Abstract
Recently, there have been many studies pertaining to reducing energy consumption on ships. As part of those studies, the energy consumption of ships can be reduced by understanding and controlling the varying loads, excluding fixed loads. In existing ships, engine room fans are usually operated based on the actual experience of the crew without any special guidelines. To realize energy reduction, we investigate the characteristics of engine-room fans, and we propose an energy-management system called the engine room fan control system (ERFCS) and the ERFCS algorithm. The ERFCS controls the fan speed depending on the temperature and pressure, where one to four fans are operated depending on changes in the load. In addition, the minimum rotation speed of the engine-room fan was limited to 50% to prevent the surging phenomenon, which is due to fan damage or low pressure resulting from mechanical friction or heating at low fan speeds. We develop a fan control system simulation model using LabVIEW that is based on the proposed algorithm and ISO 8861. Finally, we perform simulations to confirm that operation of the proposed fan control system is possible using only 46.4% of the power required by the existing method.
최근 선박에서 에너지 절감에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 그러한 연구의 일환으로 선박의 고정적인 부하를 제외한 변동 부하를 파악하고 제어함으로써 선박의 에너지를 절감할 수 있다. 기관실 팬 시스템은 대표적인 변동부하 중 하나이다. 기존 선박에서는 기관실 팬을 특별한 지침 없이 실 경험에 의해 정격운전으로 운용하고 있다. 이에 본 논문에서는 기관실 팬의 특성을 파악하고, 에너지 관리 시스템 중 하나로 ERFCS(Engine Room Fan Control System) 및 ERFCS 알고리즘을 제안하였다. ERFCS는 온도 및 압력에 따라 팬의 속도를 제어하며 부하 변화에 따라 팬의 운전 대수를 1대에서 4대 사이로 조절한다. 또한 기관실 팬의 최소 회전속도를 50%로 제한하여 낮은 RPM(Revolution Per Minute)에서 기계적 마찰, 발열 등의 이유로 팬이 손상을 입거나 낮은 압력으로 팬에 서징(surging) 현상이 발생하지 않도록 한다. 제안된 알고리즘과 ISO 8861을 바탕으로 LabVIEW를 사용한 팬 제어 시스템 시뮬레이션을 개발하였다. 결론적으로, 구현된 시뮬레이션을 통해 제안된 팬 제어 시스템이 기존 사용 방식에 비해 46.4%만의 동력만으로도 운전이 가능함을 확인하였다.
