駕駛室加熱玻璃能耗控制系統(tǒng)設計

雷明鷗 張國平 王云英 楚軍曉

摘 要：本文介紹了駕駛室加熱玻璃低能耗控制系統(tǒng)設計的特點及其主要性能。

關(guān)鍵詞：駕駛室加熱玻璃；能耗；安全

Design of the control system in wheel house for the glass heater

Lei mingou， Zhang guoping， Wang yunying， Chu junxiao

（ Guangzhou Wenchong Shipyard CO， Ltd Guangdong 510727 ）

Abstract： this paper introduces the glass heater control system in wheel house， and feasibility analysis of the system.

Key words： the heater glass； power； safty

1 概述

遠洋船舶中駕駛室的加熱玻璃，在加熱控制系統(tǒng)設計與使用中存在許多問題，主要是系統(tǒng)因為操作人員的習慣和系統(tǒng)設計缺陷造成不必要的能源浪費，其中有些影響到船舶駕駛安全。本文根據(jù)以往使用中存在的安全問題和能耗控制問題進行系統(tǒng)分析，進行優(yōu)化設計，以保證船舶安全和降低船舶能耗。

2 駕駛室加熱玻璃門的功能

（1）防止因為室內(nèi)外玻璃的溫差產(chǎn)生水霧反應，影響駕駛員視線；

（2）防止駕駛室外因為溫度過低，造成浪花在玻璃外形成冰結(jié)晶，影響駕駛員駕駛視線；

（3）防止駕駛窗面因為外部溫度過低，造成雨刮與玻璃的粘連，影響玻璃的有效清潔，從而影響駕駛視線。

3 駕駛室加熱玻璃控制系統(tǒng)功能與系統(tǒng)設計

駕駛室加熱玻璃的功能非常明確，即為保證駕駛室玻璃的清潔提供必要的玻璃溫度保證，以防止出現(xiàn)水霧、結(jié)冰等現(xiàn)象，從而保證駕駛安全。

加熱玻璃功率的選型，根據(jù)船舶最惡劣環(huán)境溫度進行計算與選擇，主要參數(shù)是環(huán)境溫差與玻璃導熱系數(shù)。

目前常規(guī)的加熱玻璃控制模式有以下兩種：

（1）開關(guān)控制：只有加熱和不加熱兩種方式，加熱與否取決于駕駛員，因此遺忘關(guān)閉加熱玻璃，浪費能耗的事情常有發(fā)生；

（2）溫差控制：控制系統(tǒng)根據(jù)加熱玻璃的自身內(nèi)部溫度狀態(tài)進行加熱和高溫停止控制，系統(tǒng)遺忘關(guān)閉的情況依然時有發(fā)生，且啟停控制溫差的設定與選擇為固定參數(shù)，不能夠適應環(huán)境，浪費能源。

基于上述功能分析與系統(tǒng)操控習慣，加熱玻璃控制系統(tǒng)設計存在兩個主要問題：

（1）有效溫度使用：加熱玻璃的有效溫度涉及到加熱玻璃有效工作與系統(tǒng)能耗最低的控制平衡，是加熱玻璃控制系統(tǒng)的設計基礎(chǔ)；

（2）系統(tǒng)人為操作與遺忘操作：人為控制存在的遺忘和不確定性，容易造成溫度過低導致雨刮的損害，或溫度過高造成玻璃碎裂，以及功率的非意識性浪費。

因此，加熱玻璃控制系統(tǒng)必須考慮下列兩個因素：

（1）環(huán)境溫度：內(nèi)外環(huán)境溫差低于相對值時，玻璃會產(chǎn)生水霧，因此需要加熱玻璃以防止水霧產(chǎn)生；外部環(huán)境溫度低于0度時，需要加熱玻璃工作，以防止水珠在窗外結(jié)冰影響視線；

（2）溫度控制：不同的環(huán)境溫度與室內(nèi)外溫差及相對風速對加熱玻璃產(chǎn)生熱量的需求不同，過高的溫差控制會造成能源浪費及發(fā)電機負荷波動，形成能源浪費，不足則會造成加熱玻璃效果差，達不到預期效果。

加熱玻璃控制系統(tǒng)解決方案以下：

（1）電源控制：采用調(diào)壓電源，有效連續(xù)控制加熱玻璃的發(fā)熱功率，保證玻璃熱量散失與增補平衡，以適應不同的環(huán)境需求；

（2）溫度信號采集與計算：系統(tǒng)采集室內(nèi)外溫度信號，根據(jù)室內(nèi)外溫度對加熱玻璃的電源進行自動控制，以保證系統(tǒng)的自動啟停及計算出最佳的有效發(fā)熱量；

（3）功率調(diào)整：系統(tǒng)通過電源控制，可以調(diào)整系統(tǒng)整體的功率消耗與預期消耗，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定功率消耗，防止電網(wǎng)不必要波動，控制不必要能耗，提高電站相對安全性。

（4）控制參數(shù)的人工介入：系統(tǒng)留有良好的人機界面，以保證系統(tǒng)的靈活性與適應性，及對異常工況的即時和簡潔的人工介入處理。

圖1為加熱玻璃控制系統(tǒng)模塊圖。

4 結(jié)束語

目前船舶系統(tǒng)的設計，已經(jīng)不再是僅局限于安全使用為目的，低能耗、高效率、智能化、人性化都是系統(tǒng)設計的必要考慮要點，對人操作舒適性的，對系統(tǒng)的簡潔性和完善，對維護的便利性和連續(xù)性也是需要考慮的要點，這些都有待于我們進一步的改進。