具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图2描述本发明的一种船舶集中冷却系统及船舶。

参考图1和图2，本实施例提供的一种船舶集中冷却系统，包括：集中冷却器2、淡水回路4和纳米颗粒调节系统，淡水回路4用于流经热源用户5且流经集中冷却器2，纳米颗粒调节系统连通于淡水回路4且用于在热源用户5的热负荷变化时调节淡水回路4中的纳米颗粒浓度。

本实施例提供的船舶集中冷却系统包括集中冷却器2、淡水回路4以及纳米颗粒调节系统，其中，淡水回路4是淡水在热源用户5、集中冷却器2之间循环的管路，即淡水经集中冷却器2冷却后进入到热源用户5，在热源用户5交换完热量之后再经集中冷却器2冷却；具体的，淡水回路4上设有淡水泵3，淡水泵3利用增压的原理，驱动集中冷却器2两侧的淡水循环流动即淡水泵3驱动淡水回路4中的淡水在淡水回路4中循环流动；纳米颗粒调节系统用于调节淡水回路4中的纳米颗粒的浓度。

进一步地，在热源用户5的热负荷发生变化时，纳米颗粒调节系统可以通过增大或减小淡水回路4中的纳米颗粒浓度，以改变淡水回路内淡水的电导率和传热系数，根据淡水回路4内的纳米颗粒的浓度变化，进而实现热源用户5对冷却负荷需求的变化，这种结构简单，不改变淡水泵3的运行工况，即可有效提高集中冷却系统的效率。

本实施例通过在淡水回路中设置纳米颗粒调节系统，在热源用户的热负荷发生变化时，通过调节淡水回路中的纳米颗粒浓度实现热源用户对冷却负荷的需求，这种结构简单，不需要改变系统内其它结构的运行即可实现淡水回路内负荷的变化，不仅降低了因负荷变化对其它设备运行工况的影响，也提高了系统的效率，降低噪声，使集中冷却系统高效、安静、可靠的运行。

本实施例根据热源用户热负荷的变化，改变淡水回路4中纳米颗粒的浓度，进而实现热源用户5对冷却负荷的需求，相对于现有技术中通过调整淡水泵3的运行工况满足热负荷的导出需求，本实施例可避免淡水泵3运行工况的调整，降低集中冷却系统内的振动噪声，使船舶集中冷却系统安静运行。

进一步地，纳米颗粒调节系统包括用于存储纳米颗粒流体的储液箱7，储液箱7连通于淡水回路4。具体的，纳米颗粒调节系统包括储液箱7，储液箱7与淡水回路4连通，在热源用户5的热负荷增大时，控制储液箱7中的纳米颗粒流体输送至淡水回路4中，改变淡水回路4中的纳米颗粒的浓度，增大淡水回路4内的冷却负荷，进而满足热源用户5的导热需求。

在上述实施例的基础上，纳米颗粒调节系统还包括开关阀9，开关阀9设于储液箱7的出口与淡水回路4之间的管路。

具体的，储液箱7的出口与淡水回路4之间通过管路连接，开关阀9设于储液箱7的出口与淡水回路4之间的管路，开关阀9用于限制储液箱7内纳米颗粒流体流向淡水回路4，即打开开关阀9，储液箱7内的纳米颗粒流体可按照设置参数流向淡水回路4，关闭开关阀9，储液箱7内的纳米颗粒流体停止流向淡水回路4。

本实施例通过在储液箱7的出口与淡水回路4之间的管路上设置开关阀9，可有效限制储液箱7内的纳米颗粒流体流向淡水回路4，结构简单，操作方便，可有效控制纳米颗粒流体的流量。

本实施例中，关于开关阀9的设置不做具体限制，可有效控制储液箱7的打开与关闭即可。

进一步地，储液箱7与开关阀9之间的管路设有流量控制阀，用于限制纳米颗粒流体的速度。具体的，可根据需求选择流量控制阀的开度，控制储液箱7内纳米颗粒流体进入淡水回路4中速度，可更加精确的控制淡水回路4内纳米颗粒流体的浓度。

在上述实施例的基础上，纳米颗粒调节系统还包括分离装置6，分离装置6连通于淡水回路4，即分离装置6设于淡水回路4，用于分离回收淡水回路4内的纳米颗粒。

在一个实施例中，分离装置6连接在热源用户5和集中冷却器2之间的管路上，如图1所示。在另一个实施例中，分离装置6通过管路与淡水回路4连通，如图2所示。

进一步地，分离装置6的出口与储液箱7的进口连通，即分离装置6的出口通过管路与储液箱7的进口连通，使分离装置6分离的纳米颗粒输送至储液箱7内，实现纳米颗粒的循环利用，节约资源。

在一个实施例中，分离装置6设于淡水回路4，具体的，参考图1，在热源用户5的热负荷增加时，储液箱7的出口与淡水回路4之间的管路上的开关阀9打开，储液箱7内的纳米颗粒流体流向淡水回路4，改变淡水回路4内的纳米颗粒的浓度，提高淡水回路4中的冷却负荷，满足热源用户5与集中冷却器2之间的热交换；在热源用户5的热负荷降低时，开关阀9关闭，阻止储液箱7内的纳米颗粒流体流向淡水回路4，打开分离装置6，分离装置6分离淡水回路4中的纳米颗粒，并将分离后的纳米颗粒输送至储液箱7内，降低淡水回路4内纳米颗粒的浓度，降低淡水回路4中的冷却负荷，进而满足热源用户5对冷却负荷的需求。

在一个优选实施例中，参考图1，分离装置6为电磁分离装置，储液箱7内储存有磁性纳米颗粒流体。在热源用户5的热负荷增加时，打开开关阀9，磁性纳米颗粒流体流向淡水回路4中，增加淡水回路4中的磁性纳米颗粒的浓度；在热源用户5的热负荷降低时，开关阀9关闭，电磁分离装置吸附淡水回路4中的磁性纳米颗粒，并将吸附的磁性纳米颗粒输送中储液箱7中，回收利用，节约资源。进一步地，分离装置6为电磁分离装置时，纳米颗粒调节系统为磁性纳米颗粒调节系统。

在另一个实施例中，参考图2，分离装置6为离心分离装置，储液箱7内储存有重质或轻质纳米颗粒流体。进一步地，在热源用户5的热负荷降低时，离心分离装置通过离心力的作用分离淡水回路4中的重质或轻质纳米颗粒，并将重质或轻质纳米颗粒输送至储液箱7中，进而降低了淡水回路4中的纳米颗粒浓度。

本实施例中，关于分离装置不作具体限制，可将淡水回路中的纳米颗粒从淡水中分离，降低淡水回路4中的纳米颗粒浓度即可。

本实施例中，关于纳米颗粒也不做具体限制，可通过分离装置6从淡水回路中的分离，降低淡水回路4中的纳米颗粒的浓度，且可改变淡水的电导率，方便浓度检测装置根据淡水的电导率变化得到淡水的浓度即可。

本实施例通过在储液箱7的出口与淡水回路4连通，可增加淡水回路4内纳米颗粒的浓度，进而增加淡水回路4内的冷却负荷；通过在储液箱7的出口与淡水回路4之间的管路上设置开关阀9可以阻止储液箱7内的纳米颗粒流体进入到淡水回路4，通过在淡水回路4上设置分离装置6，分离回收淡水回路4内的纳米颗粒，降低淡水回路4内的纳米颗粒的浓度，进而降低淡水回路4内的冷却负荷。这种结构简单，操作方便，且可在不改变集中冷却系统其它设备运行的情况下满足热源用户5不同热负荷的导出需求。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的船舶集中冷却系统还包括浓度检测装置8，浓度检测装置8设于淡水回路4，用于监测淡水回路4内纳米颗粒的浓度。

热源用户5的热负荷不同时，需求的冷却负荷是不同的，也就是说热源用户5的热源负荷不同时，淡水回路4内的纳米颗粒的浓度是不相同的，即淡水回路4内的纳米颗粒的浓度与热源用户5需求的冷却负荷一一对应。本实施例通过在淡水回路4上设置浓度检测装置8，浓度检测装置8通过监测淡水回路4内淡水电导率的变化确定淡水回路4内纳米颗粒的浓度，进而改变淡水回路4中的冷却负荷，满足了热源用户5不同热负荷的导出。

具体的，在热源用户5的热负荷增加时，储液箱7内的纳米颗粒流体流向淡水回路4内，浓度检测装置8实时监测淡水回路4内淡水电导率的变化确定淡水回路4内纳米颗粒的浓度，在淡水回路4内的纳米颗粒的浓度与热源用户5需求的冷却负荷对应时，关闭开关阀9，阻止储液箱7内的纳米颗粒流体流向淡水回路4，保持淡水回路内4的纳米颗粒浓度不变，满足热源用户5的导热需求；在热源用户5的热负荷降低时，开关阀9处于关闭状态，打开分离装置6，吸附淡水回路4内的纳米颗粒并将吸附的纳米颗粒输送至储液箱7，浓度检测装置8实时监测淡水回路4内淡水电导率的变化确定淡水回路4内纳米颗粒的浓度，当淡水回路4内纳米颗粒的浓度与热源用户5需求的冷负荷对应时，停止分离装置6分离淡水回路4内的纳米颗粒，使淡水回路4内的纳米颗粒的浓度保持不变，满足热源用户5的热负荷的导出需求。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的船舶集中冷却系统，还包括设于淡水回路4的温度传感器，且温度传感器对应设于集中冷却器2的入口端和出口端，或对应设于热源用户5的入口端和出口端，温度传感器用于根据淡水回路4在集中冷却器2的入口端和出口端处的温度变化获得淡水回路4的热负荷变化；或温度传感器用于根据淡水回路4在热源用户5的入口端和出口端处的温度变化获得淡水回路4的热负荷变化。

热源用户5所需要的冷却负荷与淡水回路4内的温度差密切相关，本实施例通过在淡水回路4上设置温度传感器用于监测淡水回路4上的温度变化；进一步地，因管路自身可散热，为减少误差，温度传感器设于靠近集中冷却器2或热源用户5处。

在一个优选实施例中，船舶集中冷却系统设有两个温度传感器，两个温度传感器对应设于热源用户5的入口端和出口端，分别用于监测淡水回路4在热源用户5的入口端和出口端的温度，根据热源用户5的出口端和进口端之间的温度差、热容以及淡水回路内的淡水流量计算淡水回路在热源用户前后的换热量，根据换热量的变化可获得热源用户5的热负荷变化，即热源用户5的热负荷等于淡水回路在热源用户出口端和进口端之间的温度差与热容和流量的乘积。

在又一个实施例中，两个温度传感器对应设于集中冷却器2的入口端和出口端，分别用于监测淡水回路4在集中冷却器2的入口端和出口端的温度，并根据集中冷却器的入口端和出口端之间的温度差、热容以及淡水回路内的淡水流量计算集中冷却器2的冷负荷，进而满足热源用户5的热负荷导出需求。

本实施例中，关于温度传感器的设置位置不做具体限定，可以根据温度传感器监测的温度变化获的淡水回路4的热负荷变化即可。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的船舶集中冷却系统，还包括控制器，温度传感器和纳米颗粒调节系统分别连接于控制器，控制器用于根据温度传感器监测的温度信息获得淡水回路4的热负荷变化，并根据热负荷变化控制纳米颗粒调节系统。具体的，控制器用于根据淡水回路4在集中冷却器2的入口端和出口端之间的温度变化或热源用户5的入口端和出口端之间的温度变化获得淡水回路4的热负荷变化，并根据热负荷变化控制纳米颗粒调节系统调节淡水回路4中的纳米颗粒的浓度，进而满足热源用户5热负荷的导出需求。

在一个实施例中，船舶集中冷却系统设有温度传感器、纳米调节系统和控制器，控制器与温度传感器和纳米颗粒调节系统分别连接；具体的，温度传感器的一端与淡水回路4连接，温度传感器的另一端与控制器连接，温度传感器用于监测淡水回路4在集中冷却器2的入口端和出口端之间的温度变化，或者监测淡水回路4在热源用户5的入口端和出口端之间的温度变化，控制器根据温度传感器监测到的温度变化信息获得热源用户5的热负荷的变化，进而控制纳米颗粒调节系统调节淡水回路4内的纳米颗粒的浓度满足热源用户5对冷却负荷的需求。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的船舶冷却系统还包括海水回路10，海水回路10流经集中冷却器2，即海水经集中冷却器2循环的管路为海水回路10；进一步地，海水与集中冷却器2的进口之间的管路设有海水泵1，海水泵1用于驱动集中冷却器2两侧海水的循环流动，海水经海水泵1进入到集中冷却器2，在集中冷却器2中进行热交换后回到海洋中，即海水泵驱动海水回路10内的海水循环流动，这种结构简单，节约资源，且可有效实现冷却。

本实施例中，关于储液箱7的设置位置以及分离装置6的设置位置不做具体限定，储液箱7可设在集中冷却器2的进口处，分离装置6设于集中冷却器2的出口与淡水泵3之间的管路，如图1所示；储液箱7和分离装置6也可均设在集中冷却器2的进口处，如图2所示。

本实施例提供的一种船舶集中冷却系统，通过向淡水回路4注入纳米颗粒流体或分离纳米颗粒改变淡水回路4内纳米颗粒的浓度，实现淡水泵3在保持最佳运行转速的情况下满足用户不同运行状态下的负荷导出需求，提高淡水泵3以及整个集中冷却系统的能效，使集中冷却系统安静、可靠地运行，降低系统的故障率。

本实施例还提供一种船舶，包括上述任一实施例中的船舶集中冷却系统，还包括驱动装置，用于驱动船舶的运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。