上，调温水舱7内两边的止晃扁条12不超过内板5与中间隔板4之间的中心线(虚拟)。
93.中间隔板4与外板3之间的排气舱6两侧表面应打磨光滑，减少排气的流动阻力，提高排气效率。
94.在排气舱6的舷侧上方安装有废气进舱座板2，可以将柴油机废气引入排气舱6中。
95.在排气舱6的舷侧另外一方安装有废气出舱座板39，可以将排气舱6中的废气导出并以合适的方式排放至大气中。
96.在甲板8上，排气舱6的上部甲板8上，将柴油机排气管13分为不同的小支管，连接到废气进舱座板2中，可以将大量的废气沿着舱室长度方向均匀的导入至排气舱6中。
97.同理，在另外一舷侧甲板8上，排气舱6的上部甲板8上，将柴油机排气管13分为不同的小支管，连接到废气出舱座板39中，可以将废气汇总后引导至排气总管33后以合适的方式排放至大气中。
98.在调温水舱7底部内板5上方开设有a座板，其作用为连接调温水舱7与引导水泵25进水口，向引导水泵25提供调温水舱7中的水。
99.在调温水舱7底板内板上方开设有c座板，其作用为连接水舱与调温水泵26进水口，向调温水泵26提供调温水舱7中的水。
100.在调温水舱7内板5外部一舷侧开设有b座板，其作用为连接引导水泵25出水口流经各设备后流回调温水舱7。
101.在调温水舱7内板5外部另外一舷侧开设有d座板，其作用为连接调温水泵26出水口与调温水舱7，将调温水泵26出口水导流回调温水舱7。
102.在调温水舱7内板5上方装有温度传感器10，其作用为实时监测调温水舱7中水温，并将水温传至控制单元15。
103.在调温水舱7内板5上方装有液位传感器11，其作用为实时监测调温水舱7中液位，并将液位传至控制单元15。
104.本发明所述的系统的控制原理如下：
105.本发明控制单元15为独立单元，船舶提供两路电源，一用一备，以防止一路电源失效后，另外一路电源可保持控制单元15的稳定持续工作。
106.为了简化本发明的说明，管路系统中省略了检修用的截止阀、截止阀、隔离阀等常规阀门，仅保留影响本发明原理的控制阀进行说明。同时各水泵宜均为两台，一用一备，本发明采用一台引导水泵25为例进行叙述。
107.引导水泵25进水口通过a座板与调温水舱7连接，工作时可从调温水舱7中抽取工作水；
108.控制阀a28安装在引导水泵25与调温水舱7的连接管上，负责控制调温水舱7中的工作水流向引导水泵25进口端。
109.控制阀a28通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角
度和状态反馈至控制单元15。
110.控制阀b27安装在引导水泵25与船上海水总管29的连接管上，负责控制海水总管29中的工作水流向引导水泵25进口端。
111.控制阀b27通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
112.控制阀b27和控制阀a28并列安装在各连接管系上，独立工作。
113.一号柴油机22为船上柴油机，将船上燃油通过燃烧做功转化为机械能推动船舶航行或转化为电能，向全船提供电能；
114.一号柴油机排管将一号柴油机废气引导至大气中排放；
115.一号柴油机排气支管30通过排气舱6顶部的一组废气进舱板连接一号柴油机排气管17与排气舱6，将一号柴油机22排气引导至排气舱6；
116.控制阀h18安装在一号柴油机排气管17上，负责控制一号柴油机排气从一号柴油机排气管17上排向大气；
117.控制阀h18通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
118.控制阀i20安装在一号柴油机排气支管30上，负责控制一号柴油机排气从一号柴油机排气支管30上排向排气舱6；
119.控制阀i20通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
120.控制阀i20和控制阀h18并列安装在各连接管系上，独立工作。
121.二号柴油机23为船上柴油机，将船上燃油通过燃烧做功转化为机械能推动船舶航行或转化为电能，向全船提供电能；
122.二号柴油机排管将二号柴油机废气引导至大气中排放；
123.二号柴油机排气支管31通过排气舱6顶部的一组废气进舱板连接二号柴油机排气管19与排气舱6，将二号柴油机排气引导至排气舱6；
124.控制阀j16安装在二号柴油机排气管19上，负责控制二号柴油机排气从二号柴油机排气管19上排向大气；
125.控制阀j16通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
126.控制阀k21安装在二号柴油机排气支管31上，负责控制二号柴油机排气从二号柴油机排气支管31上排向排气舱6；
127.控制阀k21通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
128.控制阀j16和控制阀k21并列安装在各连接管系上，独立工作。
129.本发明只采用两台柴油机进行说明，可根据实际情况，将船舶所有柴油机纳入到本发明系统中。
130.各台辅助设备24包含船舶上除柴油机之外的机械设备，包含但不局限于水冷空调、水冷液压泵站、水冷电机等辅助设备24。
131.各设备工作水出口端通过管系汇总为一根出水总管36。
132.控制阀c38安装在出水总管36与舷侧出口之间，负责控制工作水流出船外。
133.控制阀c38通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
134.出水总管36通过b座板与调温水舱连接，工作水可通过b座板流回至调温水舱；
135.控制阀d37安装在出水总管36与调温水舱的连接管上，负责控制出水总管36中的工作水流回调温水舱。
136.控制阀d37通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
137.控制阀c38和控制阀d37并列安装在各连接管系上，独立工作。
138.调温水泵26进水口通过c座板与调温水舱连接，工作时可从调温水舱中抽取工作水；
139.控制阀e32安装在调温水泵26与调温水舱的连接管上，负责控制调温水舱中的工作水流向调温水泵26进口端。
140.控制阀e32通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
141.控制阀f35安装在调温水泵26出口与舷侧出口之间，负责控制工作水流出船外。
142.控制阀f35通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
143.调温水泵26出口管通过d座板与调温水舱连接，工作水可通过d座板流回至调温水舱；
144.控制阀g34安装在调温水泵26出口与调温水舱的连接管上，负责控制工作水流回调温水舱。
145.控制阀g34通过电缆与控制单元15连接，接收控制单元15的控制并将阀门开启角度和状态反馈至控制单元15。
146.控制阀g34和控制阀f35并列安装在各连接管系上，独立工作。
147.调温水舱7内板5上方安装的温度传感器10通过电缆与控制单元15连接，将探测温度实时传输至控制单元15。
148.调温水舱7内板5上方安装的液位传感器11通过电缆与控制单元15连接，将探测温度实时传输至控制单元15。
149.本发明在工作过程中：
150.(一)非低温航行时：
151.当船舶在环境温度较高的海域或者季节航行时，船舶舱室9内不需要对环境温度进行加热。
152.整个控制系统处于待机状态，控制单元15控制控制阀b27和控制阀c38开启，将海水从海水总管29上引入，从舷侧排出。
153.控制单元15控制控制阀h18开启，控制控制阀i20关闭，使得一号柴油机22通过控制阀h18沿着一号柴油机排气管17直接排向大气。
154.控制单元15控制控制阀j16开启，控制控制阀k21关闭，使得二号柴油机23通过控制阀j16沿着二号柴油机排气管19直接排向大气。
155.控制单元15控制其余控制阀关闭，控制调温水泵26关闭。
156.此时，船舶舱室9周围的调温水舱7内部没有工作水、排气舱6内没有柴油机排气。
157.各控制阀和水泵工作状态如下表所示。
[0158][0159][0160]
(二)低温航行时：
[0161]
船舶航行至低温区域时，环境温度较低，需要偶尔对船舶舱室9进行加热。
[0162]
控制单元15控制本系统中各控制阀完成转换动作，将工作水导入调温水舱7，并将调温水舱7内工作水循环，调整工作水温度。
[0163]
(a)向调温水舱7注入工作水：
[0164]
船舶在非低温航行时，调温水舱7没有工作水，引导水泵25从海水总管29抽吸工作水。工作水通过引导水泵25的泵送加压，达到一号柴油机22、二号柴油机23、辅助设备24，并经过各台辅助设备24之后，将各台辅助设备24工作时产生的热量带走，给设备降温，使得设备保持正常工作。
[0165]
控制单元15在接到航行至低温区域的命令时，开启控制阀d37、关闭控制阀c38，将高温工作水通过控制阀d37导入至调温水舱7内。调温水舱7中水位逐渐上升，温度传感器将舱内工作水温度实时传至控制单元15，将工作水液位实时传至控制单元15。
[0166]
(b)调温水舱7工作水循环：
[0167]
当调温水舱7内水位上升至最高位时，调温水舱7内充满高温工作水。高温工作水向船舶舱室9内传导热量，舱室内温度逐渐上升，在环境温度不是很低的时候，可以取代空调，利用调温水舱7内高温水向舱室制热。在环境温度较低的时候，可以减少舱室内温度向
外流失。
[0168]
此时控制单元15控制接到液位传感器传回的液位，判定工作水充满调温水舱7。控制控制阀a28半开，控制阀b27半关，保持引导水泵25进水较低温度；并控制控制阀c38半开，控制阀d37半关，将部分高温工作水引导至调温水舱7，使得调温水舱7温度恒定。
[0169]
同时控制单元15可以根据调温水舱7内温度，调整控制阀a28、控制阀b27、控制阀c38、控制阀d37的开度大小，调整调温水舱7内的工作水温度。
[0170]
各控制阀和水泵工作状态如下表所示。
[0171]
序号名称工作状态1控制阀a半开2控制阀b半开3控制阀c半开4控制阀d半开5控制阀e关闭6控制阀f关闭7控制阀g关闭8控制阀h开启9控制阀i开启10控制阀j关闭11控制阀k关闭12引导水泵开启13调温水泵关闭
[0172]
(三)严寒区域航行时：
[0173]
船舶航行至严寒区域时，环境温度很低，需要持续对船舶舱室9进行加热。
[0174]
从低温区域航行至严寒区域，调温水舱5中的工作水温不足以保持舱室内温度，舱室内热量流失依旧较大。同时严寒区域海水温度也低，不断从船舶舱室9内吸收热量。
[0175]
此时控制单元15控制控制阀i20开启，控制阀h18关闭，将一号柴油机22排气通过控制阀i20引导至排气舱6中。控制单元15控制控制阀k21开启，控制阀j16关闭，将二号柴油机23排气通过控制阀k21同时引导至排气舱4中。
[0176]
排气舱4中的排气通过排气总管33排至大气中，保持一号柴油机22、二号柴油机23排气顺畅。
[0177]
此时，船舶舱室9周围的排气舱4内充满排气，调温水舱5内充满工作水。
[0178]
高温排气作用：
[0179]
(a)高温排气将调温水舱5与外界海水隔离，对调温水舱5不断加热，调温水舱5向船舶舱室9内热传导，船舶舱室9内温度逐渐上升，可停止空调运行，节能减排。
[0180]
(b)加热船体外板3，使得船舶不易被严寒海水冰冻，防止冰困现象发生。
[0181]
各控制阀和水泵工作状态如下表所示。
[0182]
序号名称工作状态1控制阀a半开2控制阀b半开
3控制阀c半开4控制阀d半开5控制阀e关闭6控制阀f关闭7控制阀g关闭8控制阀h关闭9控制阀i开启10控制阀j关闭11控制阀k开启12引导水泵开启13调温水泵关闭
[0183]
(四)工作水调温：
[0184]
在低温区域或严寒区域航行时，由于调温水舱7包覆在船舶舱室5周围，且造型狭长，内部工作水温度不均匀，对舱室保温不利，需要对工作水进行温度混合。
[0185]
控制单元15控制控制阀e32、控制阀g34开启，控制调温水泵26开启，从调温水舱7中抽吸工作水后通过控制阀g34返回至调温水舱7。调温水舱7中水不断循环流动混合，保障调温水舱7中的工作水温均匀，提高船舶舱室5保温效率。
[0186]
(五)常温区域航行：
[0187]
同时，在常温或者温度较高区域时，不需要调温水舱7对舱室进行保温，则可以开启控制阀e32、控制阀f35，关闭控制阀g34，使用调温水泵26将调温舱内工作水排出舷侧。
[0188]
调温水舱7和排烟舱两层并列空舱可以使船舶舱室5在夏季制冷的情况下，大气中的热量不易传导进船舶舱室5内，减少船舶舱室5热量传入，保持舱室温度恒定。
[0189]
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

技术特征：
1.一种绿色节能船舶保温结构，包括船舶舱室(9)，其特征在于：所述船舶舱室(9)的最外部为外板(3)，所述外板(3)的内部布置有一层与外板(3)间隔的内板(5)，所述内板(5)与外板(3)之间布置有中间隔板(4)，所述中间隔板(4)将内板(5)与外板(3)之间的空舱分为两个独立的水密空舱，分别的调温水舱(7)和排气舱(6)，所述调温水舱(7)内部布置有间隔的止晃扁条(12)；位于排气舱(6)的两端舷侧上方分别安装有废气进舱座板(2)和废气出舱座板(39)，废气进舱座板(2)将柴油机废气引入排气舱(6)中，废气出舱座板(39)将排气舱(6)中的废气导出大气中；内板(5)上分布有多个座板，内板(5)上安装有温度传感器(10)和液位传感器(11)。2.如权利要求1所述的一种绿色节能船舶保温结构，其特征在于：所述调温水舱(7)位于船舶舱室(9)的内板(5)侧，排气舱(6)位于船舶舱室(9)的外板(3)侧。3.如权利要求1所述的一种绿色节能船舶保温结构，其特征在于：所述调温水舱(7)内止晃扁条(12)的安装结构为：在内板(5)的内表面布置间隔的止晃扁条(12)，每个止晃扁条(12)倾斜设置；同时在另外一侧的中间隔板(4)上均匀间隔布置有止晃扁条(12)，每个止晃扁条(12)同样倾斜设置，内板(5)上的止晃扁条(12)与中间隔板(4)上的止晃扁条(12)相对交错布置。4.如权利要求3所述的一种绿色节能船舶保温结构，其特征在于：调温水舱(7)内部设置有虚拟的中心线，内板(5)上的止晃扁条(12)与中间隔板(4)上的止晃扁条(12)的头部均与中心线对应。5.如权利要求1所述的一种绿色节能船舶保温结构，其特征在于：排气舱(6)上部为甲板(8)，废气进舱座板(2)上设置有多个均匀分布的连接孔(14)，连接孔(14)通过分支管连接柴油机排气管(13)，柴油机排气管(13)布置在甲板(8)上。6.如权利要求1所述的一种绿色节能船舶保温结构，其特征在于：内板(5)上的多个座板分别为a座板、b座板、c座板和d座板。7.一种绿色节能船舶保温系统，包括船舶舱室(9)，其特征在于：船舶舱室(9)从内层到外层分别设置有调温水舱(7)和排气舱(6)，排气舱(6)通过排气总管(33)与大气接通，还包括与大气接通设备组件，所述设备组件为并列设置的一号柴油机(22)、二号柴油机(23)和辅助设备(24)，排气舱(6)上并联连接有一号柴油机排气支管(30)和二号柴油机排气支管(31)，一号柴油机排气支管(30)和二号柴油机排气支管(31)均与大气接通；船舶舱室(9)内设置有a座板、b座板、c座板和d座板，a座板出口处串联有控制阀a(28)和引导水泵(25)，引导水泵(25)与设备组件连通；所述设备组件的出口处安装出水总管(36)，所述出水总管(36)通过控制阀c(38)连接至排舷侧，b座板出口通过控制阀d(37)与出水总管(36)连通，c座板出口处串联控制阀e(32)、调温水泵(26)和控制阀f(35)，d座板出口处连接控制阀g(34)，控制阀g(34)通过管路与控制阀f(35)的入口处连通；一号柴油机(22)上设置有与一号柴油机排气支管(30)连通的一号柴油机排气管(17)，一号柴油机排气管(17)上安装有控制阀h(18)，二号柴油机(23)上设置有与二号柴油机排气支管(31)连通的二号柴油机排气管(19)，二号柴油机排气管(19)上安装有控制阀j(16)；控制阀a(28)和引导水泵(25)之间的管路上连接海水总管(29)，海水总管(29)上安装有控制阀b(27)；还包括控制单元(15)，所述控制单元(15)分别与各控制阀电信号连接。
8.如权利要求7所述的一种绿色节能船舶保温系统，其特征在于：一号柴油机排气支管(30)上安装有控制阀i(20)，二号柴油机排气支管(31)上安装有控制阀k(21)。9.一种利用权利要求7所述的绿色节能船舶保温系统的控制方法，其特征在于：包括如下操作步骤：s1：非低温航行时：当船舶在环境温度较高的海域或者季节航行时，船舶舱室(9)内无需对环境温度进行加热；整个控制系统处于待机状态，将海水从海水总管(29)上引入，从排舷侧排出；s2：低温航行时：船舶航行至低温区域时，环境温度较低，需要对船舶舱室(9)进行加热；控制单元(15)控制系统中各控制阀完成转换动作，将工作水导入调温水舱(7)，并将调温水舱(7)内工作水循环，调整工作水温度；s2.1：向调温水舱(7)注入工作水：船舶在非低温航行时，调温水舱(7)内没有工作水，引导水泵(25)从海水总管(29)抽吸工作水，工作水通过引导水泵(25)的泵送加压，达到设备组件中，并经过设备组件之后，将工作产生的热量带走，给设备降温，使得设备保持正常工作，工作水从设备组件出来后变成高温水，通过出水总管(36)进入调温水舱(7)；s2.2：调温水舱(7)工作水循环：当调温水舱(7)内水位上升至最高位时，调温水舱(7)内充满高温工作水，高温工作水向船舶舱室内传导热量，船舶舱室(9)内温度逐渐上升，在环境温度不是很低的时候，取代空调，利用调温水舱(7)内高温水向舱室制热，在环境温度较低的时候，减少舱室内温度向外流失；调温水舱(7)内的工作水通过引导水泵(25)反复进入设备组件后返回调温水舱(7)中，完成循环工作；s3：严寒区域航行时：船舶航行至严寒区域时，环境温度很低，需要持续对船舶舱室(9)进行加热，从低温区域航行至严寒区域，调温水舱(7)中的工作水温不足以保持舱室内温度，舱室内热量流失依旧较大，同时严寒区域海水温度也低，不断从船舶舱室(9)内吸收热量；一号柴油机(22)和二号柴油机(23)的排气一同进入排气舱(6)中，并从排气舱(6)排出大气；s4：工作水调温：在低温区域或严寒区域航行时，由于调温水舱(7)包覆在船舶舱室(9)周围，且造型狭长，内部工作水温度不均匀，对舱室保温不利，通过调温水泵(26)从调温水舱(7)中抽出工作水之后重新注入到调温水舱(7)中，使得调温水舱(7)中的工作水流动起来，完成对工作水的温度混合；s5：常温区域航行：在常温或者温度较高区域时，不需要调温水舱(7)对舱室进行保温，使用调温水泵(26)将调温舱内工作水排出舷侧。

技术总结
一种绿色节能船舶保温结构、系统及控制方法，包括船舶舱室，其最外部为外板，外板的内部布置有一层与外板间隔的内板，内板与外板之间布置有中间隔板，中间隔板将内板与外板之间的空舱分为两个独立的水密空舱，分别的调温水舱和排气舱，调温水舱内部布置有间隔的止晃扁条；位于排气舱的两端舷侧上方分别安装有废气进舱座板和废气出舱座板，废气进舱座板将柴油机废气引入排气舱中，废气出舱座板将排气舱中的废气导出大气中；内板上分布有多个座板，内板上安装有温度传感器和液位传感器。重新设计船舶保温结构、保温系统，保障船舶在低温环境下航行时，保持舱室温度稳定，减少热量散失，降低船舶发电机的运行时间，提高能量利用率，节能减排。能减排。能减排。


技术研发人员：张辉 侯小军 倪其军 赵海峰 郭昂 李冬兰 纪肖 陶志奇
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/4/5