雷明鷗 張國(guó)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(shè)計(jì)的特點(diǎn)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(yuǎn)洋船舶中駕駛室的加熱玻璃，在加熱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用中存在許多問(wèn)題，主要是系統(tǒng)因?yàn)椴僮魅藛T的習(xí)慣和系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷造成不必要的能源浪費(fèi)，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(wèn)題和能耗控制問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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?yàn)槭覂?nèi)外玻璃的溫差產(chǎn)生水霧反應(yīng)，影響駕駛員視線；

（2）防止駕駛室外因?yàn)闇囟冗^(guò)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?yàn)橥獠繙囟冗^(guò)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(shè)計(jì)

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(jìn)行計(jì)算與選擇，主要參數(shù)是環(huán)境溫差與玻璃導(dǎo)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(kāi)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(fèi)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(jìn)行加熱和高溫停止控制，系統(tǒng)遺忘關(guān)閉的情況依然時(shí)有發(fā)生，且啟停控制溫差的設(shè)定與選擇為固定參數(shù)，不能夠適應(yīng)環(huán)境，浪費(fèi)能源。

基于上述功能分析與系統(tǒng)操控習(xí)慣，加熱玻璃控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在兩個(gè)主要問(wèn)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(shè)計(jì)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(guò)低導(dǎo)致雨刮的損害，或溫度過(guò)高造成玻璃碎裂，以及功率的非意識(shí)性浪費(fèi)。

因此，加熱玻璃控制系統(tǒng)必須考慮下列兩個(gè)因素：

（1）環(huán)境溫度：內(nèi)外環(huán)境溫差低于相對(duì)值時(shí)，玻璃會(huì)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(shí)，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(duì)風(fēng)速對(duì)加熱玻璃產(chǎn)生熱量的需求不同，過(guò)高的溫差控制會(huì)造成能源浪費(fèi)及發(fā)電機(jī)負(fù)荷波動(dòng)，形成能源浪費(fèi)，不足則會(huì)造成加熱玻璃效果差，達(dá)不到預(yù)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(bǔ)平衡，以適應(yīng)不同的環(huán)境需求；

（2）溫度信號(hào)采集與計(jì)算：系統(tǒng)采集室內(nèi)外溫度信號(hào)，根據(jù)室內(nèi)外溫度對(duì)加熱玻璃的電源進(jìn)行自動(dòng)控制，以保證系統(tǒng)的自動(dòng)啟停及計(jì)算出最佳的有效發(fā)熱量；

（3）功率調(diào)整：系統(tǒng)通過(guò)電源控制，可以調(diào)整系統(tǒng)整體的功率消耗與預(yù)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(dòng)，控制不必要能耗，提高電站相對(duì)安全性。

（4）控制參數(shù)的人工介入：系統(tǒng)留有良好的人機(jī)界面，以保證系統(tǒng)的靈活性與適應(yīng)性，及對(duì)異常工況的即時(shí)和簡(jiǎn)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(yǔ)

目前船舶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)的必要考慮要點(diǎn)，對(duì)人操作舒適性的，對(duì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性和完善，對(duì)維護(hù)的便利性和連續(xù)性也是需要考慮的要點(diǎn)，這些都有待于我們進(jìn)一步的改進(jìn)。