專利名稱：釀造設(shè)備和釀造方法
釀造設(shè)備和釀造方法 本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)糖化容器、 一個(gè)濾桶、 一個(gè)麥芽汁鍋和一個(gè)水箱的釀造i殳備(brewery plant),并涉及一種釀造方法。
釀造啤酒是一個(gè)需要大量能量的過程，其中既需要電能又需要熱 總的來說，能量成本構(gòu)成啤酒的整個(gè)制造成本的一個(gè)重要部分。作為一個(gè)趨勢，必須設(shè)想的是，由于化石燃料的短缺和與之相關(guān)的能 量價(jià)格的上漲，能量成本所占份額會進(jìn)一步增加。為了減少能量成本對生產(chǎn)成本的影響，已經(jīng)嘗試在常規(guī)釀造設(shè)備 內(nèi)改善能量回收以及提高設(shè)備的整體效率。例如，通過節(jié)約裝置中廢 氣的冷卻來預(yù)熱給水，或者使用與普通的蒸汽相比移動性更強(qiáng)的熱蒸 汽，從而產(chǎn)生更少的損耗。為了使能量的生成更為經(jīng)濟(jì)，越來越多地使用熱電聯(lián)產(chǎn)站(cogenerating station)，該熱電聯(lián)產(chǎn)站用于產(chǎn)生 電能和用于產(chǎn)生熱水或者熱蒸汽。但是，由于它們同樣地以化石燃料 為基礎(chǔ)，因此，本發(fā)明的目的在于提供一種釀造設(shè)備以及一種釀造方法， 以使釀造廠更不依賴于對化石燃料的需求。此目標(biāo)通過根據(jù)權(quán)利要求1的釀造設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求7的釀造 方法來解決。借助于將太陽輻射能量轉(zhuǎn)化成熱能的太陽能收集器，能夠借助于 不是由化石燃料產(chǎn)生的能量來滿足釀造設(shè)備的至少一部分熱能需求。 在這方面，有一點(diǎn)對于在釀造廠中使用來說是決定性的，即太陽能 收集器被設(shè)計(jì)為使得釀造過程所需要的最熱的流體能夠通過太陽能被 加熱到最高達(dá)至少12(TC的溫度，特別地加熱到最高達(dá)160。C到180。C 的溫度。因此，當(dāng)在釀造工業(yè)中使用太陽能收集器時(shí)，對流體的加熱 并不像在其他情況下通常的那樣限于產(chǎn)生大約50'C到6(TC的溫水。根據(jù)釀造設(shè)備的需要，流體的加熱還可以直接通過太陽能收集器 進(jìn)行，即流體流過太陽能收集器，在該太陽能收集器中流體被加熱； 或者間接地通過太陽能收集器進(jìn)行，即在太陽能收集器內(nèi)加熱一第二 流體，并且通過換熱器將熱能傳遞給釀造過程中所使用的流體。優(yōu)選地，太陽能收集器中產(chǎn)生的熱能可以儲存在一個(gè)蓄熱器內(nèi)， 并且通過控制單元以受控的方式被輸送至各熱能負(fù)栽，特別是被輸送至糖化容器、濾桶、麥芽汁鍋、水箱、CIP設(shè)備和/或瓶室，特別是用于洗瓶。因此，熱能可以通過太陽能收集器獲得，而與釀造過程的運(yùn) 行無關(guān)，并且熱能可根據(jù)需要在受控制下被傳送給釀造設(shè)備內(nèi)的各個(gè) 熱能負(fù)載。此處開環(huán)或閉環(huán)控制與流體溫度和/或容積流量有關(guān)，其中 所輸送的熱能的量由這些參數(shù)得出。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，為了提供冷卻，釀造廠可以具有一個(gè)吸 附式制冷裝置，該吸附式制冷裝置的熱能需求至少部分地通過太陽能 收集器所產(chǎn)生的熱能來滿足。通常在釀造廠內(nèi)使用壓縮制冷系統(tǒng)，然 而該壓縮制冷系統(tǒng)具有與常規(guī)換熱器相同的缺點(diǎn)。與此相反，使用吸 附式制冷裝置所具有的優(yōu)勢在于太陽能收集器所產(chǎn)生的熱量還可用于 產(chǎn)生所需的冷卻。優(yōu)選地，可以在增大的壓力下使用流體——水(高壓水)。通過提高沸騰溫度，可以利用液相下的高壓水獲得所需的至少120'C的高 溫，特別是在160。C到180匸的范圍內(nèi)的溫度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，太陽能收集器可以具有拋物面狀槽形收 集器。通過借助于拋物面狀鏡將太陽輻射集中到待加熱的流體在其中 流動的管子上，可以獲得相對高的溫度，特別是最高達(dá)400。C的溫度。 因此，即使在日照比南方地區(qū)要少的綿度地區(qū)，也可以實(shí)現(xiàn)將釀造方 法中所使用的流體加熱到最高達(dá)120匸的溫度，特別是最高達(dá)160。C到 180'C的溫度。對于在太陽能收集器內(nèi)間接加熱流體，優(yōu)選地可以使用傳熱油、 熔鹽或蒸氣來吸收熱能。利用這些物質(zhì)能夠獲得高效率水平(高于14 % )。本發(fā)明還涉及一種釀造方法，該釀造方法的特征在于至少一部分 釀造過程階段的熱能需求，特別是糖化、過濾和/或麥芽汁煮沸過程中 的熱能需求，至少部分地通過被太陽能收集器直接或間接地加熱到至 少120。C的溫度——特別是加熱到16(TC到180。C的范圍內(nèi)的溫度的流
體來滿足。通過使用來自太陽輻射的熱能，可以降低對常規(guī)熱能發(fā)生 器的依賴。為了使該方法比常規(guī)的能量生成的效率更高，可以將流體 加熱到該方法中所用的最高溫度是特別重要的。在這一方面，流體既可以;故直接加熱也可以;故間接加熱。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，洗瓶過程的熱能需求可以至少部分地通 過被太陽能收集器直接或間接地加熱到至少12 0 。C的溫度一 一特別是 加熱到160。C到180'C的范圍內(nèi)的溫度的流體來滿足。因此，太陽能的 有利使用并不僅僅局限于當(dāng)下的釀造過程，而是可以用于整個(gè)啤酒生 產(chǎn)中。特別地，在瓶室內(nèi)洗瓶過程中的能量需求是高的，因此使用太 陽能是有利的。優(yōu)選地，用于生產(chǎn)該釀造方法中所用的冰凍水的吸附式制冷裝置 的熱能需求可以至少部分地通過被太陽能收集器直接或間接地加熱到 至少120。C的溫度——特別是加熱到160。C到180。C的范圍內(nèi)的溫度的 流體來滿足。因此，太陽能的有利使用并不僅僅局限于當(dāng)下的釀造過 程中的熱能需求，而是還可以用于生產(chǎn)該過程中所需的水凍水，以減 少對常規(guī)能源的依賴。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該釀造設(shè)備另外包括一個(gè)高速蒸汽發(fā)生 裝置，該高速蒸汽發(fā)生裝置將熱能輸送至待被太陽能收集器加熱的流 體。這一實(shí)施方案的優(yōu)勢在于，如果來自太陽能收集器的功率，例如 由于不良天氣或者一天中的時(shí)間而導(dǎo)致的太陽輻射的降低，而不足， 可以接通一個(gè)高速蒸汽發(fā)生裝置。從而確保了即使在太陽輻射降低的 情況下也能將足夠的熱能輸送至各個(gè)熱負(fù)載。 一個(gè)高速蒸汽發(fā)生裝置 的特征在于，它能夠快速地產(chǎn)生蒸氣，特別是蒸汽，以補(bǔ)償太陽能收 集器的功率不足。該高速蒸汽發(fā)生裝置是特別有利的，因?yàn)樗梢裕?例如通過一個(gè)區(qū)域熱力站，利用再生能源來運(yùn)轉(zhuǎn)，使得上述設(shè)備變得 整體不依賴于非再生能源，特別是不依賴于化石燃料。此外，該設(shè)備可以包括一個(gè)裝置，該裝置確定太陽能收集器的功 率是否足以滿足那些經(jīng)由流體向其輸送熱能的熱負(fù)栽的能量需求，特 別是是否足以將該流體加熱到至少12(TC的溫度——特別是160'C到 180。C的溫度，并且該裝置在來自太陽能收集器的功率不足時(shí)啟動該高
速蒸汽發(fā)生裝置的接通。因此，即使太陽輻射發(fā)生變化，也可以可靠地將加熱的流體控制 到某個(gè)溫度。在本文中，優(yōu)選地，該高速蒸汽發(fā)生裝置的功率被與來自太陽能 收集器的功率有關(guān)地進(jìn)行閉環(huán)控制，也就是當(dāng)然也依賴于太陽輻射。優(yōu)選地，被太陽能收集器加熱的流體被儲存在一個(gè)蓄熱器內(nèi)，特 別是被儲存在一個(gè)高壓罐內(nèi)。高壓罐的使用使得因沸點(diǎn)的升高而能夠存儲溫度大于IO(TC的水。有利地，該高壓罐是一個(gè)分層儲存罐，在 該分層儲存罐內(nèi)用于熱水負(fù)載的熱水可以被排到上部區(qū)域內(nèi)，并且較 冷的水可以在回路中被輸送回該分層儲存罐供再次加熱。優(yōu)選地，如果該高速蒸汽發(fā)生裝置被接通，它加熱該蓄熱器內(nèi)具 體是該高壓罐內(nèi)的流體。為了確定是否要接通該高速蒸汽發(fā)生裝置， 還可以使用例如儲能罐內(nèi)的溫度，該儲能罐內(nèi)的溫度最終也取決于太 陽能收集器的功率。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，通過太陽能收集器加熱的流體的一部分 以蒸汽的形式被傳送給需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)載，其中儲存在 高壓罐內(nèi)的加熱的流體的另一部分被傳送給需要熱水的熱負(fù)載，而通 過太陽能收集器加熱的流體的再一部分被傳送給一個(gè)將制冷劑(例如 NH3和水、乙二醇、水凍水等等)供應(yīng)給制冷負(fù)載的吸收式制冷裝置。 這一構(gòu)思使得能夠通過被加熱到超過12 0 'C的流體來使用蒸汽熱負(fù)載、 熱水熱負(fù)載和同時(shí)存在的制冷負(fù)載(通過使用 一個(gè)吸收式制冷裝置)。 此整體構(gòu)思，特別是與該高速蒸汽發(fā)生裝置相結(jié)合的構(gòu)思，便利了以 簡單的方式對各個(gè)負(fù)載進(jìn)行理想的能量供應(yīng)。如果需要，對于所有部分，即對于蒸汽部分、熱水部分和制冷部 分，可以根據(jù)需要增加所輸送的熱的量。優(yōu)選地，被接通的該高速蒸汽發(fā)生器然后為需要蒸汽的熱負(fù)載產(chǎn) 生蒸汽，或者通過該高速蒸汽發(fā)生裝置產(chǎn)生被傳給該吸收式制冷裝置 的蒸汽。優(yōu)選地，在該高速蒸汽發(fā)生裝置后跟著一個(gè)蒸汽噴射壓縮器，使 得蒸汽例如可以被用于釀造室內(nèi)的熱負(fù)載上等等。通過太陽能收集器加熱并且要被傳送給需要蒸汽作為加熱媒介的
熱負(fù)載的流體，在此處被輸送給一個(gè)弛豫罐(relaxation tank)和一 個(gè)蒸汽噴射壓縮器。根據(jù)本發(fā)明， 一個(gè)高速蒸汽發(fā)生器可以被設(shè)置供接通，該高速蒸 汽發(fā)生器用于利用為蒸汽的加熱媒介、熱水和冷卻的熱負(fù)載。然而該 高速蒸汽發(fā)生裝置也可以包括幾個(gè)合適的高速蒸汽發(fā)生器。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案在附圖中進(jìn)行了圖解，并且將在下文中進(jìn)行詳細(xì)說明。以下各項(xiàng)被示出

圖1 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的釀造設(shè)備的示意圖；圖2 太陽能收集器、高壓罐和蒸汽鍋爐的組合的示意圖；圖3 根據(jù)本發(fā)明的具有和太陽熱分離的熱供應(yīng)的釀造設(shè)備的示意圖；圖4 具有一個(gè)和太陽熱結(jié)合的熱供應(yīng)的釀造設(shè)備的示意圖； 圖5 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)釀造設(shè)備的一個(gè)整體構(gòu)思的示意圖； 圖6 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)釀造設(shè)備的一個(gè)整體構(gòu)思的示意圖。圖1示出了具有一個(gè)糖化容器3、濾桶5、麥芽汁鍋7和一個(gè)水箱 9的一個(gè)釀造設(shè)備1。水箱9包括幾個(gè)蓄熱器 一個(gè)適用于至少120'C 的流體溫度——特別是從160。C到180。C的流體溫度——的高壓熱水 罐11、 一個(gè)溫水罐13、 一個(gè)冷水罐15和一個(gè)冰凍水罐17。 一個(gè)吸 附式制冷裝置19用于制造冰凍水。此外，該釀造設(shè)備1還具有一個(gè) CIP (過程清洗(Cleaning In Process))系統(tǒng)21。該系統(tǒng)用于對釀 造設(shè)備l進(jìn)行清洗和消毒。此外， 一個(gè)瓶室23被示意性地示出。在此 處設(shè)置釀造廠的裝瓶設(shè)備和洗瓶設(shè)備。最后，在圖1中示出了太陽能 收集器25。它們用于滿足釀造廠1的至少一部分熱能需求。太陽能收 集器25被設(shè)計(jì)為使得流體通過該太陽能收集器25被直接或間接地加 熱到至少120°C,特別是加熱到最高達(dá)160t:到180'C的溫度。在直接方法中，流體在太陽能收集器25內(nèi)被太陽輻射直接加熱， 而在間接方法中， 一第二流體被加熱，該第二流體通過一個(gè)換熱器(未 示出)將其能量傳遞給在釀造過程中被進(jìn)一步使用的第一流體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將拋物面狀槽形收集器用于一個(gè)釀造廠中是特別有利
的。通過這些太陽能收集器25，太陽光通過拋物面狀鏡被集中到一個(gè) 待加熱的流體在其中循環(huán)的管子上。在間接加熱的實(shí)施方案中，例如可以使用傳熱油、熔鹽或蒸汽，其中可獲得高達(dá)40ox:的溫度。利用直接方法，高壓水在液相下適于獲得至少12(TC的期望溫度，特別是 從160。C到180。C的溫度。釀造設(shè)備1還具有一個(gè)開環(huán)和閉環(huán)控制單元27，該開環(huán)和閉環(huán)控 制單元用于在開環(huán)或閉環(huán)控制下將加熱的流體傳給各個(gè)熱能負(fù)載。在 此方面，設(shè)備1被設(shè)計(jì)為使得控制單元27或者直接從太陽能收集器 25或者經(jīng)由高壓熱水罐11提取加熱的流體流。例如，利用一個(gè)選擇 閥29在該兩個(gè)流之間進(jìn)行選擇。在圖1中所示的釀造設(shè)備l中只示出了具有高熱能需求的組成部 分。諸如發(fā)酵、儲存和過濾室之類的其他組成部分在例圖中已經(jīng)被省 略?，F(xiàn)在將詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的釀造設(shè)備1的熱能供應(yīng)的運(yùn)行原 理。被太陽能收集器25直接或間接地加熱的流體經(jīng)由管子31、 33和 35流入高壓熱水罐11，該流體具有至少120'C的溫度，特別是從160 。C到18(TC的溫度。此處由太陽能收集器25產(chǎn)生的熱能可以被暫時(shí)儲 存并且根據(jù)需要提取。如果通過太陽能收集器25不能完全滿足熱能需 求，則不足的熱量可以通過常規(guī)的方法產(chǎn)生并被輸送給儲存罐。熱水儲存罐11通過管子37連接到溫水儲存罐13。因此，通過將 來自冷水供給39的冷水與高壓熱水37混合，可以產(chǎn)生通常在大約80 'C的所需的溫水。類似的，通過管子41和冷水供給39，可以使冷水 儲存罐15內(nèi)的水達(dá)到所需的通常為15。C的溫度。此外，在水箱9內(nèi)， 一般為2'C的制冷劑在水凍水儲存罐17中制得。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，根 據(jù)本發(fā)明，使用了一個(gè)吸附式制冷裝置19,該吸附式制冷裝置從高壓 熱水罐11或者直接從太陽能收集器25接收其需要的熱能。管子43、 45和47從不同的水儲存罐經(jīng)由控制單元27到達(dá)相應(yīng)的負(fù)載。根據(jù)選擇閥29的設(shè)置，加熱的流體或者直接經(jīng)由管子49被傳送 至該開環(huán)和閉環(huán)控制單元27，或者從高壓熱水罐11經(jīng)由管子51被傳 送給該開環(huán)和閉環(huán)控制單元27。該開環(huán)和閉環(huán)控制單元27然后根據(jù) 需要將儲存在高壓熱水中的熱能分配給釀造設(shè)備1的熱能負(fù)載。如果
需要，通過混合來自其他儲存罐13、 15和17的水，可以將所需量的 熱能分別輸送給使用該容積流量和/或流體溫度的釀造設(shè)備1的每一 組成部分。因此，糖化容器3經(jīng)由輸送管53被供以所需熱能，濾桶5經(jīng)由輸 送管55被供以所需熱能，麥芽汁鍋7經(jīng)由輸送管57被供以所需熱能。 類似地，CIP系統(tǒng)21經(jīng)由管子59被供以熱能。瓶室23，具體地為帶 有洗瓶設(shè)備(未示出)的瓶室，經(jīng)由管子61進(jìn)行供給。為了清楚起見， 在圖1中沒有示出必要的回流管線。當(dāng)然，諸如建筑物加熱的其他組成部分也可以根據(jù)需要從太陽能 收集器25被供以熱能。此外，可以想見的是，使用一個(gè)蒸汽發(fā)生器代 替該高壓熱水，或者除了該高壓熱水之外還使用一個(gè)蒸汽發(fā)生器，以 利用蒸汽，特別是高壓下的蒸汽，為釀造設(shè)備1的至少一部分供應(yīng)熱 能。此外，可以想見的是，除了加熱流體來供應(yīng)熱能之外，還可以使 用光伏元件來為釀造設(shè)備1提供電能。
在該情況下有利地將太陽能系統(tǒng)25安裝在釀造設(shè)備1的頂上或者 安裝在其壁上，因?yàn)檫@樣一來就不需要用于該釀造設(shè)備1的太陽能系 統(tǒng)25的額外區(qū)域。圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施方案，其中由太陽能收集器 25加熱的流體，即高壓熱水，首先被傳送到蓄熱器中，即被傳送到高 壓熱水罐ll中，其中水在一個(gè)回路中循環(huán)，使得在該罐ll中的高壓熱水可以被保持在大于ioox:的溫度，例如保持在iiox:到120x:的溫 度。高壓熱水然后可以從高壓熱水罐11被傳送給一個(gè)位于該設(shè)備內(nèi)的蒸汽鍋爐61，隨后可以將蒸汽輸送給需要蒸汽作為熱媒介的熱負(fù)載，例如釀造室。圖3示出了一個(gè)構(gòu)思，其中一個(gè)現(xiàn)有釀造設(shè)備具有一個(gè)和太陽熱 裝置分離的熱供應(yīng)。圖3示出了用于哞酒生產(chǎn)的主要裝置，這些裝置 需要在大不相同的溫度的水，例如麥芽粉碎機(jī)63,其需要來自相應(yīng)的 冷水和溫水儲存罐的冷水和溫水。此外，釀造室的主要組成部分,皮示 出為具有一個(gè)糖化容器3、濾桶5、過濾麥芽汁加熱器(lauter wort heater) 64、溫度升高器(booster) 65、麥芽汁鍋7和一個(gè)渦流 (whirlpool ) 8，它們主要需要蒸汽和/或高壓熱水作為熱媒介。作為一個(gè)制冷負(fù)載，被布置在麥芽汁冷卻器66之后的渦流需要來自冰凍水 儲存罐17的制冷劑。如圖3中所示，分離的熱供應(yīng)具有太陽能收集器 25，其中，如已經(jīng)描述的，高壓熱水被儲存在蓄熱器11內(nèi)。此處，作 為例如向該過濾麥芽汁加熱器64提供熱能的熱水儲存罐62的一個(gè)附 加的罐，該蓄熱器被設(shè)置用于由太陽能收集器25加熱的高壓熱水。被 儲存在蓄熱器11內(nèi)的高壓熱水，例如向溫度升高器65提供熱能，這 進(jìn)一步將麥芽汁加熱到IOO'C。用67示出了一個(gè)蒸發(fā)冷凝器。此外， 經(jīng)由蓄熱器11以蒸汽和/或高壓熱水的形式向糖化容器3供應(yīng)熱能。圖3也示出了常規(guī)的將熱能傳送給糖化容器3和麥芽汁鍋7的蒸 汽管80a和冷凝管80b。如圖3所示，通過太陽能收集器25的熱供應(yīng) 與常規(guī)的通過蒸汽和熱水的熱供應(yīng)分離開。與此相反，圖4示出了一個(gè)將太陽熱和熱供應(yīng)結(jié)合起來的實(shí)施例。 此處，諸如一個(gè)分層儲存罐的蓄熱器11接替常規(guī)使用的熱水儲存罐 62的作用。這意味著此處，所用的例如被輸送給過濾麥芽汁加熱器64 的熱水直接來自蓄熱器11，即來自高壓熱水罐。該高壓熱水罐11是 一個(gè)分層儲存罐，過濾麥芽汁加熱器64所需的高壓熱水取自該高壓熱 水罐11的上部區(qū)域，被輸送給該過濾麥芽汁加熱器64并且返回到分 層儲存罐11的下部區(qū)域。對于蒸發(fā)冷凝器67，較冷的水取自高壓熱 水罐11，被加熱并且被傳送回該儲存罐11的上部區(qū)域。由于可以省 略一個(gè)蓄熱罐，所以這種類型的布置顯著地簡化了釀造設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖5和圖6示出了一個(gè)釀造設(shè)備以及制冷負(fù)載76的整體構(gòu)思，其中該釀造設(shè)備具有需要蒸汽的熱負(fù)載69以及需要熱水的熱負(fù)載68。需要蒸汽的熱負(fù)載包括例如在釀造室內(nèi)的各個(gè)組成部分，諸如麥芽汁 鍋7和糖化容器3。除了釀造室之外，需要熱水作為加熱媒介的熱負(fù)栽包括例如位于 釀造室旁邊的用于洗瓶、洗桶的設(shè)備101,過濾室和CIP系統(tǒng)21，以 及一些位于釀造室內(nèi)的熱水負(fù)栽，例如糖化容器、過濾麥芽汁加熱器 等。在水箱9內(nèi)，溫水儲存罐13也需要熱水。需要例如水凍水作為制冷劑的制冷負(fù)載包括例如冰凍水罐17，麥 芽汁冷卻系統(tǒng)66,酵母、發(fā)酵和儲存室24以及過濾和加壓罐室23。在圖5和6中示出的釀造設(shè)備具有太陽能收集器25,特別是真空
管太陽能收集器，該太陽能收集器供應(yīng)溫度為至少120匸_一特別是 160匸到180'C — 一的高壓熱水。太陽能收集器25產(chǎn)生用于熱負(fù)栽69 以及熱負(fù)載68和吸收式制冷裝置19的高壓熱水，其中該熱負(fù)載69需 要蒸汽作為加熱媒介，熱負(fù)載68需要熱水，該吸收式制冷裝置19為 制冷負(fù)栽76提供水凍水。因此，所有的部分都通過太陽能收集器25 來滿足。為了供應(yīng)熱水，太陽能收集器25連接到一個(gè)高壓熱水罐11， 使得已經(jīng)通過太陽能收集器25直接或間接地加熱的高壓熱水在該太 陽能收集器和該高壓熱水罐之間循環(huán)。此處高壓熱水罐ll是一個(gè)分層 儲存罐，高壓熱水罐11中的高壓熱水所具有的溫度，例如從120'C降 低到小于120X:的溫度，如可以在圖5中看到的。于是可以將高壓熱 水經(jīng)由管子81從該高壓熱水罐的上部區(qū)域傳送到需要熱水的熱負(fù)載 68。已經(jīng)變涼的熱水經(jīng)由管子82返回到高壓熱水罐11的下部區(qū)域中。 代替蒸汽作為加熱媒介，高壓熱水也可以在回路中經(jīng)由管子98從高壓 熱水罐11直接被輸送給在釀造室內(nèi)的負(fù)載。也可以將水從熱水罐13 經(jīng)由管子99輸送給在釀造室內(nèi)的負(fù)載。為了對需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)栽69進(jìn)行供給，將高壓熱水 經(jīng)由管子83輸送給一個(gè)換熱器75，該換熱器然后將高壓水傳送給一 個(gè)弛豫罐72。在弛豫罐72內(nèi)，由太陽能收集器加熱的水以液相和汽 相存在。蒸汽經(jīng)由管子84被從該弛豫罐的上部區(qū)域提取，然后被傳送 到一個(gè)蒸汽噴射壓縮器71，隨后被傳給熱負(fù)載69。冷凝物可以例如經(jīng) 由管子88進(jìn)入一個(gè)收集容器，進(jìn)而到達(dá)高速蒸汽發(fā)生器。在弛豫罐 72的下部區(qū)域，管子85分叉，該管子通向一個(gè)三通閥78，其中經(jīng)由 該三通閥78，來自弛豫罐72的淡水或者水可以經(jīng)由換熱器75被輸送 給太陽能收集器25。為了向吸收式制冷裝置19供應(yīng)熱能，將高壓熱水從太陽能收集器 25經(jīng)由管子86輸送給吸收式制冷裝置19,該吸收式制冷裝置以已知的方式將熱轉(zhuǎn)化用于冷卻。同樣，此處通過太陽能收集器加熱的流體 或水在回路中循環(huán)并且經(jīng)由管子87返回到太陽能收集器25。冷卻的 水儲存在一個(gè)冷用儲液器內(nèi)，例如儲存在一個(gè)冷藏分層儲存罐90內(nèi)， 并且以水凍水的形式被傳送給水凍水罐17和制冷負(fù)載76。該設(shè)備還包括一個(gè)裝置77，該裝置確定來自太陽能收集器25的
功率是否足以充分地加熱流體或水，以及是否足以充分地將所需的熱 量供應(yīng)給那些通過該太陽能收集器被供應(yīng)熱能的熱負(fù)載和制冷負(fù)栽69、 68、 76。此處，可以:故結(jié)合到系統(tǒng)控制器中的該裝置77可以例如 將高壓熱水罐11內(nèi)的溫度與某個(gè)設(shè)定點(diǎn)溫度比較，于是其中當(dāng)高壓熱 水罐11內(nèi)的溫度低于某個(gè)極限溫度時(shí)， 一個(gè)信號被傳送給高速蒸汽發(fā) 生裝置70,然后該高速蒸汽發(fā)生裝置被接通。然而，替代地或者附加 地，可以測定入射在太陽能收集器25上的太陽輻射的功率，或者測定 被直接或間接地加熱的流體的溫度并且如上所述的，將該測得的溫度 與一個(gè)相應(yīng)的設(shè)定點(diǎn)溫度作比較。因此，太陽輻射的變化可以得到補(bǔ) 償，其中促進(jìn)了對各個(gè)熱負(fù)載進(jìn)行均勻和恒定的熱能供應(yīng)。因此，如 果該裝置77檢測到出現(xiàn)了一個(gè)額外的熱能需求，則高速蒸汽發(fā)生裝置 產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽例如被導(dǎo)入高壓熱水儲蓄器的下部區(qū)域，并且循環(huán) 回來，以將高壓熱水罐ll內(nèi)的溫度增加到一個(gè)適宜的程度， 一直到高 壓熱水儲蓄器11內(nèi)的溫度再次處于某個(gè)設(shè)定點(diǎn)范圍內(nèi)，這通過沒有被 示出的適宜的傳感器來確定。高速蒸汽發(fā)生裝置70并不只根據(jù)需要將熱能輸送給熱水，而是還 將額外的熱能提供給需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)載69，其中蒸汽經(jīng) 由管子87被輸送給蒸汽噴射壓縮器71，然后被輸送給熱負(fù)載69。冷 卻的冷凝物以循環(huán)的方式經(jīng)由管子88返回到高速蒸汽發(fā)生裝置70。 因此，根據(jù)需要，即在太陽輻射降低或熱耗增加的情況下，輸送所需 的缺少量的熱量。另外，如圖6所專門示出的，蒸汽形式的額外熱能可以通過高速 蒸汽發(fā)生裝置70經(jīng)由管子89被輸送給吸收式制冷裝置，并且冷凝物 能夠經(jīng)由管子90返回到高速蒸汽發(fā)生裝置70,使得有充足的熱量可 以:故轉(zhuǎn)化用以冷卻。根據(jù)來自太陽能收集器25的功率，并且與相應(yīng)的熱負(fù)載和制冷負(fù) 載69、 68、 76的消耗相關(guān)地，控制該高速蒸汽發(fā)生裝置70的功率。 在圖5和6中，只示出了一個(gè)高速蒸汽發(fā)生裝置70，該高速蒸汽發(fā)生 裝置既為熱負(fù)載69、 68又為制冷負(fù)載76提供供給。然而，也可以設(shè) 置幾個(gè)獨(dú)立受控于該裝置77的合適的高速蒸汽發(fā)生器70。根據(jù)本發(fā)明的高速蒸汽發(fā)生裝置的特征在于，它表現(xiàn)出快速的操 作準(zhǔn)備就緒，具有縮短的加熱時(shí)間。這是特別重要的，因?yàn)樵摳咚僬?汽發(fā)生裝置在這里用作一個(gè)備用的或最高負(fù)荷的蒸汽發(fā)生器。高速蒸 汽發(fā)生器的工作原理基于水管原理，其中通過的水在一次通過中被加 熱和汽化。由于水管結(jié)構(gòu)沒有一個(gè)限定的蒸汽空間，水含量相對較低。 水被快速轉(zhuǎn)變成蒸汽。因此，沒有諸如發(fā)生在例如火焰和煙管鍋爐中的停滯損耗(standstill loss)。該高速蒸汽發(fā)生器可以具有一個(gè)集 成燃燒器，該集成燃燒器又可以使用代用燃料91來運(yùn)轉(zhuǎn)。該高速蒸汽 發(fā)生器每小時(shí)可以產(chǎn)生80到2000kg的蒸汽。該高速蒸汽發(fā)生裝置70有利地通過燃燒諸如菜籽油、沼氣等等的 再生能源來運(yùn)轉(zhuǎn)。例如該高速蒸汽發(fā)生裝置還可以通過一個(gè)生物質(zhì)熱 電聯(lián)產(chǎn)站來運(yùn)轉(zhuǎn)，以保持不依賴于常規(guī)能源。由于流體或者水被加熱到超過120'C的高溫這一事實(shí)——這可以 特別地通過真空管太陽能收集器25來有利地實(shí)現(xiàn)，可以同時(shí)為不同的 熱負(fù)載69、 68、 76、 19供應(yīng)合適的熱能，并且還能夠通過一個(gè)高速蒸 汽發(fā)生裝置來慮及功率的變化。結(jié)合水作為流體描述了上述實(shí)施方案，但是這些流體不限于水。
權(quán)利要求
1. 具有至少一個(gè)糖化容器(3)、 一個(gè)濾桶(5)、 一個(gè)麥芽汁鍋(7) 和一個(gè)水箱(9)的釀造設(shè)備，其特征在于，通過太陽能收集器(25) 來滿足該釀造廠的至少一部分熱能需求，其中該太陽能收集器將流體 直接或間接地加熱到至少120。C的溫度，特別是16(TC到180'C的溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的釀造設(shè)備，其特征在于，該太陽能收集 器(25)內(nèi)產(chǎn)生的熱能可以被暫時(shí)儲存在一個(gè)蓄熱器內(nèi)，并且可以通 過一個(gè)控制單元(27)以受控的方式被輸送至各熱能負(fù)載，特別是被 輸送至糖化容器(3)、濾桶(5)、麥芽汁鍋(7)、水箱(9)、 CIP設(shè) 備(21)和/或瓶室(23),特別是用于洗瓶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的釀造設(shè)備，其特征在于，為了提供 制冷，設(shè)置一個(gè)吸附式制冷裝置(19)，該吸附式制冷裝置的熱能需求 至少部分地通過太陽能收集器(25)所產(chǎn)生的熱能來滿足。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征在于， 該流體是處于增加的壓力下的水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征在于， 該太陽能收集器(25)具有拋物面狀槽形收集器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征在于， 在于太陽能收集器(25)中間接地加熱流體的情況下，使用傳熱油、 熔鹽或蒸汽來吸收熱能。
7. 釀造方法，其特征在于，至少一部分釀造過程階段的熱能需求， 特別是在糖化、過濾和/或麥芽汁煮沸過程中的熱能需求，至少部分地 通過被太陽能收集器(25)直接或間接地加熱到至少120'C的溫度—— 特別是加熱到從160。C到180。C的范圍內(nèi)的溫度——的流體來滿足。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的釀造方法，其特征在于，洗瓶過程中的 熱能需求至少部分地通過被太陽能收集器(25)直接或間接地加熱到 至少120'C的溫度——特別是加熱到從160。C到180。C的范圍內(nèi)的溫 度一 一的流體來滿足。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的釀造方法，其特征在于， 一個(gè)吸附 式制冷裝置(19)在制造冰凍水的過程中的熱能需求至少部分地通過 被太陽能收集器(25)直接或間接地加熱到至少120。C的溫度一一特 別是加熱到從160匸到180"C的范圍內(nèi)的溫度——的流體來滿足。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征在 于，該釀造設(shè)備還具有一個(gè)高速蒸汽發(fā)生裝置(70)，該高速蒸汽發(fā)生 裝置可以根據(jù)需要被接通，并且將額外的熱能輸送給待由該太陽能收 集器(25)加熱的流體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的釀造設(shè)備，其特征在于，該釀造設(shè)備 包括一個(gè)裝置(77)，該裝置確定太陽能收集器(25)的功率是否足以 滿足那些經(jīng)由流體向其輸送熱能的熱負(fù)栽的能量需求，特別是是否足 以將流體加熱到至少12(TC的溫度——特別是160t:到18(TC的溫度， 并且該裝置在來自太陽能收集器(25)的功率不足時(shí)啟動該高速蒸汽 發(fā)生裝置(70)的接通。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該高速蒸汽發(fā)生裝置(70 )的功率可以適應(yīng)該太陽能收集器(25 ) 的功率。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10或11中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，通過該太陽能收集器(25)加熱的水或流體的至少一部分被儲 存在一個(gè)高壓罐(11)內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的釀造設(shè)備，其特征在于，該高壓罐(11 ) 是一個(gè)分層儲存罐。
15. 根據(jù)至少權(quán)利要求13所述的釀造設(shè)備，其特征在于，該高速 蒸汽發(fā)生裝置(70)加熱該高壓罐(11)內(nèi)的流體。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至15中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，通過該太陽能收集器(25)加熱的水的一部分以蒸汽的形式被 傳送給需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)載(69)，被儲存在一個(gè)蓄能罐(11)內(nèi)一一特別是被儲存在一個(gè)高壓儲存 罐(ll)內(nèi)一一的、通過該太陽能收集器加熱的流體的一部分被傳送 給需要熱水的熱負(fù)栽(68),以及通過該太陽能收集器加熱的水的 一部分被傳送給一個(gè)將制冷劑提 供給制冷負(fù)載(76)的吸收式制冷裝置(19)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10至16中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該被接通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)根據(jù)需要為需要蒸汽的熱 負(fù)載(69)產(chǎn)生蒸汽。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的釀造設(shè)備，其特征在于，在該高速蒸 汽發(fā)生裝置(70)后跟著一個(gè)蒸汽噴射壓縮器(71)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16至18中的任一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征在 于，該被接通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)根據(jù)需要將熱能傳送給該吸 收式制冷裝置(19)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16至19中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，被加熱的用于需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)栽(69)的水，在 它被傳送給該熱負(fù)載(69 )之前，被傳送給一個(gè)弛豫罐(72 )，蒸汽相 水從該弛豫罐內(nèi)被輸送給一個(gè)蒸汽噴射壓縮器(71)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該高速蒸汽發(fā)生裝置(70)可以通過一個(gè)使用再生能源的區(qū)域 熱力站來運(yùn)轉(zhuǎn)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該水箱(9)包括一個(gè)溫水儲存罐(13)、 一個(gè)冷水儲存罐(15)、 一個(gè)冰凍水儲存罐(17)和一個(gè)熱水儲存罐(11、 62),其中通過該太 陽能收集器(25)加熱的流體被儲存在一個(gè)單獨(dú)的蓄熱器內(nèi)，特別是 被儲存在一個(gè)高壓儲存罐(11)內(nèi)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該蓄熱器，特別是一個(gè)高壓儲存罐U1),用作用于被太陽能收 集器(25)加熱的流體的熱水儲存罐。
24. 根據(jù)權(quán)利要求IO至23中的至少一項(xiàng)所述的釀造設(shè)備，其特征 在于，該高速蒸汽發(fā)生裝置(70)包括幾個(gè)高速蒸汽發(fā)生器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中的至少一項(xiàng)所述的釀造方法，其特征在 于，通過一個(gè)可以被接通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)，根據(jù)需要將額外 的熱能輸送給由該太陽能收集器(25)加熱的流體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，確定太陽能收集 器(25)的功率是否足以滿足那些經(jīng)由流體向其輸送熱能的熱負(fù)載的 能量需求，特別是是否足以將流體加熱到至少120t:的溫度一一特別 是160。C到18(TC的溫度，其中當(dāng)來自太陽能收集器(25)的功率不足 時(shí)接通該高速蒸汽發(fā)生裝置(70)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 通過該太陽能收集器(25)加熱的流體的至少一部分被儲存在一個(gè)蓄 熱罐內(nèi)，特別是被儲存在一個(gè)高壓罐(11)內(nèi)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25至27中的至少一項(xiàng)所述的釀造方法，其特征 在于，通過該太陽能收集器(25)加熱的流體的一部分以蒸汽的形式 被傳送給需要蒸汽作為加熱媒介的熱負(fù)栽(69)，被儲存在一個(gè)蓄熱罐內(nèi)一一特別是被儲存在一個(gè)高壓罐(11) 內(nèi)一一的、通過該太陽能收集器加熱的流體的一部分被傳送給需要熱 水的熱負(fù)載(68)，以及通過該太陽能收集器(25)加熱的流體的一部分被傳送給一個(gè)將 制冷劑供應(yīng)給制冷負(fù)載(76)的吸收式制冷裝置(19)。
29. 根據(jù)至少權(quán)利要求28所述的釀造方法，其特征在于，該被接 通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)為需要蒸汽的熱負(fù)栽(69)供應(yīng)蒸汽。
30. 根據(jù)至少權(quán)利要求28所述的釀造方法，其特征在于，該被接 通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)為該吸收式制冷裝置(17)供應(yīng)熱能。
31. 根據(jù)至少權(quán)利要求28所述的釀造方法，其特征在于，該被接 通的高速蒸汽發(fā)生裝置(70)加熱該高壓罐(11)內(nèi)的水。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)糖化容器、一個(gè)濾桶、一個(gè)麥芽汁鍋和一個(gè)水箱的釀造設(shè)備。該釀造設(shè)備的特征在于，該釀造廠的至少一部分熱能需求通過太陽能收集器來滿足，其中該太陽能收集器直接或間接地加熱流體。本發(fā)明還涉及一種釀造方法，其中至少一部分釀造過程階段的熱能需求至少部分地通過被太陽能收集器直接或間接地加熱的流體來滿足。
文檔編號C12C13/00GK101146906SQ200680009503
公開日2008年3月19日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者K·K·沃斯穆特, K·斯蒂普勒 申請人:克羅內(nèi)斯股份公司