CN105385522A - 在饮料制备设备中用于热消耗部件的热储存的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在饮料制备设备中用于热消耗部件的热储存的装置和方法，该装置具有含储存介质的热储存器和多个热消耗部件，这些热消耗部件与用于供给和/或提取热能的热储存器相连。热储存器中的储存介质储存在分别具有不同温度区域的多个层中，其中在热储存器中具有至少三个不连续的层并且该热储存形成为，根据需要至少三个不连续的层中的每一个都在各个温度区域中与加载装置关联连接以便与温度相关地通入层中，从而上层能够有目的地加载来自发热器的储存介质，中间层能够有目的地加载来自至少第一热消耗部件的热交换器的至少一个回的储存介质并且下层能够有目的地加载来自至少第二热消耗部件的热交换的至少一个回流的储存介质。

Description

在饮料制备设备中用于热消耗部件的热储存的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在饮料制备设备中热储存的装置。该装置包括具有储存介质的热储存器。该装置还配置有多个热消耗部件，这些热消耗部件与用于供给和/或提取热能的热储存器(5)相连。储存介质在热储存器中储存在多个层中并且因此分别以不同的温度区域储存在热储存器中。
本发明还涉及一种用于在饮料制备过程中热储存的方法。
背景技术
热能在酿造设备或饮料制备设备中是非常重要的成本因素。所有的目标都是针对制定具有尽可能低的初级能源耗费的酿造过程或饮料制备过程。特别在麦芽汁制备领域中对于热量回收的可能性在此已经非常成熟，然而通常都是基于以不同热度的酿造水或热储存水(储存介质)的形式对热量的中间储存，该酿造水或热储存水特别在麦芽汁冷却过程中获得。在此由于方法的原因总是产生热的酿造水形式的过多的热量过剩，对于这些热量过剩来说很难有意义地应用在酿造过程或饮料制备过程中。此外，回收的以加热的酿造水形式的热量出于卫生原因不能够任意久地储存，这特别在具有较短的酿造周期和较长的酿造间隔的酿造设备中不利于能量平衡。
WolfgangKunze的专业书籍“TechnologieBrauerund”，出版在VLB-VerlagBerlin(第10版，2011出版)在第363页公开了一种具有热储存罐的煮沸系统。其中在热储存罐中的温度在78℃和98℃之间。
德国公开文献DE102011055146A1公开了一种酿造设备和一种用于在酿造设备中加热酿造水和工业用水的方法。该酿造设备包括至少一个麦芽浆釜，以及至少一个设置在该麦芽浆釜之后的过程容器和麦芽汁罐。这些部件也设有酿造水输送管和工业用水输送管，从而将酿造水冷容器与麦芽浆釜或预麦芽浆器连接。还设有热传递流体循环，其具有多个热交换器。该酿造水输送管和工业用水输送管在此经过相应的热交换器引导、加热并且输送至麦芽浆釜或预麦芽浆器。
由德国公开文献DE2011055147公开了一种用于将热能输送至在食品技术的过程设备中待加工的处理剂的方法，以及一种热供应系统。其中公开了一种缓冲储存器，该缓冲储存器提供不同的温度水平。为了能够确保尽可能少的混合，对待实现的温度水平进行测量并且在不同的高度上输入或输出。
由国际专利申请WO2011/076410A1公开了一种用于回收能量的装置和方法。在此将热的介质，特别是热的麦芽汁或热的麦芽浆回收能量用于具有热量载体的第一热交换装置的酿造设备。热交换装置特别设置在用于麦芽汁或麦芽浆的加热、煮沸或热保持的装置之后并且形成为，通过优选麦芽汁或麦芽浆的冷却能够加热热载体。酿造设备的至少一个热消耗部件能够通过该热载体加热。在热消耗部件的加热过程中冷却的热载体又能够输送至第一热交换装置的循环。其中还公开了一种热储存罐，该热储存罐具有层加载喷枪(Schichtladelanze)，通过该层加载喷枪同样实现了准确的温度水平下的储存。
由国际专利申请WO2009/062597公开了一种酿造方法和一种酿造设备。储存在热储存器中的能量传递至热消耗部件。根据回流温度决定，是否将储存介质直接回收至热储存器中，或者是否输送至具有较低温度水平的另一个热消耗部件。该另一个热消耗部件因此能够从储存介质获取剩余能量。然而这里的缺陷在于，为加热所设置的热消耗部件需要的热流以及热量不足够高或者不可用，因此不能确保可接受的加热速度。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于饮料制备中的热消耗部件的热储存的装置，该装置为热消耗部件提供整体的能量-热量-管理并且其中储存介质的初馏温度和回流温度对于运行中的或接下来的饮料制备过程进行优化。
通过一种用于在饮料制备设备中的热储存的装置实现了该目的，该装置包括技术方案1的特征。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于饮料制备过程中的热消耗部件的热储存的方法，该方法为热消耗部件提供整体的能量和热量管理并且其中储存介质的初馏温度和回流温度相对于运行中的或接下来的饮料制备过程进行优化。
通过一种用于饮料制备过程中的热储存的方法实现了该目的，该方法包括技术方案10的特征。
用于饮料制备设备，特别是酿造设备中的热储存的装置的特征在于，具有热储存介质，优选水的热储存器与多个热消耗部件相连。多个热消耗部件为了供给和/或提取热能而与热储存器相连。储存介质本身在热储存器中储存在分别具有不同温度区域的多个层中。例如在热储存器中的主导温度可以为70至150℃。在热储存器中形成至少三个不连续的(diskret)层。在此该热储存器本身形成为，根据需要使得至少三个不连续的层中的每一个都在相应温度区域中与加载装置相连以便温度相关地通入层中。由此上层能够有目的地加载来自发热器的储存介质，中间层能够有目的地加载来自至少第一热消耗部件的热交换器的至少一个回流的储存介质并且下层能够有目的地加载来自至少第二热消耗部件的热交换器的至少一个回流的储存介质。
加载装置包括至少一个终止在热储存器的相应层中的喷枪。该喷枪可以形成为至少一个层加载喷枪或形成为至少一个水平的喷枪，由此将储存介质通入热储存器的层中。
加载装置的另一个实施方式为，在热储存器上形成多个通入位置，这些通入位置通入热储存器中的各个层中。当然也可以在热储存器中实现层加载喷枪和通入位置的结合。
在热储存器的上层中主导的温度区域在储存介质的沸点以上。因为储存介质优选为水，所以该温度区域在100℃以上。对于本领域技术人员来说显而易见的是，储存介质的沸点与海拔高度有关。需要>＝95℃的产品温度的热消耗部件称为高温消耗部件。在啤酒制造的酿造过程中该高温消耗部件特别是麦芽浆和麦芽汁煮沸或麦芽汁加热保持。为了将该高温消耗部件中的产品达到>＝95℃的所需温度，储存介质需要接近或高于100℃的温度水平。然而为了在经济的热转移瓶或热交换器中获得需要的热流，要求优选高于105℃的温度水平。对于待加热介质的麦芽浆、麦芽汁或啤酒的产品质量以及加热设备的污染情况来说有利的是储存介质的尽可能低的初馏温度。此外通过储存介质的低温可以使热量生成和分布过程中的热损失减为最小。基于该原因在热储存器中的最上(最热)层应当具有例如130℃的温度，特别是具有直至最高120℃的温度以及优选直至最高115℃的温度。
有些发热器为了高效而需要来自热消耗部件的热交换器的恒定的低的回流温度，大约在80℃。作为发热器可以使用例如蒸汽、太阳能热、集中供热或热电联产。本发明的优势为，热储存器为装置的所有热消耗部件提供对于其优化的温度。为此也可以对发热器提供理想的温度水平，从而发热器将储存介质有效地达到为了输入储存器或者为了对第一热消耗部件(高温消耗部件)的供给而需要的温度水平。
由此例如在下层中设有提取部位，该提取部位通过管道与发热器相连。在另一个设计中，至少第一热消耗部件(高温消耗部件)的回流和/或具有混合阀的中间层通过管道与另一管道相连。这样的优势在于，在管道中的储存介质的温度通过混合来自管道的储存介质的较高温度而能够达到较高的温度水平，从而最终对发热器有目的地供应具有比常规约80℃更高温度的储存介质。为此，当在管道中主要为来自下层的低于80℃的储存介质时，可以通过混合来自中间层的储存介质使储存介质达到>＝80℃的所需温度。
此外设有中央的控制器，该控制器一方面与混合阀连接而另一方面与传感器连接。通过该控制器因此能够优化装置中的储存介质的体积流量并且通过传感器能够确保实现具有至少三个层的热储存器的理想加载。热储存器在上层中具有用于热消耗部件的提取部位并且在中间层中形成提取部位。分别通过管道将提取部位引导至混合阀，该混合阀连在各个热消耗部件之前。通过混合阀与装置控制器的共同作用由此能够为各个热消耗部件的各个热交换器调整最佳的温度，由此优化热转移。
类似地，传感器用于测定热储存器中至少三个层的空间尺寸，即层厚。由此实现了这样控制经加载装置的流动以及在提取部位上的提取，即，每个层与分别对应的加载装置或提取部位保持连接。这更加重要，由此总是在为之设置的层中进行提取和加载并且避免了热储存器中不连续的层的混合。
根据本发明的一个实施方式，热储存器也设计为压力储存器。本发明的优势为，在热储存器中设有至少三个温度水平。在此重要的是，上层(高温层)具有100℃以上的温度，例如105℃至130℃，但优选为105℃至120℃。由该上层对一个或多个第一消耗部件(高温消耗部件)进行供给。从该第一消耗部件的回流重新进入上层下方，即进入中间层并且进行中间储存直至其用于第二热消耗部件。随后在第二热消耗部件的回流中的储存介质具有大约80℃的温度。来自第一消耗部件的回流量的大小应当优选为，该回流量足够用于第二热消耗部件中的加热。控制器和热储存器的设计优势为，提供并获得需要的温度水平，从而在各个温度层中具有足够的储存介质，由此确保相应热消耗部件和发热器的最佳供给并且不会有层不受控地增长。
根据本发明的用于饮料制备过程中热储存的方法的特征在于，首先由运行中的饮料制备过程进行热储存器的加载。在由运行中的饮料制备过程的加载过程中，在热储存器中形成至少三个不连续的层，这些层在温度区域方面不同。虽然之后的描述限定在三个不连续的层，但是这不应当理解为本发明的限制。对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在热储存器中设置多于三个不连续的层。由发热器对上层(高温层)供应处于第一温度水平的储存介质。中间层加载有来自至少一个第一热消耗部件(高温热消耗部件)的至少一个回流的第二温度水平的储存介质。根据本发明的一个实施方式，回收的热交换器的回流也可以流入中间层中。下层有目的地加载有来自至少第二热消耗部件的至少一个回流的第三温度水平的储存介质。
如果设有多于三个层，也能够从下层和/或从接在下层之后的中间层获取储存介质并且输送给发热器。发热器使来自下层和/或中间层(多于三个层的情况下)的储存介质达到第一温度水平并且将储存介质重新输送至上层。也可以从上层和中间层获得储存介质。通过相应的管道将来自上层的储存介质和来自中间层的储存介质输送至混合阀，该混合阀分别连在至少一个第二热消耗部件之前。随后在至少第二热消耗部件的至少一个回流中的储存介质输送至热储存器的下层。也可以将来自至少第一热消耗部件(高温消耗部件)的至少一个回流的储存介质输送至热储存器的中间层。
根据一个实施方式可以通过对应于上层的具有混合阀的加载装置将来自发热器的储存介质输送至上层。也可以通过加载装置从上层和/或从发热器借助混合阀将储存介质输送至第一热消耗部件(高温消耗部件)。也可以设置回收的热交换器并且在第一热消耗部件和另外的第一热消耗部件的回收热交换器的回流中的储存介质通过加载装置输送至中间层。
在至少一个第二热消耗部件的回流中的储存介质通过加载装置输送至下层。
在根据本发明的方法中将上层中的温度调节为高于储存介质的沸点。在中间层中的温度调节为在90℃和储存介质的沸点的温度之间并且在下层中储存介质的温度调节为低于90℃。
如在装置的描述中已述的，中央的控制器用于最佳的管理以及将储存介质输送至第一或第二消耗部件。为此，通过控制器也能够实现在热储存器中的最佳储存的效果。由此例如这样控制对应于第一热消耗部件的混合阀，即，对第一热消耗部件供应来自发热器和/或来自上层的储存介质。由此能够根据第一热消耗部件(高温消耗部件)的需要调节输送的储存介质的温度。
同样地也适用于对应第二热消耗部件的混合阀。经混合阀的混合也通过控制器控制，从而对各个第二热消耗部件供应来自上层和/或来自中间层的储存介质。这样同样具有优势，即，能够根据各个第二热消耗部件的需要调节输送的储存介质的温度。
本发明的另一方面是根据本发明的装置在具有至少一个热储存器的酿造设备中的应用。至少一个发热器以及至少一个回收的热交换器(例如罐蒸汽冷凝器)与热储存器直接相连。根据酿造设备的结构另外能够设置至少一个装置或部件，例如麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置、提纯麦芽汁加热器、麦芽浆木桶罐、麦芽浆木桶、瓶清洗机、CIP装置和其他的第二热消耗部件，它们通过各个热交换器的回流与热储存器关联连接。麦芽汁罐之前连有混合阀，从而需要时能够对麦芽汁罐的外部煮沸器供应来自发热器和/或来自热储存器的上层的储存介质。麦芽汁罐和罐蒸汽冷凝器的回流能够经加载装置对热储存器的中间层供给。提纯麦芽汁加热器、麦芽浆木桶罐、麦芽浆木桶、瓶清洗机、CIP装置和其他的第二热消耗部件之前分别连有混合阀。由此能够在需要时经由提取部位对热交换器输送来自热储存器的上层和/或中间层的储存介质。各个热交换器的回流能够经过加载装置输送至热储存器的下层。
在此这样设计该热储存器，即，在热储存器中的上层和下层之间主导的温度区域为70℃至150℃。上层优选具有105℃至130℃的温度水平。但是特别优选105℃至120℃的温度水平。中间层在此基本具有从90℃直至储存介质的沸点的温度水平，然而也可以最高达105℃，优选95℃至98℃的温度水平。下层具有低于90℃的温度水平，优选在75℃至85℃之间。
对于本发明应用在酿造设备中的情况下，麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置分配有外部煮沸器(热交换器)并且麦芽汁煮沸装置和/或麦芽汁加热保持装置与用于蒸汽回收的罐蒸汽冷凝器相连。来自回收的热交换器(外部煮沸器)的回流和来自罐蒸汽冷凝器的回流与热储存器的中间层相连。
酿造设备设有控制器，该控制器与传感器相连并且由此测定热储存器中至少三个层的空间尺寸。同样地借助控制器来控制经过加载装置的流动以及在提取部位上的提取，从而每个层都与分别对应的加载装置或提取部位保持连接。控制器也与混合部件(例如混合阀)相连，从而对酿造设备的部件，例如至少一个麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置、至少一个罐蒸汽冷凝器、至少一个提纯麦芽汁加热器、至少一个麦芽浆木桶罐、至少一个麦芽浆木桶、至少一个瓶清洗机、至少一个CIP装置和另外的第二热消耗部件，调节输送的储存介质的温度。
控制器能够与传感器或混合阀有线连接或者无线关联。
在本发明中由罐蒸汽冷凝器、麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置以及提纯麦芽汁加热器组成的能量转移发生变化。可以理解为该热储存器是能量转移所需的组成部分。根据本发明提纯麦芽汁加热器不再仅由罐蒸汽冷凝器进行供给。因此部分地或完全地由第一热消耗部件(高温消耗部件)的回流进行该供给。然而用于提纯麦芽汁加热器的初馏温度应当优选能够混合成如此的高，即，该提纯麦芽汁能够在一个加热步骤中加热至接近煮沸温度或者高于该温度。如由现有技术已知，在由提纯麦芽汁加热器和罐蒸汽冷凝器组成的能量转移中需要大约4％的整体蒸发。通过根据本发明的该转移的隔离实现了在尽可能均衡的能量情况下整体蒸发的减少。由此获得三个优势：首先能够使提纯麦芽汁达到较高的温度水平。第二能够使在麦芽汁罐中的停留时间缩短。第三通过该能量转移的隔离实现了在麦芽汁煮沸的方法中较高的可变性。
在麦芽汁煮沸过程中在4％的蒸汽蒸发情况下的蒸汽能量足够用于操作已知的能量转移。在此麦芽汁例如从75℃加热至92℃。然而如果减少了整体蒸发，那么总的提纯麦芽汁量就不再能够提高至期望的温度。通过根据本发明的对提纯麦芽汁加热器的能量转移的设计，此时提纯麦芽汁完全地或者部分地经储存介质供应给第一热消耗部件(高温消耗部件)的回流。
通过由罐蒸汽冷凝器、麦芽汁罐和提纯麦芽汁加热器组成的已知能量转移的分隔能够在酿造间中产生热能剩余。然而该剩余是有益(gewollt)的，因为由此能够在酿造设备中对另外的消耗部件，特别是瓶清洗机进行供给。因此能够将对于酿造间的均衡的热平衡扩展到整个酿造设备。
在此热储存器形成为压力储存器。通过在同时替代初级能量使用的情况下使用回收的能量能够由此将发热器，例如蒸发或高压热水锅设计地更小。
作为本发明的另一优势能够将输送管道或调节机构等设计地较小。另外，通过热储存器将发热器上的负荷峰值减为最小，由此可以近乎连续的运行该热储存器。由此也减少了对发热器的维修工作，这同时导致发热器使用寿命的延长。
本发明还具有这样的优势，即，存在于热储存器中的至少三个层通过控制器进行调整，从而没有一个层的尺寸会超过预设的界限值。这意味着，必须在特定的温度水平下使用各个能量并且由此降低温度水平，或者借助初级能源将温度水平重新直接提高至较高的温度水平。
另一个根据本发明的构思为，在热储存器上设置级联连接用于不同温度的向上混合和/或向下混合。该混合在此通过混合阀进行，该混合阀设计为水混合器、三通阀或调节罩或者适合于此的装置。由此能够将热储存器中的不同层混合在一起，从而在相应设计下可能的其他热消耗部件提供尽可能低的回流温度。
通过该方式确保了整个酿造设备中所提供能量的最佳使用并且同时将热量损耗和储存器尺寸减为最小。
此外，通过该方法由此保护了上层(具有最高温度的层)并且在任何时间都提供有足够高的温度水平用于所有的热消耗部件以及制得的热量。级联连接的另一优势为，热消耗部件/发热器优选由特定温度层通过送至热储存器的不同的回流输供给，也就是说接下来的不同热消耗部件也应当具有这样的目的，即，储存介质进行最大程度的冷却并且由此也最大程度地减少了热储存器体积和损耗。例如从麦芽汁罐(<102℃)的回流在接下来的一个步骤中应当例如用于提纯麦芽汁加热。回流温度因此例如为<＝80℃。
在一个扩展方案中，在管道中具有另外的混合装置用于获取回收的能量从而例如将来自不是最佳设计的热消耗部件的例如85℃的“中间热度”的储存介质直接提升至例如98℃，并且由此也通过回收器(例如管蒸汽冷凝器)获得或调节一定体积的超过98℃的热的储存介质。
在另一个扩展方案中，通过将回流在多个通入可能处连入热储存器中而能够控制回流的温度，并且由此以最佳的方式进入层式储存器的与回流最佳匹配的温度层中。
在本发明的另一个设计中，这样保持或在结构上预先限定最下层，即，仅能够在最下的温度层中到达需要和/或提供该温度水平的设备部件。为此仅将热消耗部件与热储存器的下层的加载装置连接。所有其他的热消耗部件和/或发热器和/或回收的热交换器通至在获得的下层上方的一个或多个其他加载装置上。
在本发明的另一个扩展方案中为了保持热储存器的最高(最热)层而要求最佳的控制。为了在尽可能低且恒定的发热器负荷曲线的同时实现对热储存器接近连续的供给，至少两个传感器(温度感应器)设置为以特定的、对于各种应用情况具体确定的间距相互间隔。在温度感应器的间隔以内将最上温度层的下方区域维持在相同水平。如果实现这一点，那么在上方和下方的传感器(温度感应器)中都规定了预设的起始温度和停止温度。因此在未超出上方传感器的预设最低温度时开始能量供应并且最迟在达到下方传感器的允许上限温度时停止能量供应或者减少热流。通过为每个用作温度感应器的传感器分别使用起始温度和停止温度，为热储存器的补给提供了增大的调节区域。由此一方面能够更简单地调节控制和补给，并且另一方面实现了发热器上负荷曲线(Lastgang)更好地比较调节。类似地能够通过较低效率以及通过仅对上方传感器设置起始温度而对下方传感器设置停止温度来实现。也能够考虑应用多于或少于两个传感器来通知补给。由此获得对于各种应用情况需要专门调整的温度区域，在该温度区域内从发热器进行最佳的能量供应。
在一个优选的实施方式中在热储存器的补给过程中优选从接在最上以及最热的温度层之后的中间层获取储存介质并且加热至最上层的温度和/或高于该温度。这实现了相对于使用冷的储存介质更快地提供相当高的量的热储存介质。此外由此减少了在发热器上的能量峰值以及在热储存器和转移过程中的损耗。该方式实现了短时间或快速地对装置或酿造设备的相应能量要求作出反应。在放弃该实施方式的情况下能够完全地加载热储存器，这在连接特定的发热器例如太阳能热的情况下是有利的。
另外也可能将已经具有发热器所需温度水平的储存介质直接在热储存器上引导至发热器。此外也可以使用上述选择中的混合。
应注意，当本发明提到饮料制备设备时，也理解为饮料的罐装和包装。
当本发明中提到酿造设备或啤酒制造时，也包括啤酒或在酿造中制得产品的罐装和包装。
当在本发明中提到热交换器时，也可以指外部煮沸器、内部煮沸器、底部和/或边框加热面、片式热交换器或管式热交换器。
储存介质理解为热载体，特别是指水。
当在本发明中提到麦芽浆木桶罐或麦芽浆木桶时，因此理解为能够通过加热装置加热的容器，该容器布置在进行麦芽浆过程的釜中和/或釜上。在麦芽浆木桶罐中优选涉及部分麦芽浆或原粮麦芽浆并且加热以及可能煮沸至接近煮沸温度或者煮沸温度上。麦芽浆木桶容纳所有的麦芽浆并且能够将麦芽浆加热至常规的麦芽浆温度。此外在此也包括组合，例如组合的麦芽浆罐/麦芽汁罐或者麦芽浆木桶/提纯木桶。麦芽浆容器的概念一般表示一个容器群组，在该容器中进行麦芽浆过程并且能够因此包括所有上述的容器类型。
附图说明
接下来根据附图详细说明本发明的实施例及其优势。附图的尺寸比例并不总是对应于实际的尺寸比例，因为一些实施方式是简化地示出，而另一些实施方式为了更好的展示与其他部件成比例地放大示出。其中：
图1示出了在饮料制备设备中用于热储存的装置的示意图；
图2示出了在饮料制备设备中用于热储存的装置的一个实施方式的示意图；
图3示出了在饮料制备设备中用于热储存的装置的控制示意图；
图4示出了本发明的一个用于酿造设备的实施方式；
图5示出了能量转移(Energieschaukel)的示意图，其由罐蒸汽冷凝器、麦芽汁罐以及提纯麦芽汁加热器(Laeuterwuerzeerhitzer)；
图6示出了根据本发明的具有级联的提取部位的热储存器示意图；以及
图7示出了根据本发明的热储存器的示意图，其中储存介质放置在五个区域中。
对于本发明相同或作用相同的部件使用相同的附图标记。此外，为了清晰起见在单个附图中仅示出描述相应附图所需要的附图标记。接下来参照附图描述根据本发明的设备的实施方式。所述实施方式在各方面都只是看作解释而不能看作为限制并且在本发明中包含提及特征的不同结合。另外应注意，在附图和说明书中为了清楚起见没有描述和示出对于所示发明来说需要的众多执行器、阀门、泵以及其他输送装置和用于测量、调整和控制技术的装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的在饮料制备设备中用于热储存的装置1的一个实施方式。该装置1具有热储存器5。另外还设有多个热消耗部件101、102、103、...、10N，这些热消耗部件与用于热能的供应和/或提取的热储存器5相连。优选储存介质4为水。该储存介质4在热储存器5的多个层S1、S2、S3、...、SN中储存在各个不同的温度区域中。虽然在图1所示的实施方式中仅示出了三个层S1、S2和S3，但是这并不能理解为本发明的限制。同样地在层S1和S2之间，以及在S2和S3之间绘有分隔线，该分隔线只表示单个层S1、S2和S3的划界。这些分隔线不能理解为各个层S1、S2和S3之间固定的机械分界。这些分隔线意味着，在热储存器5中具有至少三个不连续的层S1、S2、S3、...、SN。在此热储存器5形成为，根据需要该至少三个不连续的层S1、S2、S3、...、SN中的每一个都与相应温度区域内的加载装置共同连成为与温度相关的单层。由此通过加载装置20对热储存器5在对应于相应层S1、S2、S3的温度区域内加载储存介质4。
如图1所示，在热储存器5中的上层101通过加载装置20与发热器9相连。上层101(最热的层)具有高于储存介质4的沸点的温度区域。在上层101中的温度区域例如在105℃至130℃之间，优选在105℃至120℃之间。在上层101之后的中间层102中的温度在90℃和105℃之间，然而优选在90℃和储存介质的沸点之间。中间层102的温度区域优选在95℃至98℃之间。跟在中间层102之后的是下层103。在下层103中的温度区域在90℃以下并且优选在75℃至85℃的温度区域内。
通过配置于上层101的加载装置20使得热储存器5中的储存介质4能够从发热器9引入热储存器5的层中。通过配置于中间层102的加载装置20能够从回流的热交换器27的至少一个回流12以及至少第一热消耗部件7的回流将储存介质4引入中间层中。第一热消耗部件7通常为具有＞＝95℃产品温度的高温消耗部件。通过配置于下层103的加载装置20，能够从至少第二热消耗部件6的热交换器(这里没有示出)的至少一个回流14将储存介质4引入下层中。在图1中所示的实施方式中，加载装置20形成为通入位置。通入位置20通到热储存器5的相应的层S1、S2、S3、…、SN中，从而在这些层中实现储存介质4以特定温度的通入。
上层101、中间层102和下层103分别配备有提取部位22。在图1所示的实施方式中，在上层101中加载装置20和提取部位22设置在上层101的上方区域16中。在中间层102中同样地加载装置20和提取部位22设置在中间层102的上方区域16中。在下层103中加载装置20设置在下层的上方区域16中而提取部位22设置在下层103的下方区域18中。对于本领域技术人员来说显而易见的是，加载装置20和提取部位22也能够以不同于所示出的结构设置在热储存器5上。
热储存器5形成为压力储存器并且热储存器5的下层103优选与可选的压力平衡容器29相连通。该可选的压力平衡容器29也可以替换性地包含在一个管道中，该管道与热储存器5相连通。在发热器9到用于上层101的加载装置20的输送管道11中设有混合阀或混合装置24(替换性地也可以仅涉及简单的连接)。因此通过混合阀24能够对第一热消耗部件7供应来自发热器9的储存介质，和/或供应通过加载装置20来自上层101的储存介质4。因此通过混合阀24实现了，将储存介质4的温度和/或体积流量调整为最佳，从而在第一热消耗部件7的热交换器(未示出)中获得有效的热传导。此外，通过混合阀24确保了，第一热消耗部件7始终供有所需的、来自热储存器5和/或发热器9的能量。另外通过混合阀24确保了，发热器9能够连续地将能量发送到热储存器5和/或第一热消耗部件7。来自第一热消耗部件7和回收的热交换器27的回流12通过中间层102的加载装置20输送给热储存器5。在从第一热消耗部件7直接通到加载装置20的回流12中，同样设有混合阀24。管道32从混合阀24(替换性地也可以仅涉及简单的连接)通到从下层103的提取部位22引导至发热器9的管道30。通过混合阀24(替换性地也可以仅涉及简单的连接)因此实现了，将来自回流12和/或也来自中间层102的储存介质4输送至管道32以及发热器9。因此当上层101已经严重损坏时，需要时可以快速地更换上层101。通过从管道32，即从中间层102对储存介质4提取，要求在发热器9中仅有少量的温度提高由此可以将储存介质4顺利地提高至上层101所需的温度水平。
第二热消耗部件6中每一个分别配有混合阀24。管道36从配备于上层101的提取部位22通至每个混合阀24。同样地管道34从中间层102的提取部位22通至每个混合阀24。通过设置管道34和36以及混合阀24实现了，对每个第二热消耗部件6输送具有对于每个过程步骤来说最佳的温度水平的储存介质4。由第二热消耗部件6出发的回流14经加载装置20输送到下层103。
通常情况下由中间层102对第二热消耗部件6进行供应，只有当来自中间层的温度和/或热量不够时，才混合来自上层101的能量。受控的混合阀24用于在运行的过程中调节要求的温度和/或热量。对于本领域技术人员来说显而易见的是，只有当热储存器5中有三个层S1、S2和S3时才涉及中间层102。在热储存器5中有多于三个层的情况下，中间层102意味着第二高的层S2。装置1的回收的热交换器27通过回流12与中间层102连接并且在那里储存在热储存器中。通过形成至少三个层S1、S2和S3，为装置1的运行在热储存器5中实现了温度水平的最佳分布。在此重要的是，上层101是“高温层”。优选上层101中的温度水平在105℃至120℃之间。来自至少一个具有＞＝95℃产品温度的第一消耗部件7的回流12直接储存到设置在上层101下方的中间层102中。在中间层102中的温度水平特别优选在95℃至98℃之间。在此从第二热消耗部件6到回流14中的储存介质4进行冷却，以使得储存介质4能够储存在下层103中。下层103的温度水平优选在75℃至85℃之间。
在图2中示出了装置1的另一个实施方式。图2的所有部件都已经在图1中描述，因此这里省略了重复说明。图2与图1中实施例的不同在于，加载装置20形成为至少一个层喷枪(Schichtlanze)20。该至少一个层喷枪20在此设置有开孔26，该开口分配给上层101、中间层102或下层103，从而实现储存介质4以准确的温度通入三个层101、102、103的相应层中。
图3示出了控制器40，通过该控制器在装置1内部以理想的方式控制储存介质4的体积流量，从而在最上面的层101中形成热储存器5中的最高温度层。同样地通过控制器40也应当实现为发热器9(没有示出，参见图1)快速提供热的储存介质4，从而由此能够降低在热储存器5中以及在输送过程中的能量峰值或损失。为了清楚起见仅示出了装置1的一部分。为了进行说明，在出自上层101的提取部位22的管道36中、在出自中间层102的提取部位22的管道34中以及在下层103的提取部位22的管道30中分别设有泵25。替换性地也可以这样设置泵25，即，该泵将储存介质4吸入各个第二热消耗部件6或第一热消耗部件7中。同样地在第二热消耗部件6的回流14中设有泵25。在经发热器9(没有示出，参见图1)通至上层101的加载装置20的管道30中也可以设置泵25。在通至最终在发热器9(没有示出，参见图1)终止的管道30的管道32中可以引入泵25。通过与泵25接线连通或无线关联的控制器40因此能够根据装置1的需求调节储存介质4的体积流量。同样地，装置1的所有混合阀24与控制器40关联连接。通过混合阀24与泵25的共同作用能够因此优化储存介质4的体积流量，从而最终也保持装置1的能量损耗尽可能地低。
控制器40也与热储存器5的至少一个传感器28关联连接。通过该至少一个传感器28能够由此测定或监控空间尺寸，即热储存器5中三个层S1、S2和S3的每一个的层厚。在多于三个层S1、S2、S3、…、SN的情况下通过相应数量的传感器28来监控这些层的空间尺寸，即层厚。因此通过控制器40能够保持热储存器5的最上(最热)层101直立。由此也通过控制器40实现了，测定至少三个层的空间尺寸以及这样控制经过加载装置20的流动和提取部位22上的提取，即，每个层S1、S2和S3与分别对应的加载装置20或提取部位22保持连接。因此通过与传感器28、泵25和混合阀24关联连接的控制器40能够简单地调节整个装置1的控制或热储存器5的补给，这也导致发热器9上的负荷曲线(Lastgang)更好地比较调节。控制器40以特定的方式调整为，始终通过中间层102或者说通过第二高的层S2对第二热消耗部件6进行供给。只有当该中间层不足够时通过上层101或第一层S1对第二热消耗部件6输送储存介质。另外为了快速提高上层101或第一层S1中的温度，从中间层102或第二层S2输送储存介质4给发热器9。
图4示出了根据本发明的装置1的一种实施方式，该装置在此作为酿造设备50示意性地示出。酿造设备50设有热储存器5。在此发热器9与热储存器5相连。至少一个回收的热交换器27(这里为罐蒸汽冷凝器52)通过回流12与热储存器5关联连接。麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51特别为麦芽汁罐(替换性地例如也可以是组合的麦芽浆/麦芽汁罐、涡流罐或加热保持管线)。加热保持管线特别应用在连续的麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持方法中。提纯麦芽汁加热器53、麦芽浆木桶罐(Maischbottichpfanne)54、麦芽浆木桶(Maischbottich)55、瓶清洗机56、CIP装置57和另外的第二热消耗部件6通过相应对应的、这些部件分别对应的热交换器(这里没有示出)的回流12或14关联连接。在这里示出的实施方式中优选在麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51之前连接混合阀24，从而能够对麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的热交换器(这里没有示出)输送来自发热器9和/或来自热储存器5的上层101的储存介质4。麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51和罐蒸汽冷凝器52的回流能够通过热储存器5的加载装置20输送至中间层102。分别在提纯麦芽汁加热器53、麦芽浆木桶罐54、麦芽浆木桶55、瓶清洗机56、CIP装置57和另外的第二热消耗部件6的前面连有混合阀24，从而能够通过热储存器5的上层101和/或中间层102的提取部位22对这些相应的部件输送储存介质4。各个部件的回流14能够经加载装置20对热储存器的下层103进行供给。
从图5可见，麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51配有外部煮沸器37(热交换器)。罐蒸汽冷凝器52与麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51相连。在根据本发明的酿造设备50中来自麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的外部煮沸器37的回流12和来自罐蒸汽冷凝器52的回流12与热储存器5的中间层102相连。这里在酿造设备50中如图3所示也可以设置多个传感器28，这些传感器与控制器40一起测定至少三个层S1、S2、S3、…、SN的空间尺寸。与测定结果相应地能够由此通过控制器40这样地控制经过加载装置20的流动以及在提取部位22上的提取，即，层S1、S2和S3中的每一个都与分别对应的加载装置20或提取部位22保持连接。这很重要，由此通过热储存器5的填充或者从热储存器5的提取不会使不连续的层S1、S2和S3相混合或者说在层的位置和尺寸上不会有无意义的变化。此外，控制器40优选与混合阀24相连，从而调整输送给麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的外部煮沸器37、罐蒸汽冷凝器52、提纯麦芽汁加热器53、麦芽浆木桶罐54、麦芽浆木桶55、瓶清洗机56、CIP装置57和另外的第二热消耗部件6的储存介质4的温度。
按照根据本发明的酿造设备50由此也能够获得特别是来自罐蒸汽冷凝器52和/或麦芽汁冷却器(没有示出)和/或麦芽汁预冷器(没有示出)和/或麦芽浆冷却器(没有示出)的回收能量。另外也能够获得来自压缩机(没有示出)的余热和来自酿造残余物的生化能和热能以及类似物的回收能量。
图5示出了能量转移的根据本发明的实施方式，该能量转移包括罐蒸汽冷凝器52和麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51以及提纯麦芽汁加热器53，该能量转移由此应用在根据本发明的酿造设备50中。通过外部煮沸器37对麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51供应麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持需要的热能。与麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51相关联地涉及外部煮沸器37，应理解为本发明没有局限于外部煮沸器37。除此之外可以采用内部煮沸器和/或底部加热面和/或边框加热面。
在此对外部煮沸器37供应有来自发热器9和/或来自热储存器5的经加热的储存介质4。在外部煮沸器37中在通至麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的导管系统58(其填充有麦芽汁)上散发储存介质4的热焓(Waemeinhalt)。引导至外部煮沸器37的储存介质4的来自发热器9和/或热储存器5的温度在此应当能够使麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的内容物加热到接近煮沸器温度或者高于该温度。
通过该能量转移的隔离尽管减少了麦芽汁煮沸过程中的整体蒸发但是能够将所有的提纯麦芽汁提升至所需的高的温度水平。另外在此实现了均衡的能量原则。由于从热储存器5的中间层102提取出用于加热提纯麦芽汁的储存介质4，获得这样的优势，即，相比于“传统地”应用在罐蒸汽冷凝器、麦芽汁罐和提纯麦芽汁加热器之间的能量转移(参见下面进一步的描述)能够将提纯麦芽汁达到更高的温度水平。同样缩短了在麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51中的占用时间。这种能量转移的隔离还造成在本方法中在麦芽汁煮沸过程中较高的变化性。在目前由现有技术已知的能量转移中需要大约4％的整体蒸发，从而通过来自麦芽汁煮沸的蒸汽能将所有的提纯麦芽汁加热至大约92℃。
在根据本发明的能量转移中将例如来自初馏釜的提纯麦芽汁在提纯麦芽汁加热器53中从例如77℃加热到100℃并且输送给麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51。来自提纯麦芽汁加热器53的回流输送至热储存器5的下层103。由此储存介质4再次(以限定的温度)到达罐蒸汽冷凝器52。在罐蒸汽冷凝器52中来自麦芽汁煮沸的蒸汽能量转移到储存介质4上。来自罐蒸汽冷凝器52的回流12和来自麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的外部煮沸器37的回流输送至热储存器5的中间层102并且共同给出储存介质4的用于加热提纯麦芽汁加热器53中的随后的汤汁所需要的能量和容积。
目前为止需要4％的整体蒸发从而由蒸汽能量操纵目前由现有技术已知的能量转移。在图5所示的根据本发明的装置中仅2％的来自麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的整体蒸发(因此对应于需要的能量的50％)就足以操纵能量转移，剩余的2％从来自麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的外部煮沸器37的回流的能量内容物中获得(因此对应于所需能量的50％)。上述分别50％的工艺方式仅仅示例性地用于说明。应理解成，该比例以及整体蒸发也能够以变化的方式确定。
图6示出了热储存器5的另一个实施方式。在这里示出的实施方式中该热储存器5包括四个层S1、S2、S3和S4，储存介质4以不同的温度区域布置或储存在这些层中。
显而易见的是，可以通过上层S1对装置1的所有热消耗部件6和7进行供给。但是在这种情况下这个层必须非常大并且来自热消耗部件6和7的回流12、14必须绝大部分地具有高的温度水平(例如80℃)。另外在热生成和热分布过程中的损耗较大。在图6所示的描述中示出了用于向下混合不同温度的储存介质4的有利的级联连接，其涉及不同的层S1、S2、S3和S4。来自第一层S1和第二层S2的管道43通过混合阀24相互结合。来自第二层S2的管道43与来自第三层S3的管道43也通过混合阀24结合。来自第三层S3的管道43与来自第四层S4的管道43通过混合阀24结合。来自第四层S4的上方管道43与来自第四层S4的下方管道43通过混合阀24相互结合。为了例如对麦芽浆工艺供应供应热能，将来自热储存器5的第四层S4的储存介质4(例如水)混合至大约80℃并且例如输送至麦芽汁冷却器(没有示出)。在麦芽汁冷却器(没有示出)将水加热至大约95℃并且储存在热储存器5的第三层S3中。替换性地和/或额外地也能够对罐蒸汽冷凝器输送来自第四层S4的储存介质4，该储存介质随后重新储存在热储存器5的第三层S3中。这时从第三层S3能够对麦芽浆工艺供应储存介质4作为加热介质(由此实现了能量转移)。第四层S4的最下方的提取部位22用作例如麦芽汁冷却器的备用层，从而在热储存器5中总是具有包括优选80℃热的水的足够大的层，从而在麦芽汁冷却过程中回收高质量的能量。如此回收的能量例如如已述的用在麦芽浆木桶(没有示出)上用于加热麦芽浆。在第一层S1中的储存介质4保持大约115℃的温度并且用于供给麦芽汁煮沸。外部煮沸器的大约105℃的回流流入第二层S2中并且用于随后对提纯麦芽汁的加热。提纯麦芽汁加热器的回流为大约80℃并且流入第四层S4中。在热储存器5的单个层S1、S2、S3、S4中的类似连接和上述温度区域的使用也能够通过更多的消耗部件和发热器实现。
图7示出了用在根据本发明的装置1中的热储存器5的另一个实施方式。该热储存器5在此具有五个层S1、S2、S3、S4和S5。在第一层S1中的储存介质4例如具有115℃的温度。在第二层S2中的储存介质4具有>105℃的温度。在第三层S3中的储存介质4具有>95℃的温度。在第四层S4和第五层S5中的储存介质4分别具有>＝75℃的温度。在此在第五层S5中在每个时间点上储存介质4都维持具有>＝75℃的温度。在该设计中仅涉及示例性的实施方式，从而原则上一个层也足够，在该层中的储存介质4维持具有>＝75℃的温度。
在这里示出的热储存器5中通入位置208用于通入来自发热器9(没有示出)的115℃热的储存介质4。第一层S1的提取部位228用于将大约115℃热的储存介质4转移到高温消耗部件。第一层S1的通入位置207A和第二层S2的通入位置207B用于通入105℃热的储存介质4，该储存介质例如来自麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的回流。第二层S2的提取部位227用于将105℃热的储存介质4转移到提纯麦芽汁加热器53以及瓶清洗机56。第二层S2的通入位置206A和206B用作备用通入位置。同样地，提取部位226用作备用提取部位。如果第一层S1的体积在热储存器5的轴向方向上增大，那么这就有必要，从而由此最终必须通过通入位置206A或206B进行通入并且通过提取部位226进行转移。
第三层S3的通入位置205用于通入来自麦芽汁冷却器和罐蒸汽冷凝器52的以回收方式生成的95℃热的储存介质4。提取部位225用于将95℃热的储存介质4转移至麦芽浆釜。如果储存介质4的温度超过额定值并且不能够通入到通入位置203或201中，通入位置204用于通入来自麦芽浆釜的回流。提取部位224是提取部位225的备用提取部位并且随后如果应当扩大具有115℃热的储存介质4的第一层，就使用该备用提取部位。如果回流温度过低，由此使得回流进入通入位置204，通入位置203用于通入麦芽浆釜的回流。
提取部位222用于提取80℃热的储存介质4从而将储存介质输送至发热器9。同样地通入位置202用于通入来自瓶清洗机56(参见图3)的回流。提取部位221用于提取80℃热的储存介质4从而回收在麦芽汁冷却器和罐蒸汽冷凝器52(参见图3)的能量。通入位置201用于通入来自提纯麦芽汁加热器53、麦芽浆釜和CIP装置57(参见图3)或其热交换器27的回流。在图7的描述中提到的通入位置也能够连接有至少一个喷枪(Lanze)。
当所示图中例如提取部位22和通入位置20位于热储存器5的相同层高上，那么在此也涉及组合的提取和通入位置，例如层加载喷枪(Schichtladelanze)。
根据本发明的装置在酿造设备50中这样设计，即，热储存器5与发热器9、至少一个回收的热交换器27和麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51通过至少一个回流12相连。能够对麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51输送来自发热器9和/或来自热储存器5的上层101的储存介质4。麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的回流12能够经加载装置20输送至热储存器5的中间层102。酿造设备50能够额外地配有至少一个以下组中的部件：麦芽浆木桶罐54、麦芽浆木桶55、瓶清洗机56、提纯麦芽汁加热器53、CIP装置57和另外的第二热消耗部件6。由此能够通过上层101的提取部位22和/或热储存器5的中间层102的提取部位对上述组的部件供应储存介质4。上述组的部件的回流14能够经加载装置20输送给热储存器5的下层103。
在热储存器5的上层101和下层103之间可以主导为150℃至70℃的温度区域。上层101具有105℃至130℃，优选105℃至120℃的温度水平。中间层102具有90℃直至为储存介质4的沸点的温度水平，优选从95℃至98℃。下层103具有低于90℃的温度水平，优选从75℃至85℃。
麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51分配有回收的热交换器27。来自回收的热交换器27的回流12和麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51的回流12与热储存器5的中间层102相连。
酿造设备50设有与传感器28相连的控制器40，该传感器测定至少三个层S1、S2、S3的空间尺寸并且控制经过加载装置20的流动和提取部位22上的提取，从而使得每个层S1、S2、S3与分别相对应的加载装置20或提取部位22保持连接。控制器40也与混合阀24连接，从而调整储存介质4的温度，该储存介质能够输送给以下组中的至少一个部件：麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置51、提纯麦芽汁加热器53、麦芽浆木桶罐54、麦芽浆木桶55、瓶清洗机56、CIP装置57和另外的第二热消耗部件6。
本发明参照优选的实施例进行说明。然而对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以采用变形和改变，并且在此不会超出后附的权利要求的保护范围。
附图标记列表
1装置
4储存介质
5热储存器
6第二热消耗部件
7第一热消耗部件(高温消耗部件)
9发热器
101,102,103,…,10N热消耗部件
11管道
12回流
14回流
16上方区域
18下方区域
20加载装置
201-208通入位置
22提取部位
221-228提取部位
24混合阀
25泵
26开口
27回收的热交换器
28传感器
29压力平衡容器
30管道
32管道
34管道
36管道
37外部煮沸器
40控制器
43管道
50酿造设备
51麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置
52罐蒸汽冷凝器
53提纯麦芽汁加热器
54麦芽浆木桶罐
55麦芽浆木桶
56瓶清洗机
57CIP装置
58管道系统
101上层
102中间层
103下层
S1,S2,…,SN储存介质的不连续的层

Claims (15)

1.一种装置(1)，其用于在饮料制备设备、特别是酿造设备中进行热储存，所述装置具有含储存介质(4)的至少一个热储存器(5)和多个热消耗部件(101、102、103、...、10N)，所述热消耗部件与用于供给和/或提取热能的热储存器(5)相连，并且所述热储存器(5)中的所述储存介质(4)储存在分别具有不同温度区域的多个层(S1、S2、S3、…、SN)中，
其特征在于，
在所述热储存器(5)中具有至少三个不连续的层(S1、S2、S3、…、SN)，并且所述热储存器(5)形成为，根据需要所述至少三个不连续的层(S1、S2、S3、…、SN)中的每一个都在各个温度区域中与加载装置(20)关联连接以便与温度相关地通入层中，从而上层(101)能够有目的地加载来自发热器(9)的储存介质(4)，中间层(102)能够有目的地加载来自至少第一热消耗部件(7、26、33、37、51)的至少一个回流(12)的储存介质(4)，并且下层(103)能够有目的地加载来自至少第二热消耗部件(6、53、54、55、56、57)的至少一个回流(14)的储存介质(4)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，70℃至150℃的温度区域在所述热储存器(5)中的至少三个层(S1、S2、S3)占主导。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述上层(101)中的温度区域高于所述储存介质(4)的沸点，在所述中间层(102)中的温度区域在90℃和所述储存介质(4)的沸点的温度之间，在所述下层(103)中的温度区域低于90℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述加载装置(20)包括至少一个终止在所述热储存器(5)的具有相应开口(26)的各个层(S1、S2、S3)中的喷枪，或者所述加载装置包括多个通入位置(20)，所述通入位置通入所述热储存器(5)中的各个层(S1、S2、S3)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，在所述下层(103)中设有提取部位(22)，所述提取部位通过管道(30)与所述发热器(9)相连并且其中至少一个第一热消耗部件(7)的回流(12)和/或具有混合阀(24)的至少一个回收的热交换器(27、52)和/或所述中间层(102)通过管道(32)与所述管道(30)相连。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，在所述上层(101)中的提取部位(22)通过管道(36)与混合阀(24)相连而所述中间层(102)中的提取部位(22)通过管道(34)与混合阀(24)相连，所述混合阀连接在至少一个热消耗部件(101、102、103、...、10N)之前。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置设有控制器(40)，所述控制器与至少一个传感器(28)相连并且测定所述至少三个层(S1、S2、S3)的空间尺寸，并且这样控制经所述加载装置(20)的流动以及在所述提取部位(22)上的提取，即，每个层(S1、S2、S3)都与分别对应的所述加载装置(20)或所述提取部位(22)保持连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置设有至少一个第一热消耗部件(7)，并且设有至少一个回收的热交换器(27)，通过所述第一热消耗部件和热交换器的回流(12)能够共同对所述中间层(102)进行加载。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述第一热消耗部件(7)是麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置(51)，所述麦芽汁煮沸和/或麦芽汁加热保持装置分配有外部煮沸器(37)作为热交换器并且第二热消耗部件是提纯麦芽汁加热器(53)，其中来自所述外部煮沸器(37)和提纯麦芽汁加热器(53)的回流(12)与所述热储存器(5)的中间层(102)相连并且其中来自罐蒸汽冷凝管(52)的至少一个所述回流(12)与所述热储存器(5)的中间层(102)相连。
10.一种用于饮料制备过程中的热储存的方法，
其特征在于所述方法具有下述步骤：
-对运行的饮料制备过程中的热储存器(5)加载储存介质(4)，从而在所述热储存器(5)中形成至少三个不连续的层(S1、S2、S3)，所述三个不连续的层的温度区域不同，其中上层(101)能够有目的地加载来自发热器(9)的第一温度水平的储存介质(4)，中间层(102)能够有目的地加载来自至少一个第一热消耗部件(7)的至少一个回流(12)的第二温度水平的储存介质(4)，下层(103)能够有目的地加载来自至少第二热消耗部件(6)的至少一个回流(14)的第三温度水平的储存介质(4)；
-从所述下层(103)和/或中间层(102)获取所述储存介质(4)并且将来自下层(103)的所述储存介质(4)输送给发热器(9)；从而通过所述发热器(9)将来自下层(103)的所述储存介质(4)提升至第一温度水平并且输送至所述上层(101)；
-从所述上层(101)获取所述储存介质(4)和/或从所述中间层(102)获取所述储存介质(4)，所述储存介质分别供应至至少一个第二热消耗部件(6)；
-将来自至少第二热消耗部件(6)的至少一个回流(14)的所述储存介质(4)输送至所述热储存器(5)的所述下层(103)；以及
将来自至少第一热消耗部件(7)的至少一个回流(12)的所述储存介质(4)输送至所述热储存器(5)的所述中间层(102)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过对对应于所述上层(101)的加载装置(20)将来自所述发热器(9)的储存介质(4)输送至所述上层(101)并且通过所述加载装置(20)从所述上层(101)和/或从所述发热器(9)供应所述储存介质(4)给所述第一热消耗部件(7)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，设有至少一个回收的热交换器(27)并且通过所述加载装置(20)将第一热消耗部件(7)以及至少一个回收的热交换器(27)的回流(12)中的所述储存介质(4)输送至所述中间层(102)。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述加载装置(20)将至少一个第二热消耗部件(6)的回流(14)中的所述储存介质(4)输送至所述下层(103)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，通过与传感器(28)相连的控制器(40)测定至少三个层(S1、S2、S3)的空间尺寸并且这样控制经所述加载装置(20)的流动以及在所述提取部位(22)上的提取，即，每个所述层(S1、S2、S3)与分别对应的加载装置(20)或提取部位(22)保持连接。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，分配给所述第一热消耗部件(7)的混合阀(24)借助所述控制器(40)进行控制，将来自所述发热器(9)和/或来自所述上层(101)的所述储存介质(4)输送至所述第一热消耗部件(7)并且借助所述控制器(40)控制分配给每个第二热消耗部件(6)的混合阀(24)，将来自所述中间层(102)以及需要时来自所述上层(101)的所述储存介质(4)输送至每个第二热消耗部件(6)，由此能够根据各个第二热消耗部件(6)的需要来调节输送的储存介质(4)的温度并且借助所述控制器(40)控制设置在所述第一热消耗部件(7)和回收的热交换器(27)的回流(12)中的混合阀(24)，通过管道(32)将来自所述回流(12)和/或来自所述中间层(102)的所述储存介质(4)输送至连至所述发热器(9)的管道(30)，并且由此能够根据所述发热器(9)的需要调节输送的储存介质(4)的温度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020206376A1 (de) * 2020-05-20 2021-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers sowie Schichtenspeicher

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819893A2 (de) * 1996-07-17 1998-01-21 Alois Sauter Heizungsanlage
DE19731351A1 (de) * 1997-07-22 1999-01-28 Robionek Hans Joachim Speicherwassererwärmer
DE202008014330U1 (de) * 2008-10-28 2009-01-22 Kaspar Schulz Brauereimaschinenfabrik & Apparatebauanstalt Kg Vorrichtung zur Energieversorgung einer Brauerei
CN101910773A (zh) * 2007-11-13 2010-12-08 克朗斯股份公司 酿造处理和酿造装置
CN102791846A (zh) * 2009-12-23 2012-11-21 克朗斯股份公司 用于能量回收的装置及方法
DE102011055146A1 (de) * 2011-11-08 2013-05-08 BrauKon GmbH Brauereianlage und Verfahren zur Erwärmung von Brau- und Brauchwasser in einer Brauereianlage
DE102011055147A1 (de) * 2011-11-08 2013-05-08 Klaus Rauchenecker Verfahren zur Einspeisung von Wärmeenergie in ein in einer lebensmitteltechnischen Prozessanlage zu verarbeitendes Prozessmittel sowie Wärmeversorgungssystem dafür

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707184B4 (de) 1997-02-22 2004-05-27 Solar Diamant Systemtechnik Gmbh Warmwasserspeicher
AU7291798A (en) 1997-05-06 1998-11-27 Product Design Group, Inc. Automated home beer brewing machine and method
DE19846364A1 (de) * 1998-10-08 2000-04-27 Foerster Karlheinz Wärmeschichtspeicher und Verfahren zum Betreiben des Speichers
DE19852057A1 (de) 1998-11-11 2000-05-18 Hrch Huppmann Gmbh Brauereianlage mit Mikrowellenerzeuger
EP1172616B1 (de) 2000-07-10 2005-06-15 Vaillant GmbH Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers
DE102005013314A1 (de) * 2005-03-22 2006-09-28 Ahs Investitionsgesellschaft Mbh & Co. Kg Lade- und Entladevorrichtung für einen Flüssigkeits-Schichtspeicher
DE102006042905B3 (de) 2006-09-13 2008-02-07 Franz Josef Eller Speicheranordnung und Umladeverfahren für Wärmeenergie
ITVI20070242A1 (it) * 2007-08-29 2009-02-28 Pietro Cecchin Serbatoio di accumulo per fluidi perfezionato
DE102008062600A1 (de) 2007-12-21 2009-07-02 Traugott Albert Niedertemperatur-Wärmenetz
DE102008001308B3 (de) 2008-04-22 2009-07-30 Rhein Papier Gmbh Wärmeenergiemanagement für Produktionsanlagen
DE102008049954A1 (de) 2008-10-02 2010-04-08 Thomas Hahn Vorrichtung zur Nutzung und Speicherung von Solar- und Umweltwärme, ganzjährig effizient nutzbar
DE102008059544A1 (de) 2008-11-30 2010-06-02 Solarhybrid Ag Brauchwassererwärmer, Brauchwasserversorgungssystem mit einem Brauchwassererwärmer sowie Verfahren zu deren Betrieb
DE102009010041A1 (de) 2009-02-21 2010-09-16 Robert Bosch Gmbh Wassererwärmer
DE102009057417B4 (de) 2009-12-08 2011-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Speichervorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
WO2011116736A1 (de) 2010-03-22 2011-09-29 Vng - Verbundnetz Gas Ag Verfahren und anlage zur warmwasseraufbereitung
DE102010041955A1 (de) 2010-10-04 2012-04-05 Krones Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung insbesondere zum Maischen bei der Herstellung von Bier
DE102010042765A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Krones Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Warmwassererzeugung beim Brauen von Bier in einer Bierbrauerei
AT510578B1 (de) 2010-11-22 2012-05-15 Vaillant Group Austria Gmbh Schichtenspeicher
DE102011005231A1 (de) 2011-03-08 2012-09-13 Thomas Noll Pufferspeicher zur Aufnahme von flüssigem Medium, Wasserversorgungsanlage mit einem derartigen Pufferspeicher, Pufferspeichervorrichtung mit zumindest einem Pufferspeicher sowie Verfahren zum thermischen Aufbereiten von flüssigem Medium für eine Wasserversorgungsanlage für ein Gebäude
FR2993736A1 (fr) 2012-07-17 2014-01-24 France Telecom Procede de communication aerien - terrestre, programme, terminaux, installation
DE102012220581A1 (de) * 2012-11-12 2014-05-15 Krones Ag Wärmezufuhr zu einer Verarbeitungseinrichtung in einer Anlage zur Bierherstellung
DE102013202188A1 (de) 2013-02-11 2014-08-14 Robert Bosch Gmbh Sterilisationsvorrichtung und Sterilisationsverfahren mit Energierückgewinnung
DE202013008465U1 (de) 2013-09-24 2013-10-15 Robert Bosch Gmbh Schichtspeicher

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819893A2 (de) * 1996-07-17 1998-01-21 Alois Sauter Heizungsanlage
DE19731351A1 (de) * 1997-07-22 1999-01-28 Robionek Hans Joachim Speicherwassererwärmer
CN101910773A (zh) * 2007-11-13 2010-12-08 克朗斯股份公司 酿造处理和酿造装置
DE202008014330U1 (de) * 2008-10-28 2009-01-22 Kaspar Schulz Brauereimaschinenfabrik & Apparatebauanstalt Kg Vorrichtung zur Energieversorgung einer Brauerei
CN102791846A (zh) * 2009-12-23 2012-11-21 克朗斯股份公司 用于能量回收的装置及方法
DE102011055146A1 (de) * 2011-11-08 2013-05-08 BrauKon GmbH Brauereianlage und Verfahren zur Erwärmung von Brau- und Brauchwasser in einer Brauereianlage
DE102011055147A1 (de) * 2011-11-08 2013-05-08 Klaus Rauchenecker Verfahren zur Einspeisung von Wärmeenergie in ein in einer lebensmitteltechnischen Prozessanlage zu verarbeitendes Prozessmittel sowie Wärmeversorgungssystem dafür

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EP3527921A1 (de) 2019-08-21
EP2990750A2 (de) 2016-03-02
EP3527920A1 (de) 2019-08-21
DK2990750T3 (da) 2019-07-01

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