附加加熱器111的情況下，所述潛儲(chǔ)熱裝置中的流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)。所述充填栗不在運(yùn)行，和由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止了所述導(dǎo)熱油流過(guò)。所述排放栗在運(yùn)行中和將所述熱的導(dǎo)熱油從所述潛儲(chǔ)熱裝置排出。所述導(dǎo)熱油還可以通過(guò)所述熱電附加加熱器額外地加熱。這可以通過(guò)所述外部鍋爐根據(jù)所述整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)定加熱功率可變地調(diào)整。另外，所述排放栗115將所述冷卻下來(lái)的導(dǎo)熱油從底部傳導(dǎo)回到所述潛儲(chǔ)熱裝置105。
[0041]為了避免在使用或沒(méi)有附加加熱器的情況下由純的充填切換到排放時(shí)所述外部鍋爐中的溫度峰值，以優(yōu)選滑動(dòng)的方式進(jìn)行栗切換。這意味著所述排放栗另外緩慢地打開(kāi)，同時(shí)所述充填栗依然在工作，由于在所述熱電附加加熱系統(tǒng)111中存在短時(shí)流動(dòng)停止，所述電附加加熱器111停止，和隨后，所述充填栗關(guān)機(jī)。這使得所述流動(dòng)方向變化和所述電附加加熱器111的加熱元件可以重新激活。與使用或沒(méi)有附加加熱器的條件下排放相比，使用純的充填時(shí)的流動(dòng)逆轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)源自所述潛儲(chǔ)熱裝置內(nèi)部的所述熱-虹吸效應(yīng)，這允許更高的充填程度。
[0042]另一方面，在所述排放操作中充填程度是無(wú)關(guān)的，因?yàn)閮H僅發(fā)生電附加加熱和補(bǔ)償了由于所述潛儲(chǔ)熱裝置降低的容量導(dǎo)致的所述導(dǎo)熱油溫度下降提高，更確切地說(shuō)損失的能量被補(bǔ)充饋入。
[0043]這樣，通過(guò)使用本發(fā)明用于加熱麥芽漿或麥芽汁的裝置，必需的電連接負(fù)載值(Anschlusswert)可以減少大約60%同時(shí)性能數(shù)據(jù)保持相同；由此，不僅可用性成本(例如網(wǎng)絡(luò)可用性US$6, 000.00/lkff以上)可以大大降低，而且可以達(dá)到更小功率的連接負(fù)載值，其也可以通過(guò)可替代的能量更容易地實(shí)現(xiàn)。
[0044]下面是根據(jù)本發(fā)明用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，基于用于啤酒生產(chǎn)的釀造實(shí)例為基礎(chǔ)。
[0045]用于釀造的能量源自所述釀造介質(zhì)的體積、溫差和該工藝的時(shí)間圖。例如，此能量(熱量)對(duì)于與外部鍋爐相連的1hl湯煮(decoct1n brew)可以總計(jì)161kWh。為了保持所述必需的時(shí)間框架，88kW的能量連接負(fù)載值必須可用于所述加熱。當(dāng)使用液化氣燃燒器時(shí)，此值可容易地達(dá)到且對(duì)于僅僅12.5kg的液化氣的量也是沒(méi)問(wèn)題的。
[0046]然而，一方面鑒于成本和另一方面鑒于可行性，可能難以或者甚至不可能以電能形式提供此88kW的連接負(fù)載值。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的此裝置，包含帶有相變材料的所述潛儲(chǔ)熱裝置，使得能夠儲(chǔ)存高的溫度范圍一例如130°C -150°C的熱。當(dāng)如此進(jìn)行時(shí)，可以同樣通過(guò)使用電充填裝置(熱電加熱器)以比較低的連接負(fù)載值達(dá)到所述潛儲(chǔ)熱裝置的完全充填。此外，當(dāng)排放所述潛儲(chǔ)熱裝置時(shí)，此熱電加熱可用于提供額外加熱，即:作為傳熱介質(zhì)的所述導(dǎo)熱油的溫度可以進(jìn)一步增加。
[0048]所述潛儲(chǔ)熱裝置的尺寸取決于所述熱電充填功率必須與所述外部煮沸系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。
[0049]將以下面的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)給出一個(gè)實(shí)例:
[0050]釀造廠容量:1hl麥芽汁(Ausschlagwuerze)；
[0051 ] 使用的釀造方法:增加注入；
[0052]糖化溫度:52°C ;
[0053]所述潛儲(chǔ)熱裝置的儲(chǔ)存容量:80.62kffh ;
[0054]熱電導(dǎo)熱油加熱器:30kW。
[0055]對(duì)于52°C到78°C所述糖化工作，要求大致35.19kffh的熱量。此熱量可以由所述潛儲(chǔ)熱裝置排放無(wú)需任何額外加熱。在所述糖化工作之后，所述潛儲(chǔ)熱裝置中依然剩余35.19kWh的熱量。在第一過(guò)濾工藝過(guò)程中(頭道麥芽汁)，所述熱電加熱器使所述潛儲(chǔ)熱裝置重新充填。可用于此的時(shí)間總計(jì)大致45分鐘。在此段時(shí)間內(nèi)，所述潛儲(chǔ)熱裝置再次經(jīng)由所述熱電加熱器供應(yīng)22.5kffh的熱量，使得在此部分充填結(jié)束后所述潛儲(chǔ)熱裝置具有大致57.69kffh的能量。
[0056]在第二過(guò)濾過(guò)程開(kāi)始時(shí)(二道麥芽汁)，已經(jīng)在所述釀造槽中的麥芽汁必須加熱至沸騰溫度。這必須在相應(yīng)于所述第二過(guò)濾過(guò)程的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間段內(nèi)完成。所述加熱在72°C開(kāi)始和在98°C結(jié)束。同時(shí)，越來(lái)越大量的較冷的過(guò)濾麥芽汁隨后由所述二道麥芽汁加入到該槽中。對(duì)于此過(guò)程要求大致65.5kWh的熱。所述熱通過(guò)排放所述潛儲(chǔ)熱裝置得到，另一方面也額外來(lái)自所述熱電加熱器。此過(guò)程花費(fèi)大致60分鐘，所述熱電加熱器的充填容量總計(jì)30kWh。
[0057]當(dāng)在所述潛儲(chǔ)熱裝置中由來(lái)自所述排放和充填的所述前過(guò)程的剩余熱量開(kāi)始時(shí)，在此過(guò)程結(jié)束之后在所述潛儲(chǔ)熱裝置中由所述熱平衡剩余大致22.19kffh的熱量。
[0058]所述最后的過(guò)程是麥芽汁沸騰，為此要求大致36.40kWh。由于使用所述熱電附加加熱器和來(lái)自所述潛儲(chǔ)熱裝置中所述前過(guò)程的剩余能量，在所述麥芽汁煮沸終止之后所述潛儲(chǔ)熱裝置中依然剩余大致15.79kffh的熱量。
[0059]在所述釀造過(guò)程結(jié)束后，所述潛儲(chǔ)熱裝置可以在兩小時(shí)內(nèi)通過(guò)所述熱電加熱器(30kW功率)重新充填至100%。沒(méi)有發(fā)生同時(shí)排放。這樣，代替具有88kW功率的電加熱器，通過(guò)使用僅具有30kW功率的電加熱可以達(dá)到相同功率值。所述可用的整體熱量大致相等，通過(guò)所述儲(chǔ)存系統(tǒng)僅僅滿足所述峰值性能。
[0060]特別地，在偏遠(yuǎn)地區(qū)，電能的可用性一般也是有問(wèn)題的。在該種情況下，所述熱電加熱系統(tǒng)可以用替代的系統(tǒng)如熱太陽(yáng)能系統(tǒng)或者具有內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電站組代替。有利地，不僅可以使用得到的電能，而且可以使用用于加熱所述循環(huán)中的導(dǎo)熱油的內(nèi)燃機(jī)廢熱。
[0061]圖4顯示了如圖1-3所示的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置的替代裝置。與上面呈現(xiàn)的裝置的差別在于裝有變向栗119，能夠在所述第一和第二流動(dòng)方向上栗送作為傳熱介質(zhì)的所述導(dǎo)熱油。相應(yīng)地，根據(jù)此變型方案，也可以取消所述旁路管線107b。
[0062]雖然本發(fā)明已參考當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)指出的是本發(fā)明的范圍僅通過(guò)所附的權(quán)利要求書確定。在所述權(quán)利要求書的范圍內(nèi)有利的變化在任何時(shí)候都是可以的。
[0063]特別地，可以使用基于熱-太陽(yáng)能或具有內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電站組的加熱代替電加熱。在此情況下，來(lái)自所述發(fā)電站組的廢氣序列的排放熱可以用于在所述儲(chǔ)熱裝置中經(jīng)由所述導(dǎo)熱油循環(huán)加熱所述相變材料。此變型方案對(duì)于其中電能并非始終可用的偏遠(yuǎn)地區(qū)是特別令人感興趣的。
[0064]可以提供一個(gè)單獨(dú)的變向栗代替以所示的方式設(shè)置圖1-3中的充填和排放栗，和通過(guò)閥門或等效的方式可以引起穿過(guò)所述放熱室103或所述旁路管線107b的流動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其包括: 傳熱介質(zhì)循環(huán)(107)，其中傳熱介質(zhì)在第一流動(dòng)方向上經(jīng)由用于儲(chǔ)存/放出熱的儲(chǔ)熱裝置，用于加熱所述傳熱介質(zhì)的加熱介質(zhì)(111)，和放熱室(103)輸送，在放熱室中所述熱由所述傳熱介質(zhì)傳遞至在管線(101)中流動(dòng)的所述可發(fā)酵原料， 其特征在于: 所述儲(chǔ)熱裝置作為潛儲(chǔ)熱裝置(105)形成，其中在所述潛儲(chǔ)熱裝置中發(fā)生由所述傳熱介質(zhì)向相變材料的熱傳遞，或反之亦然。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中所述傳熱介質(zhì)的流動(dòng)方向在所述傳熱介質(zhì)循環(huán)(107)中逆轉(zhuǎn)為第二流動(dòng)方向用于充填所述儲(chǔ)熱裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中所述傳熱介質(zhì)循環(huán)(107)裝有旁路管線(107b)，其分流所述放熱室(103)且通過(guò)它在所述儲(chǔ)熱裝置(105)的充填過(guò)程中輸送所述傳熱介質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中所述傳熱介質(zhì)的輸送經(jīng)由栗(115、117)進(jìn)行，其在非激活狀態(tài)下阻止了所述傳熱介質(zhì)的通過(guò)量。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中所述傳熱介質(zhì)在所述第一流動(dòng)方向上的輸送經(jīng)由裝在分流所述放熱室(103)的旁路管線(107b)外側(cè)的栗(115)進(jìn)行，而所述傳熱介質(zhì)在第二流動(dòng)方向上的輸送通過(guò)裝在分流所述放熱室(103)的所述旁路管線(107b)中的栗(117)進(jìn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中使用石蠟或鹽作為相變材料，其冷凝溫度優(yōu)選為130°C -150°C和其重結(jié)晶溫度優(yōu)選為1300C -120°c。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置，其中所述加熱介質(zhì)構(gòu)造為電加熱器(111)和/或所述傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。8.用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的方法，其包括如下步驟: -將所述可發(fā)酵原料輸送通過(guò)穿過(guò)放熱室(103)的管線(101)， -傳熱介質(zhì)在第一流動(dòng)方向上在循環(huán)(107)中經(jīng)由用于儲(chǔ)存/放出熱的潛儲(chǔ)熱裝置(105)，用于加熱所述傳熱介質(zhì)的加熱介質(zhì)(111)，和所述放熱室(103)輸送，在潛儲(chǔ)熱裝置(105)中在所述潛儲(chǔ)熱裝置中熱由所述傳熱介質(zhì)輸送到相變材料或反之亦然，在放熱室(103)中所述熱由所述傳熱介質(zhì)傳遞至在管線(101)中流動(dòng)的所述可發(fā)酵原料。9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的方法，其中所述儲(chǔ)熱裝置(105)在其部分或完全排放之后通過(guò)將所述傳熱介質(zhì)的流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)為第二流動(dòng)方向重新充填。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于加熱用于飲料生產(chǎn)的可發(fā)酵原料的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明，傳熱介質(zhì)在傳熱介質(zhì)循環(huán)(107)中在第一流動(dòng)方向上經(jīng)由用于儲(chǔ)存/放出熱的儲(chǔ)熱裝置(105)，用于加熱所述傳熱介質(zhì)的加熱介質(zhì)(111)，和放熱室(103)輸送，在放熱室(103)中所述熱由所述傳熱介質(zhì)傳遞至在管線(101)中流動(dòng)的所述可發(fā)酵原料。
【IPC分類】F28D20/02, F28D15/00, C12C7/04, C12C7/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105229135
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480020242
【發(fā)明人】艾伯特·韋勒迪特斯
【申請(qǐng)人】歐薩姆股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年4月2日
【公告號(hào)】CA2907858A1, DE102013205844A1, DE102013205844B4, EP2981602A2, US20160083678, WO2014161870A2, WO2014161870A3