溫度支路,
[0060] 其中,在所述第一冷卻階段使所述冷卻介質(zhì)經(jīng)由第一切換裝置和第一返回線路返 回至所述第一溫度支路,在所述第二冷卻階段使所述冷卻介質(zhì)經(jīng)由所述第一切換裝置和第 二返回線路返回至所述第二溫度支路。
[0061] 如上面已經(jīng)說明的,可以將第一切換裝置直接地安裝在熱交換器的出口處。作為 選擇,還可以將第一切換裝置安裝在制冷設(shè)備的區(qū)域中。在利用制冷劑直接冷卻的情況下, 還可以經(jīng)由分離器、經(jīng)由對應(yīng)的返回線路將冷卻介質(zhì)供給至對應(yīng)的溫度支路的對應(yīng)的壓縮 機。然而,在使用作為冷卻介質(zhì)的副冷卻劑的間接冷卻的情況下,可以經(jīng)由對應(yīng)的返回線路 將冷卻介質(zhì)供給至對應(yīng)的蒸發(fā)器,冷卻介質(zhì)經(jīng)由該蒸發(fā)器與對應(yīng)的溫度支路中的制冷劑進 行熱交換。為此,可以控制待被蒸發(fā)的制冷劑至第一溫度支路的蒸發(fā)器的供給,或者可以控 制待被蒸發(fā)的制冷劑至第二溫度支路的蒸發(fā)器的供給,使得將從第一返回線路或第二返回 線路向?qū)?yīng)的蒸發(fā)器供給的副冷卻劑降至對應(yīng)的第一溫度或第二溫度。
[0062] 根據(jù)進一步的發(fā)展,冷卻介質(zhì)可以包括制冷劑,特別地,所述冷卻介質(zhì)包括氨,其 中,具有所述第一溫度和所述第二溫度的所述冷卻介質(zhì)均僅通過一條供應(yīng)線路供給,所述 方法還包括從下方將所述冷卻介質(zhì)注入所述熱交換器。如上所述,當(dāng)將制冷劑用作冷卻介 質(zhì)時,可以省略第二供應(yīng)線路,因而降低了投資成本。另外,將待被蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)從底部 注入熱交換器、特別是注入冷卻袋,確保了冷卻介質(zhì)的完全蒸發(fā),從而可以避免冷卻介質(zhì)隨 后在返回線路中蒸發(fā)。
[0063] 在進一步的發(fā)展中,在所述冷卻介質(zhì)通過所述熱交換器之后,所述冷卻介質(zhì)可以 以氣態(tài)聚集狀態(tài)存在。如果除了制冷劑以外,冷卻介質(zhì)還包括潤滑劑(特別是油),則可以 控制冷卻介質(zhì)至熱交換器的注入,使得當(dāng)離開熱交換器時,制冷劑的過熱蒸氣夾帶液滴形 式的潤滑劑,從而可以保證壓縮機的充分潤滑。
[0064] 根據(jù)可選的進一步的發(fā)展,冷卻介質(zhì)可以包括副冷卻劑,特別地,所述冷卻介質(zhì)包 括乙二醇,其中,所述冷卻介質(zhì)通過第一供應(yīng)線路和第二切換裝置從所述第一溫度支路供 給至所述熱交換器,所述冷卻介質(zhì)通過第二供應(yīng)線路和所述第二切換裝置從所述第二溫 度支路供給至所述熱交換器。
[0065] 這里,在進一步的發(fā)展中,可以將第二切換裝置直接地安裝在熱交換器的入口處, 以使共用于兩個溫度的管路的長度盡可能地短。由此,特別地,可以通過改變第一切換裝置 和第二切換裝置的位置來實現(xiàn)從一個階段至另一階段的快速切換。作為選擇,還可以將第 二切換裝置安裝在制冷設(shè)備的區(qū)域中。因而,在間接冷卻中,第一返回線路和第二返回線路 經(jīng)由第一溫度支路或第二溫度支路的一個蒸發(fā)器且經(jīng)由第一供應(yīng)線路或第二供應(yīng)線路連 接第一切換裝置和第二切換裝置。這里,產(chǎn)生的平行線路系統(tǒng)用于將溫度從第一溫度支路 或第二溫度支路傳遞至副冷卻劑回路并且最終傳遞至熱交換器。
[0066] 根據(jù)另一進一步的發(fā)展,根據(jù)本實用新型的方法還可以包括根據(jù)所述發(fā)酵和/或 儲藏罐的溫度開環(huán)或閉環(huán)控制所述冷卻介質(zhì)從所述制冷設(shè)備至所述熱交換器的供給,其 中,所述發(fā)酵和/或儲藏罐的所述溫度借助于至少一個溫度探頭來確定。這里,還可以應(yīng)用 上述控制的與冷卻裝置相關(guān)的變型和實施方式。特別地,借助于本領(lǐng)域中已知的至少一個 溫度探頭,可以在至少一個點處確定發(fā)酵和/或儲藏罐的溫度或者包含在發(fā)酵和/或儲藏 罐中的產(chǎn)品(即,待被發(fā)酵的食品)的溫度。此外,在直接冷卻中可以控制注入熱交換器的 制冷劑量,使得可以避免制冷劑隨后在返回線路中的蒸發(fā)。
[0067] 根據(jù)另一進一步的發(fā)展,所述第一冷卻階段為待被生產(chǎn)的啤酒的發(fā)酵階段,所述 第二冷卻階段為降溫階段,在所述降溫階段,所述待被生產(chǎn)的啤酒在預(yù)定時間段內(nèi)從起始 溫度降至目標(biāo)溫度,其中,所述熱交換器的冷卻面包括適于所述第二冷卻階段的表面積。如 上所述,可以根據(jù)熱交換器的熱傳遞系數(shù),通過起始溫度、目標(biāo)溫度和操作者所期望的降溫 時間段這些規(guī)格來計算最小冷卻面,以保證期望的制冷能力。同樣地,可以在發(fā)酵階段提高 冷卻介質(zhì)的較高的第一溫度,使得如此計算出的冷卻面恰好保證了期望的制冷能力,以在 發(fā)酵階段使發(fā)酵和/或儲藏罐中的待生產(chǎn)的啤酒的溫度保持恒定。
[0068] 然而,如果例如具有預(yù)定的期望制冷能力的發(fā)酵階段之后跟隨有另一階段(例 如,具有不同的期望制冷能力的降溫階段),上述創(chuàng)新的裝置和方法不限于啤酒生產(chǎn),而是 通常可以用于發(fā)酵液體食品的生產(chǎn)。特別地,所述裝置和方法還可以用于葡萄酒(wine)、蘋 果酒(cider)和其它發(fā)酵果汁的生產(chǎn)。
[0069] 代替使用具有第二溫度的冷卻介質(zhì)將起始溫度降至目標(biāo)溫度的單段式降溫階段, 作為選擇,還可以將降溫階段分成幾個子階段。例如,在第一降溫階段中,能夠使用具有低 于中間溫度但高于目標(biāo)溫度的溫度(特別地,具有在發(fā)酵階段所使用的第一溫度)的冷卻 介質(zhì)將產(chǎn)品從起始溫度冷卻至該中間溫度。因而,在第一降溫階段,可以在主發(fā)酵(main fermentation)完成時,將具有第一溫度的冷卻介質(zhì)從第一溫度支路供給至熱交換器,以將 產(chǎn)品降溫至中間溫度。在第二降溫階段,可以借助于具有第二溫度的冷卻介質(zhì),將產(chǎn)品(例 如,待被生產(chǎn)的啤酒)從中間溫度最終降溫至目標(biāo)溫度。這里,選擇性地略微延長冷卻時 間,然而,另一方面,可以在制冷設(shè)備的區(qū)域中節(jié)約額外的電能。
[0070] 此外,本實用新型還包括將上述裝置和上述方法概括成如下:具有最優(yōu)化的壓縮 機的三個或更多個溫度支路,并且將具有三個或幾個溫度的冷卻介質(zhì)從三個或幾個溫度支 路供給至熱交換器。相應(yīng)地,根據(jù)本實用新型可以實現(xiàn)非常多的組合的冷卻階段。
[0071] 以下,將參照附圖更詳細地示出本實用新型的其它特征和示例性實施方式以及優(yōu) 點。應(yīng)當(dāng)理解的是,實施方式并未窮盡本實用新型的領(lǐng)域。還應(yīng)當(dāng)理解的是,下述的一些特 征或所有特征可以以不同的方式彼此組合。
[0072] 優(yōu)選地,所述第一切換裝置和/或所述第二切換裝置包括三通換向閥。
【附圖說明】
[0073] 圖1示出在直接冷卻的情況下根據(jù)本實用新型的用于冷卻發(fā)酵和/或儲藏罐的冷 卻裝置的示例的示意圖。
[0074] 圖2示出在間接冷卻的情況下根據(jù)本實用新型的發(fā)酵和/或儲藏罐的冷卻裝置的 示例的示意圖。
【具體實施方式】
[0075] 如上面已經(jīng)說明的,啤酒生產(chǎn)過程通常分為兩個階段。在第一階段(發(fā)酵階段) 中,根據(jù)操作者的生產(chǎn)方法在例如最高+20°C下對生啤(green beer)進行發(fā)酵。在該發(fā)酵 過程,由糖形成酒精、CO2和熱。必須在發(fā)酵期(根據(jù)發(fā)酵方法大約為三至十二天)移除所 述熱,使得可以維持例如+20 °C的發(fā)酵溫度恒定。
[0076] 這通過根據(jù)本實用新型的用于冷卻發(fā)酵和/或儲藏罐的裝置實現(xiàn),該裝置例如利 用制冷設(shè)備的+5°C的溫度支路經(jīng)由較高的第一冷卻介質(zhì)溫度冷卻發(fā)酵和/或儲藏罐。當(dāng)?shù)?一發(fā)酵階段完成時,進行第二階段、即降溫階段。
[0077] 由于歸因于操作者的技術(shù)規(guī)格(例如,IK每小時)而一般必須在限定期間內(nèi)使罐 從發(fā)酵溫度(例如,+20°C)降至例如_2°C,所以在根據(jù)本實用新型的裝置中,較冷的第二 冷卻介質(zhì)溫度和制冷設(shè)備的第二溫度支路(例如,-4. 5°C)用于降溫。為此,在轉(zhuǎn)換至第二 階段期間,特別地經(jīng)由三通換向閥來執(zhí)行切換至-4. 5°C回路。
[0078] 如果對于降溫沒有時間限制,和/或降溫時間段足夠長,則也能夠?qū)⒔禍仉A段分 成兩個階段:
[0079] 階段1,在第一冷卻介質(zhì)溫度(例如,+5°C )下降溫,使發(fā)酵和/或儲藏罐與冷卻 介質(zhì)之間的溫度差例如為5K。
[0080] 階段2,在第二冷卻介質(zhì)溫度(例如,-4. 5°C )下降溫,直到達到期望的溫度、即儲 藏溫度(例如,_2°C)為止。
[0081] 這里,可以選擇性地略微延長冷卻時間,然而,另一方面,可以在制冷設(shè)備的區(qū)域 中節(jié)約額外的電能。
[0082] 以下,將說明本實用新型的兩個示例性實施方式:
[0083] 在圖1中,示出了在借助于制冷劑(例如,氨)直接冷卻的情況下,根據(jù)本 實用新型的用于冷卻發(fā)酵和/或儲藏罐的裝置的示例的示意圖。在圓筒-錐形的 (cylindro-conical)發(fā)酵和/或儲藏罐10的外側(cè),作為熱交換器的例如幾個冷卻袋安裝在 錐體區(qū)域(冷卻袋30)和主體區(qū)域(冷卻袋35)兩者中。制冷劑從制冷設(shè)備20經(jīng)由一條 單獨的供應(yīng)線路50和控制閥70供給至對應(yīng)的冷卻袋。這里,借助于例如膨脹閥的形式的 控制閥70來控制注入冷卻袋的制冷劑的量。為了更清楚地圖示,將此處示出的管線僅圖示 為簡圖。特別地,膨脹閥70可以直接地位于對應(yīng)的冷卻袋30和35的入口處。
[0084] 同樣地,大部分蒸氣制冷劑從冷卻袋30和35的出口經(jīng)由返回線路供給至第一三 通換向閥40。根據(jù)三通換向閥40的位置,經(jīng)由制冷設(shè)備20的第一返回線路41或第二返回 線路42來供給蒸氣制冷劑。未圖示制冷設(shè)備的分別具有第一壓縮機和第二壓縮機的上述 第一溫度支路和第二溫度支路。
[0085] 在圖示的冷卻裝置的操作中,例如在發(fā)酵階段,可以如此調(diào)節(jié)三通換向閥40 :使 得制冷設(shè)備20、供應(yīng)線路50、熱交換器30和35以及返回線路41形成具有第一溫度(例 如,+5°C)的冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)回路。當(dāng)改變至第二階段、即降溫階段時,調(diào)節(jié)三通換向 閥40 :使得制冷設(shè)備20現(xiàn)在與供應(yīng)線路50、冷卻袋30和35以及第二返回線路42形成具 有較低的第二溫度(例如,-4. 5°C)的冷卻介質(zhì)的第二冷卻介質(zhì)回路。因而,可以利用返回 線路中的適當(dāng)?shù)膶?yīng)壓力和制冷設(shè)備的被調(diào)節(jié)成所要求的壓力比的對應(yīng)壓縮機,根據(jù)制冷 能力需求來靈活地操作圖示的冷卻裝置。這里,與僅具有一個壓縮機且采用固定溫度的冷 卻介質(zhì)的傳統(tǒng)制冷設(shè)備相比,例如,對于降溫階段,結(jié)果節(jié)約了大約10% -20%的能量(參 見下文)。
[0086] 在圖2中,示出了在借助于副冷卻劑(例如,乙二醇)間接冷卻的情況下,根據(jù)本 實用新型的用于冷卻發(fā)酵和/或儲藏罐的裝置的示例的示意圖。這里,相同的符號和附圖 標(biāo)記表示與圖1對應(yīng)的部件,并且這里將不對其進行重復(fù)說明。與圖1的直接冷卻相反的, 現(xiàn)在圖示的冷卻裝置額外地包括第二三通換向閥60以及代替一條單獨的供應(yīng)線路的第一 供應(yīng)線路61和第二供應(yīng)線路62。
[0087] 未圖示出制冷設(shè)備的用于第一溫度冷卻介質(zhì)或第二