DE102015016725A1 - Steuerungssystem und Verfahren zum Kühlen einer Kraftwerksanlage - Google Patents

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Abstract

Steuerungssystem (15) zum Kühlen einer Kraftwerksanlage (1), wobei die Kraftwerksanlage mindestens eine Brennkraftmaschine (2) aufweist, die Kraftstoff verbrennt und zur Erzeugung elektrischer Energie mindestens einen Stromgenerator (3) antreibt, wobei die jeweilige Brennkraftmaschine (2) über ein Kühlsystem (4) kühlbar ist, wobei das Kühlsystem (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (1) mindestens einen Kühlkreislauf (5) aufweist, wobei der jeweilige Kühlkreislauf (5) einen Zulauf (6), über den gekühltes Kühlmittel der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) zuführbar ist, einen Ablauf (7), über den erhitztes Kühlmittel von der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) abführbar ist, und zwischen dem Zulauf (6) und dem Ablauf (7) mindestens eine Wärmetauscher-Einheit (8) aufweist, wobei die oder jede Wärmetauscher-Einheit (8) einen Lüfter (9) umfasst, der Umgebungsluft ansaugt und zur Kühlung des Kühlmittels über vom dem Kühlmittel durchströmte Rohrabschnitte (11) der Wärmetauscher-Einheit (8) führt. Das Steuerungssystem passt eine Drehzahl des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft an.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Verfahren zum Kühlen einer Kraftwerksanlage.
  • Aus der Praxis sind stationäre, landgestützte Kraftwerksanlagen bekannt, die typischerweise über mehrere Brennkraftmaschinen verfügen, in welchen Kraftstoff verbrannt wird, und die zur Erzeugung elektrischer Energie Stromgeneratoren antreiben. Die Brennkraftmaschinen solcher stationärer, landgestützter Kraftwerksanlagen müssen zur Gewährleistung eines optimalen Betriebs derselben gekühlt werden, wozu jeder Brennkraftmaschine einer solchen Kraftwerksanlage ein Kühlsystem zugeordnet ist, über welches die jeweilige Brennkraftmaschine gekühlt werden kann. Das Kühlsystem einer Brennkraftmaschine einer solchen Kraftwerksanlage verfügt über mindestens einen Kühlkreislauf, wobei der jeweilige Kühlkreislauf einen Zulauf, einen Ablauf und mindestens eine zwischen den Zulauf und den Ablauf geschaltete Wärmetauscher-Einheit aufweist. Über den Zulauf des jeweiligen Kühlkreislaufs des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine kann der jeweiligen Brennkraftmaschine gekühltes Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser, zur Kühlung der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Über den Ablauf des jeweiligen Kühlkreislaufs des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine kann von der jeweiligen Brennkraftmaschine erhitztes Kühlmittel abgeführt werden. Die oder jede zwischen den Zulauf und dem Ablauf des jeweiligen Kühlkreislaufs geschaltete Wärmetauscher-Einheit dient dem Abkühlen des Kühlmittels zwischen dem Ablauf und dem Zulauf des jeweiligen Kühlkreislaufs, wobei jede Wärmetauscher-Einheit einen Lüfter umfasst, der Umgebungsluft ansaugt und zur Kühlung des Kühlmittels des jeweiligen Kühlkreislaufs über von dem Kühlmittel durchströmte Rohrabschnitte der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit führt, die zwischen den jeweiligen Ablauf und den jeweiligen Zulauf des jeweiligen Kühlkreislaufs geschaltet sind.
  • Bei aus der Praxis bekannten, stationären, landgestützten Kraftwerksanlagen sind die Kühlsysteme der Brennkraftmaschinen auf maximal mögliche Umgebungslufttemperaturen ausgelegt, so dass selbst bei widrigsten Bedingungen unter höchsten Umgebungslufttemperaturen die Brennkraftmaschinen der Kraftwerksanlage zuverlässig gekühlt werden können. Bei geringeren Umgebungslufttemperaturen wird dann das Kühlmittel stärker gekühlt als notwendig. In diesem Fall wird dann elektrische Energie, die von der Kraftwerksanlage erzeugt wird, ineffizient eingesetzt. Dies ist von Nachteil.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Steuerungssystem und Verfahren zum Kühlen einer Kraftwerksanlage zu schaffen, mit Hilfe derer Kraftwerksanlagen effizienter betrieben werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Steuerungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß passt das Steuerungssystem eine Drehzahl des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft an.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird ein Steuerungssystem einer Kraftwerksanlage zum Kühlen der Kraftwerksanlage vorgeschlagen, welches die Drehzahl der Lüfter der Wärmetauscher-Einheiten des Kühlsystems der oder jeder Brennkraftmaschinen automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft anpasst. Bei hohen Umgebungslufttemperaturen betreibt das Steuerungssystem die Lüfter mit einer höheren Drehzahl als bei geringen Umgebungslufttemperaturen. Hierdurch können die Kühlsysteme von Brennkraftmaschinen optimal angepasst an die aktuell herrschende Umgebungslufttemperatur energieeffizient betrieben werden. Im Bereich der Kühlsysteme wird dann keine elektrische Energie verbraucht, die unter Berücksichtigung der aktuell herrschenden Umgebungslufttemperatur eingespart werden kann.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Steuerungssystem für die jeweilige Brennkraftmaschine mindestens einen Temperatursensor auf, mit dem eine Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit erfassbar ist, wobei das Steuerungssystem für die jeweilige Brennkraftmaschine abhängig von der Ist-Temperatur des Kühlmittels die Drehzahl des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine automatisch einstellt. Hiermit kann die Drehzahl der Lüfter der Wärmetauscher-Einheiten des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine besonders zuverlässig an die Umgebungslufttemperatur angepasst werden. Die Umgebungslufttemperatur der von den Lüftern angesaugten Umgebungsluft beeinflusst die mithilfe des jeweiligen Temperatursensors erfasste Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit.
  • Vorzugsweise gibt das Steuerungssystem als Stellgröße eine Drehzahl für den Antriebsmotor des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine aus, wobei ein Frequenzumrichter des Steuerungssystems hiervon abhängig eine Ansteuerfrequenz für den Antriebsmotor des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit bestimmt, auf Basis derer der Antriebsmotor des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit betrieben wird. Hiermit können die Lüfter besonders effizient betrieben werden. Eine Verringerung der Drehzahl der Lüfter durch entsprechende Anpassung der Ansteuerfrequenz für die Antriebsmotoren der Lüfter wirkt sich kubisch auf den Energieverbrauch der Antriebsmotoren aus. Bei einer Halbierung der Drehzahl der Lüfter reduziert sich demnach der Energieverbrauch der Antriebsmotoren auf ein Achtel.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass dann, wenn das Kühlsystem der jeweiligen Brennkraftmaschine mehrere Wärmetauscher-Einheiten aufweist, der Temperatursensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Kühlmittels an oder stromabwärts einer Stelle des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine positioniert ist, an der das die Wärmetauscher-Einheiten verlassende Kühlmittel vor Weiterleitung in Richtung auf die jeweilige Brennkraftmaschine zusammengeführt wird.
  • Bei mehreren Wärmetauscher-Einheiten je Brennkraftmaschine ist ein einziger Temperatursensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der Wärmetauscher-Einheiten ausreichend. Hierdurch kann ein besonders einfacher Aufbau des Steuerungssystems gewährleistet werden.
  • Eine Kraftwerksanlage mit einem solchen Steuerungssystem ist in Anspruch 7 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 8 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1: eine schematisierte Ansicht einer Kraftwerksanlage zusammen mit einem erfindungsgemäßen Steuerungssystem;
  • 2: ein Blockschaltbild einer Variante des erfindungsgemäßen Steuerungssystems; und
  • 3: ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Verfahren zum Kühlen von Brennkraftmaschinen einer stationären, landgestützten Kraftwerksanlage. 1 zeigt stark schematisiert eine stationäre, landgestützte Kraftwerksanlage 1, die mindestens eine Brennkraftmaschine 2 umfasst. In 1 ist eine einzige solche Brennkraftmaschine 2 gezeigt, in welcher Kraftstoff, z. B. Dieselkraftstoff, Schweröl oder auch Gas, verbrannt wird. Der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 2 ist ein Stromgenerator 3 zugeordnet, der von der Brennkraftmaschine 2 zur Erzeugung elektrischer Energie angetrieben wird.
  • Wie bereits ausgeführt, verfügt eine Kraftwerksanlage 1 typischerweise über mehre solche Brennkraftmaschinen 2, wobei dann jede der Brennkraftmaschinen 2 mindestens einen Stromgenerator 3 antreibt.
  • Der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 2 der Kraftwerksanlage 1 ist ein Kühlsystem 4 zugeordnet, über welches die Brennkraftmaschine 2 gekühlt werden kann. In 1 verfügt das Kühlsystem 4 der dort gezeigten Brennkraftmaschine 2 über einen einzigen Kühlkreislauf 5, mithilfe dessen die Brennkraftmaschine 2 gekühlt werden kann. Es können auch mehrere derartige Kühlkreisläufe 5 vorhanden sein, so z. B. ein Hochtemperatur-Kühlkreislauf zur Kühlung eines Hochtemperatur-Ladeluft-Kühlers der Brennkraftmaschine 2 und ein Niedertemperatur-Kühlkreislauf zur Kühlung eines Niedertemperatur-Ladeluft-Kühlers sowie eines Ölkühlsystems sowie Kraftstoffkühlsystems der Brennkraftmaschine 2 dient. Die Erfindung ist unabhängig von der Anzahl der Kühlkreisläufe des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine 2.
  • Der Kühlkreislauf 5 des Kühlsystems 4 der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 2 verfügt über einen Zulauf 6, über den zur Kühlung der Brennkraftmaschine 2 gekühltes Kühlmittel der Brennkraftmaschine 2 zugeführt werden kann. Ferner verfügt der Kühlkreislauf 5 des Kühlsystems 4 der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 2 über einen Ablauf 7, über den erhitztes Kühlmittel von der jeweiligen Brennkraftmaschine 2 abgeführt werden kann. Zwischen den Ablauf 7 und den Zulauf 6 ist mindestens eine Wärmetauscher-Einheit 8 geschaltet, in welcher das Kühlmittel, welches über den Ablauf 7 von der Brennkraftmaschine 2 abgeführt und über den Zulauf 6 der Brennkraftmaschine 2 zugeführt wird, gekühlt werden kann. Typischerweise umfasst das Kühlsystem 4 einer Brennkraftmaschine 2 mehrere solche Wärmetauscher-Einheiten 8, wobei dann das über den Ablauf 7 von der Brennkraftmaschine 2 abgeführte Kühlmittel in Teilströme aufgeteilt und über die mehreren Wärmetauscher-Einheiten 8 geführt wird. Stromabwärts der mehreren Wärmetauscher-Einheiten 8 wird dann das gekühlte Kühlmittel wieder zusammengeführt und über den Zulauf 6 der Brennkraftmaschine 2 zugeführt.
  • Die in 1 gezeigte Wärmetauscher-Einheit 8 des in 1 gezeigten Kühlkreislaufs 5 des Kühlsystems 4 der Brennkraftmaschine 2 verfügt über einen Lüfter 9, mithilfe dessen Umgebungsluft angesaugt wird und im Sinne der Pfeile 10 zur Kühlung des Kühlmittels innerhalb der Wärmetauscher-Einheit 8 über Rohrabschnitte 11 der Wärmetauscher-Einheit 8 geführt wird, die von dem zu kühlenden Kühlmittel durchströmt und von der angesaugten Umgebungsluft umströmt sind.
  • Das Kühlsystem 4 der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 2 verfügt weiterhin über eine Bypassleitung 12 zur Umgehung der Wärmetauscher-Einheit 8, wobei die Menge an Kühlmittel, die über dem Bypass 12 strömt und mit dem gekühlten, die Wärmetauscher-Einheit 8 verlassenen Kühlmittel gemischt wird, über ein Ventil 13 eingestellt wird. Eine Kühlmittelpumpe 14 ist stromabwärts des Ventils 13 angeordnet und sorgt für die Strömung des Kühlmittels durch den in 1 gezeigten Kühlkreislauf 5 des Kühlsystems 4.
  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem 15 zum Kühlen der oder jeder Brennkraftmaschine 2 einer solchen stationären, landgestützten Kraftwerksanlage 1, wobei in 1 vom Steuerungssystem 15 ein unterschiedliche Steuerungskomponenten aufnehmender Schaltschrank 16 und ein Datenkabel 17 gezeigt ist, über welches die im Schaltschrank 16 positionierten Steuerungskomponenten des Steuerungssystems 15 mit der in 1 gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8, nämlich mit dem Lüfter 9 derselben, gekoppelt bzw. steuerungsseitig verbunden sind.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung passt das Steuerungssystem 15 die Drehzahl des in 1 gezeigten Lüfters 9 der in 1 gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 des Kühlkreislaufs 5 des Kühlsystems 4 der gezeigten Brennkraftmaschine 2 automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft, die gemäß der Pfeile 10 vom Lüfter 9 angesaugt und über bzw. durch die Wärmetauscher-Einheit 8 geführt wird, an.
  • Bei relativ hohen Umgebungslufttemperaturen ist die Drehzahl des Lüfters 9 der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit 8 größer als bei relativ geringen Umgebungslufttemperaturen. Hiermit kann die jeweilige Wärmetauscher-Einheit 8 optimal angepasst an die aktuell vorliegende Umgebungslufttemperatur betrieben werden. Unnötig hohe Drehzahlen am Lüfter 9 der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit 8 können vermieden werden, so dass dann der Lüfter 9 der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit 8 nicht mehr elektrische Energie verbraucht, als aufgrund der Umgebungslufttemperatur nötig ist. Hiermit kann letztendlich die Kraftwerksanlage 1 energieeffizient betrieben werden.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführung der Erfindung, in welcher das Steuerungssystem 15 für die jeweilige Brennkraftmaschine 2 bzw. für das Kühlsystem 4 der jeweiligen Brennkraftmaschine 2 mindestens einen Temperatursensor aufweist. In 1 ist ein derartiger Temperatursensor 18 gezeigt, mithilfe dessen eine Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der in 1 gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 erfasst werden kann. Dieser Temperatursensor 18 ist steuerungsseitig mit den Baugruppen des Steuerungssystems 15, die im Schaltschrank 16 aufgenommen sind, verknüpft, wobei das Steuerungssystem 15 für die Brennkraftmaschine 2, nämlich für das Kühlsystem 4 der Brennkraftmaschine 2, abhängig von der vom Temperatursensor 18 stromabwärts der gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 erfassten Ist-Temperatur des Kühlmittels die Drehzahl des Lüfters 9 der gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 automatisch einstellt. Die Umgebungslufttemperatur des im Sinne der Pfeile 10 über bzw. durch die Wärmetauscher-Einheit 8 geführten Umgebungsluft hat Einfluss darauf, wie effizient mit der Umgebungsluft das Kühlmittel gekühlt werden kann. Je geringer die Umgebungslufttemperatur ist, desto mehr Wärme kann die Umgebungsluft aufnehmen und so kann die Umgebungsluft das durch die Wärmetauscher-Einheit 8 geführte Kühlmittel effizienter kühlen. Die Umgebungslufttemperatur hat demnach unmittelbaren Einfluss auf die mithilfe des Temperatursensors 18 stromabwärts der Wärmetauscher-Einheit 8 erfassten Temperatur des Kühlmittels.
  • Das Steuerungssystem 15, nämlich die im Schaltschrank 16 positionierten Baugruppen desselben, nutzen als Eingangsgröße die Ist-Temperatur des Kühlmittels, die vom Temperatursensor 18 stromabwärts der in 1 gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 messtechnisch erfasst wird. Das Steuerungssystem 15 gibt abhängig hiervon als Ausgangsgröße über das Datenkabel 17 eine Stellgröße für einen Antriebsmotor des Lüfters 9 der gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 aus, um den Antriebsmotor des Lüfters 9 abhängig von der aktuellen Umgebungslufttemperatur, die Einfluss auf die Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der Wärmetauscher-Einheit 8 hat, energieeffizient optimal zu betreiben.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass, wie in 2 schematisiert gezeigt, das Steuerungssystem 15, nämlich die im Schaltschrank 16 des Steuerungssystems 15 positionierten Baugruppen, einen Regler 19 umfassen, der als Eingangsgröße eine Abweichung zwischen der mithilfe des Temperatursensors 18 erfassten Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der Wärmetauscher-Einheit 18 und einer steuerungsseitig vorgegebenen Soll-Temperatur nutzt. Die messtechnisch erfasste Ist-Temperatur des Kühlmittels ist in 2 als T-IST und die Soll-Temperatur als T-SOLL visualisiert. Eine entsprechende Abweichung Δ zwischen der Soll-Temperatur T-SOLL und Ist-Temperatur T-IST dient dem Regler 19 als Eingangsgröße.
  • Als Ausgangsgröße gibt der Regler 19 vorzugsweise eine Soll-Drehzahl für den Lüfter 9 der in 1 gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 vor, die von einem Frequenzumrichter 20 des Steuerungssystems 15 in eine Ansteuerfrequenz für den Antriebsmotor des Lüfters 9 der gezeigten Wärmetauscher-Einheit 8 umgesetzt wird. Diese Ansteuerfrequenz für den Antriebsmotor des Lüfters 9 wird über das Datenkabel 17 dem Antriebsmotor des Lüfters 9 bereitgestellt, um den Antriebsmotor des Lüfters 9 auf Basis dieses Stellsignals bzw. dieser Ansteuerfrequenz automatisch zu betreiben.
  • Wie bereits ausgeführt, umfasst der in 1 gezeigte Kühlkreislauf 5 des Kühlsystems 4 der Brennkraftmaschine 2 typischerweise mehrere Wärmetauscher-Einheiten 8, wobei das über den Ablauf 7 von der Brennkraftmaschine 2 abgeführte Kühlmittel dann in mehrere Teilströme aufgeteilt, als mehrere Teilströme über die mehreren Wärmetauscher-Einheiten 8 geführt und stromabwärts derselben wieder vereinigt und über den Zulauf 6 der Brennkraftmaschine 2 wieder zugeführt wird. Dann, wenn der Kühlkreislauf 5 des Kühlsystems 4 der Brennkraftmaschine 2 mehrere Wärmetauscher-Einheiten 8 aufweist, ist der Temperatursensor 18 im Bereich oder stromabwärts einer Stelle bzw. Position des Kühlsystems 4 bzw. des Kühlkreislaufs 5 des Kühlsystems 4 positioniert, an welcher die über die unterschiedlichen Wärmetauscher-Einheiten 8 geführten Teilströme wieder vereinigt werden. Insofern ist auch dann, wenn derselbe mehrere Wärmetauscher-Einheiten 8 umfasst, ein einziger Temperatursensor 18 ausreichend, der die Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der Wärmetauscher-Einheiten 8 erfasst, um so abhängig von dieser Ist-Temperatur und demnach abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft für alle Lüfter 9 aller Wärmetauscher-Einheiten 8 des Kühlsystems 4 eine gemeinsam gültige Drehzahl bzw. eine gemeinsam gültige Ansteuerfrequenz zur Ansteuerung der Antriebsmotoren der Lüfter 9 dieser Wärmetauscher-Einheiten 8 zu generieren.
  • Mit dem oben beschriebenen Steuerungssystem bzw. dem oben beschriebenen Verfahren zum Kühlen einer stationären, landgestützten Kraftwerksanlage 1 kann dieselbe energieeffizient betrieben werden. Dies zeigt 3, wobei in 3 über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt sind, nämlich mit einem Kurvenverlauf 21 eine von der Kraftwerksanlage 1 generierte elektrische Leistung, mit dem Kurvenverlauf 22 ein Verlauf der Umgebungslufttemperatur, mit dem Kurvenverlauf 23 eine Aufnahme elektrischer Leistung, wie sie nach dem Stand der Technik zum Betreiben des Kühlsystems 4 der Brennkraftmaschine 2 der 1 erforderlich wäre, sowie mit dem Kurvenverlauf 24 einer elektrische Energieaufnahme des Kühlsystems 4 der elektrischen Maschine 2, wie er sich bei Nutzung der Erfindung ausbildet.
  • So zeigt 3, dass mit der Erfindung die elektrische Energieaufnahme 24 gegenüber der nach dem Stand der Technik erforderlichen Energieaufnahme 23 abgesenkt werden kann. Insofern kann die Kraftwerksanlage 1 mit der Erfindung energieeffizient betrieben werden.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, eine Drehzahl eines Lüfters 9 der oder jeder Wärmetauscher-Einheit 8 eines Kühlsystems 4 einer Brennkraftmaschine 2 einer Kraftwerksanlage 1 automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft anzupassen. Hierzu wird vorzugsweise eine Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit 8 eines Kühlkreislaufs 5 des jeweiligen Kühlsystems 4 der jeweiligen Brennkraftmaschine 1 messtechnisch erfasst, wobei abhängig von dieser messtechnisch erfassten Ist-Temperatur die Drehzahl des Lüfters 9 der oder jeder Wärmetauscher-Einheit 8 automatisch eingestellt bzw. angepasst wird. Vorzugsweise erfolgt dies unter Nutzung eines geschlossenen Regelkreises, in welchem die gemessene Ist-Temperatur mit einer steuerungsseitig vorgegebenen Soll-Temperatur verglichen wird, und wobei auf Basis der Abweichung der Ist-Temperatur und der Soll-Temperatur eine Stellgröße für den Antriebsmotor des jeweiligen Lüfters bestimmt wird, um die Abweichung zwischen der Ist-Temperatur und der Soll-Temperatur minimal zu halten. Obwohl die Verwendung eines geschlossenen Regelkreises bevorzugt ist, ist es auch möglich, eine offene Steuerungskette zu nutzen, um die Drehzahl des Lüfters der jeweiligen Wärmetauscher-Einheit abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft automatisch anzupassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kraftwerksanlage
    2
    Brennkraftmaschine
    3
    Stromgenerator
    4
    Kühlsystem
    5
    Kühlkreislauf
    6
    Zulauf
    7
    Ablauf
    8
    Wärmetauscher-Einheit
    9
    Lüfter
    10
    Umgebungsluft
    11
    Rohrabschnitt
    12
    Bypassleitung
    13
    Ventil
    14
    Pumpe
    15
    Steuerungssystem
    16
    Schaltschrank
    17
    Datenkabel
    18
    Temperatursensor
    19
    Regler
    20
    Frequenzumrichter
    21
    Signalverlauf
    22
    Signalverlauf
    23
    Signalverlauf
    24
    Signalverlauf

Claims (10)

  1. Steuerungssystem (15) zum Kühlen einer Kraftwerksanlage (1), wobei die Kraftwerksanlage mindestens eine Brennkraftmaschine (2) aufweist, die Kraftstoff verbrennt und zur Erzeugung elektrischer Energie mindestens einen Stromgenerator (3) antreibt, wobei die jeweilige Brennkraftmaschine (2) über ein Kühlsystem (4) kühlbar ist, wobei das Kühlsystem (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (1) mindestens einen Kühlkreislauf (5) aufweist, wobei der jeweilige Kühlkreislauf (5) einen Zulauf (6), über den gekühltes Kühlmittel der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) zuführbar ist, einen Ablauf (7), über den erhitztes Kühlmittel von der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) abführbar ist, und zwischen dem Zulauf (6) und dem Ablauf (7) mindestens eine Wärmetauscher-Einheit (8) aufweist, wobei die oder jede Wärmetauscher-Einheit (8) mindestens einen Lüfter (9) umfasst, der Umgebungsluft ansaugt und zur Kühlung des Kühlmittels über vom dem Kühlmittel durchströmte Rohrabschnitte (11) der Wärmetauscher-Einheit (8) führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem eine Drehzahl des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft anpasst.
  2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem für die jeweilige Brennkraftmaschine (2) mindestens einen Temperatursensor (18) aufweist, mit dem eine Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) erfassbar ist, und dass das Steuerungssystem für die jeweilige Brennkraftmaschine (2) abhängig von der Ist-Temperatur des Kühlmittels die Drehzahl des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) automatisch einstellt.
  3. Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem als Eingangsgröße die Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) nutzt, und dass das Steuerungssystem abhängig hiervon als Ausgangsgröße eine Stellgröße für einen Antriebsmotor des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) ausgibt.
  4. Steuerungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem einen Regler (19) aufweist, der als Eingangsgröße eine Abweichung zwischen der Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) und einer Soll-Temperatur nutzt, und dass der Regler (19) abhängig hiervon als Ausgangsgröße eine Stellgröße für einen Antriebsmotor des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) ausgibt, sodass die Abweichung zwischen der Ist-Temperatur der Soll-Temperatur minimal ist.
  5. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem als Stellgröße eine Drehzahl für den Antriebsmotor des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) ausgibt, und dass ein Frequenzumrichter (20) des Steuerungssystems hiervon abhängig eine Ansteuerfrequenz für den Antriebsmotor des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) bestimmt, auf Basis derer der Antriebsmotor des Lüfters (9) der oder jeder Wärmetauscher-Einheit (8) betrieben wird.
  6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der jeweilige Kühlkreislauf (5) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) mehrere Wärmetauscher-Einheiten (8) aufweist, der Temperatursensor (18) zur Erfassung der Ist-Temperatur des Kühlmittels an oder stromabwärts einer Stelle des jeweiligen Kühlkreislaufs (5) des Kühlsystems (4) der jeweiligen Brennkraftmaschine (2) positioniert ist, an der das die Wärmetauscher-Einheiten (8) verlassende Kühlmittel vor Weiterleitung in Richtung auf die jeweilige Brennkraftmaschine (2) zusammengeführt wird.
  7. Stationäre, landgestützte Kraftwerksanlage (1) mit einem Steuerungssystem (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Verfahren zum Kühlen einer Kraftwerksanlage, wobei die Kraftwerksanlage mindestens eine Brennkraftmaschine aufweist, die Kraftstoff verbrennt und zur Erzeugung elektrischer Energie mindestens einen Stromgenerator antreibt, wobei die jeweilige Brennkraftmaschine über ein Kühlsystem gekühlt wird, wobei das Kühlsystem mindestens einen Kühlkreislauf aufweist, wobei der Kühlkreislauf einen Zulauf, über den gekühltes Kühlmittel der jeweiligen Brennkraftmaschine zugeführt wird, einen Ablauf, über den erhitztes Kühlmittel von der jeweiligen Brennkraftmaschine abgeführt wird, und zwischen dem Zulauf und dem Ablauf mindestens eine, einen oder mehrere Lüfter aufweisende Wärmetauscher-Einheit aufweist, wobei über den jeweiligen Lüfter Umgebungsluft angesaugt und zur Kühlung des Kühlmittels über vom dem Kühlmittel durchströmte Rohrabschnitte der Wärmetauscher-Einheit geführt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine automatisch abhängig von der Umgebungslufttemperatur der Umgebungsluft anpasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit gemessen und abhängig hiervon die Drehzahl des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit des Kühlsystems der jeweiligen Brennkraftmaschine automatisch eingestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung zwischen der Ist-Temperatur des Kühlmittels stromabwärts der oder jeder Wärmetauscher-Einheit und einer Soll-Temperatur bestimmt wird, und dass abhängig von dieser Abweichung als Ausgangsgröße eine Stellgröße für einen Antriebsmotor des Lüfters der oder jeder Wärmetauscher-Einheit derart bestimmt wird, dass die Abweichung zwischen der Ist-Temperatur der Soll-Temperatur minimal wird.
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