IBS | POWER SUPPLY SYSTEMS

Kühlsysteme

 

Wasser- und luftgekühlte Wärmetauscher

IBS Radiator Kühler sind die Systemlösung für extreme Umgebungsverhältnisse, wie bspw. explosionsgeschützte Umgebungen, Seeluftnähe, hohe Umgebungstemperatur oder chemisch belastete Kühlluft. Unsere zertifizierte Oberflächentechnik sorgt für Resistenz. Auf Wunsch bieten wir auch dazugehörige Pumpensysteme.

Für Diesel Power-Stationen stehen ausschließlich wirtschaftliche Kühlsysteme im Vordergrund. So vermeiden wir nach Möglichkeit Durchfluss-Kühlungen. Denn sie haben einen hohen Wasserverbrauch und belasten durch ständige Aufheizung des Wasserreservoirs die Umwelt.

Umlauf-Kühlung

Die Umlauf-Kühlung ist praktisch ein geschlossenes System und gilt als wirtschaftliche Lösung zur Kühlung von Dieselmotoren in Power-Stationen. Dieses System verlangt eine einmalige Auffüllung mit der Kühlflüssigkeit und während des Betriebes den Ausgleich von Sprüh- u. Verdunstungs- Verlusten und Leckagen. Für die Umlauf-Kühlung finden zwei Rückkühl-Systeme Anwendung.

Verdunstungs-Kühlturm

Dieses System leitet die aufgenommene Wärme durch Verdunstung an die Atmosphäre ab. Für die Auslegung ist die Feuchtkugel Temperatur entscheidend. Kühltürme benötigen eine ständige Einspeisung von Zusatzwasser zum Ausgleich der Verdunstungsverluste (ca. 2 %) und Überwachung der Wasserqualität, besonders bei chemisch- oder staubbelasteter Umgebungsluft. Kühltürme arbeiten geräuscharm. Für die komplette Einrichtung Umlauf Kühlung empfiehlt IBS den Einbau von Wärmetauschern zwischen Dieselmotor und Kühlturm. Dadurch wird die Kühlung des Motors erst sichergestellt.

Radiator Kühlsysteme

Dieses System leitet die aufgenommene Wärme über ein mit Ventilatoren zwangsbelüftetes Rippen-Rohr-Kühlnetz an die Atmosphäre. Für die Auslegung sind Kühlluft-Temperatur und Aufstellhöhe entscheidend. Die Einspeisung von zusätzlicher Kühlflüssigkeit entfällt. Sie ist lediglich bei Leckagen im System geringfügig erforderlich. Umgebungs-Verhältnisse sind zu berücksichtigen: In Seeluftnähe oder ähnlich belasteter Kühlluft stehen besondere Materialien oder spezielle Beschichtungen für das Kühlnetz zur Verfügung. Bei stark staubhaltiger Kühlluft kommen im Kühlnetz Lamellen mit weiteren Abständen zum Einsatz. Umgebungs-Temperaturen im Minus-Bereich sind leicht durch Beimischung von Frostschutzmittel im Kühlwasser beherrschbar. Bei Direkt-Kühlung von Öl im Radiator Cooler sollte die Kühlluft-Temperatur von +8°C nicht unterschritten werden, aufgrund höherer Viskosität des Reles im kälteren Zustand. Radiator Kühlsysteme sind ausgerüstet mit Ventilatoren, die in der Regel durch Elektromotoren angetrieben werden. Bei wirtschaftlicher Auslegung dieser Kühlanlagen liegt die Gesamtleistung der installierten Elektromotoren zum Antrieb der Ventilatoren bei 2 – 3 % der Dieselmotor-Leistung.

Verfügt z. B. eine Diesel Power-Station über eine installierte Gesamt-Leistung von 25 MW – 25000 kW/h, so wird der Einsatz von Ventilator-Motoren mit einer Leistung von 500 kW/h für die Ventilator-Motoren erforderlich. Diese sogenannte Verlustleistung, die durch den Betrieb mit den Ventilator-Motoren bei 100 % Last entsteht, kann weitgehend reduziert werden. Dies geschieht durch Anpassung der Kühlanlagen an die Kühlluft-Temperatur-, z.B. Temperatur-Differenz bei Tag/Nacht-Betrieb oder über den Jahresdurchschnitt. Die situative Adaption und Steuerung der Kühlung minimiert die Stromaufnahme für die installierten Ventilatormotoren. IBS hat für solche Verhältnisse mehrfach Radiator-Kühlanlagen mit Frequenz-Steuerung ausgeführt, die beeinflusst durch die Umgebungs-Temperatur die Ventilator-Motoren drehzahlgeregelt wirtschaftlich arbeiten lassen.

Ein Beispiel: Bei einem Bedarfsfall mit 100 kW/h installierter Ventilator-Motoren-Leistung bei max. Kühlleistung konnte aufgrund von Temperaturdifferenzen im Tag/Nacht-Betrieb und über den Jahresdurchschnitt gerechnet eine Ersparnis von ca. 40 kW/h erzielt werden. Die erforderliche Investition für die Frequenzsteuerung war nach ca. 1 Jahr erwirtschaftet. Der Geräuschpegel erfordert bei Radiator Kühlsystemen besonderes Augenmerk: standardmäßig werden IBS Kühlanlagen mit einem Geräuschpegel von 95 – 98 dB(A) – in 1 m Entfernung ausgelegt, das bedeutet in 100 m Entfernung einen Schalldruckpegel von ca. 65 dB(A).

Darf es etwas leiser sein?

Optional bietet IBS auch Einheiten mit weitaus niedrigeren Geräuschpegeln, bspw. Radiatorkühlanlagen mit 60 dB(A) – 1 m Geräuschpegel ausgeführt, deren Schalldruckpegel in 80 – 100 m Entfernung bei 25 – 30 dB(A) liegt. Frequenz-Steuerungen reduzieren den Geräuschpegel: Bei Nachtbetrieb z.B. den niederen Lufttemperaturen und somit einer niederen erforderlichen Ventilatordrehzahl verändern sich die Schalldruckpegel durch die Einflussgröße der niederen Drehzahl. Während des Betriebes gibt ein Dieselmotor aus seinen drei Kreisläufen ca. 2/3 seiner Nennleistung an Wärme ab. Diese Wärmeleistung kann genutzt werden z.B. für die Beheizung von Öl-Tanks, Nutzwasser usw. oder sie wird über eine Kühlanlage abgeführt.

Generell stehen zur Kühlung des Dieselmotors mehrere Kühlarten zur Verfügung:

1-Kreis-Kühlung .

Die 1-Kreis-Kühlung wird auch Mischkühlung genannt. Ladeluft-(LT), Motor- (HT) und Schmierölkühlung erfolgt in einem Wasserkreislauf.

2-Kreis-Kühlung

Hier erfolgt die Ladeluft- (LT) und Motorkühlung (HT) in zwei getrennten Wasserkreisläufen. Die Schmierölkühlung wird in einen der beiden Kreisläufe eingebunden.

3-Kreis-Kühlung

Ladeluft- (LT), Motor- (HT) und erfolgt in getrennten Kreisläufen.

Schmierölkühlung

Bevorzugt wird in Diesel-Kraftstationen die 2-Kreis-Kühlung. Die Regelung der Kühlkreisläufe erfolgt in den H20-Pump Units. Vertikal-Pumpen sind mit den erforderlichen Regeleinheiten kompakt zu einem Modul zusammengefasst und optimal auf den Dieselmotor und die Kühlanlage abgestimmt. Die im Modul befindliche Elektro-Steuerung verfügt zur Sicherstellung der Kühlung über automatische Umschaltung von Haupt- auf Reserve-Pumpe. Ferner sind im Schaltschrank permanent die Kreislauf-Temperatur und Betriebs-Zustände ablesbar. Diese Daten können auch als Remote Signal weiter gegeben werden. Vorwärm-Einheiten u.a. für alle drei Kreisläufe bieten die Möglichkeit, den Diesel-Motor während Stillstandsphasen auf Betriebstemperatur zu halten, beziehungsweise zur Verminderung des Verschleißes durch kaltes Anfahren vor Start zu temperieren.

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