CN107988014A - 一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统 - Google Patents

Abstract

一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，包括对流换热窖槽、内置发酵槽、对流换热盖板槽、系统控制器Ⅰ、雨水收集管、射流风机、系统控制器Ⅱ、地下周转水槽和厂房；对流换热窖槽和对流换热盖板槽上均设有进水管、出水管、进水电动阀、出水电动阀，对流换热窖槽内壁面上、内置发酵槽内壁面上、对流换热盖板槽内均设有温度传感器，对流换热窖槽和对流换热盖板槽内均设有流速传感器、液位传感器，内置发酵槽内设有酸度传感器。本发明利用循环水对发酵槽进行水浴对流换热，使用射流风机在酒糟冷却初期进行空气对流换热，综合利用多种冷源将发酵槽的温度控制在适宜的范围，节约能耗，提高出酒率和酒的品质，并可对雨水进行收集利用。

Description

一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统

技术领域

本发明涉及一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统。

背景技术

大曲酒生产时，如发酵温度控制适宜，发酵时间适当延长，则产品酯量较高而味浓郁；如发酵温度偏低，时间短，酒味就淡薄。所以各种名酒、优质酒的发酵周期都比较长。

在麸曲白酒生产时，要使霉菌和酵母菌在整个发酵中充分发挥作用，必须给它们创造适宜的条件。入窖温度的高低是影响出酒率的重要环节，低温入窖可以控制适宜的发酵温度，酵母不易衰老，杂菌也不易繁殖，糖化发酵彻底，使淀粉得以充分利用。因此采用低温入窖，可以保证生产的均衡性，多产酒。但低温入窖受外界气温条件的限止，在高温季节宜采用人工调温和使用冰镇水来降低入窖温度，并采取调整配料比例，降低淀粉浓度，减少麸曲和酒母用量，以缩短发酵期，调整工作时间等措施，尽量达到低温入窖的要求。

发酵温度过高，侵入的杂菌大量繁殖，通过细菌的作用，便会生成较多的苦味和异味。白酒发酵中各种菌的相互作用是极其错综复杂的，详细情况尚有待进一步研究。

所以，在各种白酒的酿造过程中，需采取各种措施对发酵温度进行控制。目前的方法有传统的利用土壤传热的埋地窖池，也有利用中央空调系统对发酵槽进行降温的空调恒温发酵车间。传统方法节能环保，但需选择季节生产，对窖池温度也无法准确控制。空调恒温发酵车间需要有低温冷冻水作为室内“空气-水”空调设备的冷源，其系统造价和运行能耗都较高。

由于四川、贵州等白酒酿造企业集聚地均为多雨地区，且酿酒厂房的屋面汇水面积较大，所以，有必要提出合理收集、利用酿酒厂房的屋面雨水的措施。

白酒厂酿造的、未经勾兑的高度白酒属于甲类易燃易爆液体，酿酒厂房对于消防具有很高的要求，一般设有自动喷水灭火系统、消火栓系统甚至雨淋和消防炮系统，消防用水量大，所以应通过合理的方式增加消防用水的储水容积，延长消防水池供水时间，提高厂房的消防安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可准确将发酵槽的温度控制在适宜的范围，节约能耗，提高出酒率和酒的品质的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，包括对流换热窖槽、内置发酵槽、对流换热盖板槽、系统控制器Ⅰ、雨水收集管、地下周转水槽和厂房；

所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽上均设有进水管、出水管、进水电动阀、出水电动阀，所述对流换热窖槽内壁面上、内置发酵槽内壁面上、对流换热盖板槽内均设有温度传感器，所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽内均设有流速传感器、液位传感器，所述内置发酵槽内设有酸度传感器；所述系统控制器Ⅰ与进水电动阀、出水电动阀、温度传感器、流速传感器、液位传感器、酸度传感器相连接；

所述内置发酵槽固定安装在对流换热窖槽内，所述对流换热盖板槽与对流换热窖槽、内置发酵槽接触的位置粘贴密封垫，对流换热盖板槽放置在对流换热窖槽和内置发酵槽之上时，由于重力作用挤压密封垫，可将对流换热窖槽和内置发酵槽与外界完全封闭，且对流换热窖槽和内置发酵槽之间也封闭；

所述对流换热窖槽位于厂房内，所述厂房的屋顶设有射流风机、防雨罩、屋顶电控高窗，所述射流风机、防雨罩位于对流换热窖槽正上方；所述雨水收集管的上端与厂房屋顶的排水口连通，下端直接排出或通过过滤器与对流换热窖槽的进水管连通，所述对流换热窖槽的出水管通过水管与地下周转水槽连通，所述地下周转水槽埋设在土壤内，周边与土壤紧密接触，所述地下周转水槽上设有水力模块；

所述厂房内设有室内温度传感器、室内湿度传感器、室内空气质量传感器、系统控制器Ⅱ，所述厂房外设有室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器，所述系统控制器Ⅱ与室内温度传感器、室内湿度传感器、室内空气质量传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器、射流风机、屋顶电控高窗相连接。

进一步，所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽底部均设有泄水管。

进一步，所述对流换热窖槽内设有限位条块，所述内置发酵槽通过限位条块固定安装在对流换热窖槽内。

进一步，所述内置发酵槽、对流换热盖板槽上均设有吊装环。

进一步，所述对流换热盖板槽上设有密闭检修口。

进一步，所述进水管和出水管上设有两个以上的带电动阀三通管，所述带电动阀三通管的电动阀与系统控制器Ⅰ相连，多个冷源的循环水通过带电动阀三通管与进水管和出水管连接。

进一步，还设有地下消防水池，以收集地下周转水槽中的水，地下周转水槽的顶部低于地下消防水池的设计溢流水位，对流换热窖槽内的水可经由地下周转水槽进入地下消防水池；地下消防水池和地下周转水槽之间设有溢流连通管，该管在消防水池处的安装位置紧贴设计溢流水位线上方，当地下周转水槽进入地下消防水池时，消防水池内的水超过设计溢流水位线，溢流进入溢流连通管进而进入地下周转水槽；溢流连通管上也设有电动阀，所述电动阀与系统控制器Ⅰ相连。

进一步，所述地下周转水槽与地下消防水池进出水管上分别设有两个以上的带电动阀三通管，与多个对流换热窖槽或者消防用水设备连接，所述带电动阀三通管的电动阀与系统控制器Ⅰ相连；所述地下周转水槽与地下消防水池通过水力模块、管路和电动阀连接，所述水力模块、电动阀与系统控制器Ⅰ相连。

进一步，所述水力模块包括泵、软接头、管路、压力表及过滤器。

进一步，还设有雨水引流管、布水导流管、水滴生成细目滤网，所述雨水引流管一端与雨水收集管连接，另一端与布水导流管连接，所述布水导流管末端设有水滴生成细目滤网；所述布水导流管的末端及水滴生成细目滤网靠近射流风机出口中心安装。

进一步，所述布水导流管的口部为类似喇叭口的渐扩管。

进一步，所述对流换热窖槽为两个以上，可通过地下周转水槽实现对流换热窖槽实现多个梯级换热或单个对流换热窖槽循环换热。本发明所述对流换热窖槽在每个厂房内可有多个，所述内置发酵槽在每个对流换热窖槽内也有多个，根据工艺需要确定。

进一步，所述射流风机直接对准所需降温的窖槽喷射气流，射入窖槽后形成U型气流流场，气流达到槽底部U型折返，再次流经窖槽，垂直向上从窖槽内流出，再经屋顶电控高窗排出。

射流风机也可有多个，与对流换热窖槽一一对应设置。

本发明所述对流换热窖槽为五面体(无顶)双层保温箱体，双层嵌套结构，双层壁面和底面均使用不锈钢材料制作，两层之间填充聚氨酯发泡保温材料。箱体强度可承受水的侧压力并有一定的承载力。

本发明所述内置发酵槽为单层不锈钢槽体结构，槽体强度可承受水的侧压力并满足吊运需要，槽体上部设有4个吊装环。发酵槽入粮发酵时，槽顶部粮食覆盖塑料薄膜密封。内置发酵槽的数量根据具体生产需要确定。

本发明所述对流换热盖板槽为六面体单层箱体，六面均使用不锈钢材料制作，槽内部填充聚氨酯发泡保温材料。槽体强度可承受水的压力并满足吊运需要，槽体上部设有6个吊装环。对流换热盖板槽可放置在对流换热窖槽和内置发酵槽之上，对流换热盖板槽与对流换热窖槽和内置发酵槽接触的位置设有橡胶密封垫层，将对流换热窖槽和内置发酵槽与外界完全封闭，且对流换热窖槽和内置发酵槽之间也封闭。

本发明所述地下周转水槽为六面体加强框架单层箱体，六面均使用加厚不锈钢材料制作。

地下消防水池为钢筋混凝土结构，埋于地下，消防水池内水温也接近土壤温度，在保证水位不下降的情况下可用于降温。

本发明在对流换热窖槽、对流换热盖板槽、地下周转水槽和地下消防水池上均设有进水管、出水管、进水电动阀、出水电动阀。其中，可通过电动阀的开启度的变化对进入对流换热窖槽和对流换热盖板槽内的水流量进行按需控制。当槽内温度超出规定范围较多时时，电动阀开度加大，循环水流量加大。当槽内温度在适宜范围内时，电动阀开度减小，循环水流量减小，循环能耗降低，系统节能运行。

本发明在对流换热窖槽内壁面上、内置发酵槽内壁面上、对流换热盖板槽内均设有温度传感器，对槽内的水温或发酵物温度进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ。

本发明在对流换热窖槽和对流换热盖板槽内均设有流速传感器，对槽内的水流速度进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ。水流速度是对流换热强度的重要指标，对水流速度进行监控，可了解槽内的对流换热强度。

本发明在对流换热窖槽和对流换热盖板槽内均设有液位传感器，对槽内的水位进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ。对槽内的水位进行监控，可以避免由于进出流电动阀偶尔出现动作不一致导致的槽内缺水温度失控现象，或窖槽内满水挤压顶部盖板槽或进入内置发酵槽的现象。当通过液位传感器，检测到槽内缺水时，系统控制器Ⅰ发出指令，加大进水管电动阀开度，减小出水管电动阀开度；当通过液位传感器，检测到槽内接近满水时，系统控制器Ⅰ发出指令，减少进水管电动阀开度，增加出水管电动阀开度。待水位稳定后，电动阀再转向由温度传感器参数进行控制的状态。对流换热窖槽内的液位始终低于内置发酵槽槽顶边。内置发酵槽槽顶边与对流换热盖板槽紧密接触、密封。

本发明在对流换热窖槽和对流换热盖板槽底部均设有泄水管，可在清理时进行泄水。对流换热盖板槽底部设有限位条块，方便内置发酵槽吊装入、对流换热窖槽时定位，使各个内置发酵槽之间保持一定的间距，利于对流换热和密封。

本发明在内置发酵槽内壁面上的不同高度的位置，设有酸度传感器，对槽内的酸度进行测量，并将测量结果传输至系统控制器。酸度传感器可采用现有技术的各种产品。

所述地下周转水槽在土壤内埋设，周边与土壤紧密接触，可与周边热惰性较大的土壤进行换热，起到调节地下周转水槽内水温的作用。地下周转水槽进水管与多个对流换热窖槽出水管相连，也与雨水管道相连(水不用时可从雨水管道排走)。

每个对流换热窖槽正上方设有防雨罩、射流风机，在内置发酵槽放入对流换热窖槽内之后、对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之前，对准对流换热窖槽进行高速射流送风，起到在初期冷却内置发酵槽及其内置的酒糟的作用。

所述射流风机为地下车库等大空间常用的内部气流引导设备。而本发明将其安装在屋面，直接吸取室外空气垂直向下送风，起到直接引入空气降温、通风的作用，气流速度高、强制对流换热降温效果好，且无需风管、风口等设备，安装简便节约投资。

所述射流风机直接对准所需降温的窖槽喷射气流，射入窖槽后形成U型气流流场，除高速气流强化了对流换热外，气流达到槽底部U型折返，再次流经窖槽，存在二次换热，气流动能利用率高。且换热后的气流垂直向上从窖槽内流出，再经屋顶电控高窗排出，气流基本不流经人体工作区，提高了工人的工作环境的舒适度。屋顶电控高窗每一个厂房至少有一处，宜在厂房最高点设置。

屋顶电控高窗与射流风机连锁开启(也可单独开启)，射流风机送入大量空气形成室内正压，且空气受热，在风压和热压的双重作用下，气流从屋顶电控高窗排出室外。

射流风机可由人工手动启闭或由系统控制器Ⅱ自动控制启闭。

射流风机对内置发酵槽降温换热的时间段是在内置发酵槽放入对流换热窖槽内之后、对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之前。

射流风机电机采用变频电机，向窖槽送风时高速运行。在对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之后，射流风机也可开启低速运行为厂房进行通风换气。

在系统控制器Ⅱ的控制下自动控制启闭的具体工作方式如下：

本发明在厂房室内外还设有室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器、室内空气质量传感器和系统控制器Ⅱ，对室内外的空气质量和温湿度进行监控，并在对室内温湿度和空气质量检测的基础上，根据室内外温湿度和空气质量对屋顶电控高窗与射流风机基于现有控制技术和工艺需要进行智能控制。比如当室外AQI>100、室外空气质量较差时(无论是否下雨)，为避免室外的脏空气吹过内置发酵槽时污染发酵槽顶部的酒糟，或者危害室内员工健康，可忽略室内外温湿度，停止射流送风。而在室内、外AQI均>100的情况下，在室内温度或者污染物浓度超过国家相关劳动保护规范要求、且高于室外参数时，开启射流风机。当室外AQI<100、室外空气质量较好时，且室内 AQI>100、室内酿酒生产排放的有害气体较多超过国家相关劳动保护规范要求时，为保证工人健康和减少厂房内部设备设施腐蚀，则忽略室内外温湿度，开启屋顶电控高窗与、射流风机对窖槽和厂房进行强制通风。

在室内外AQI均处于合理范围内时(比如均<100，各工况的AQI参数可根据具体工程和具体工艺需要确定)，按现有技术根据室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器的参数控制屋顶电控高窗与、射流风机，这种情况下，有强制通风换热(屋顶电控高窗与射流风机均开启)和自然通风换热(屋顶电控高窗开启、射流风机关闭)两种运行方式。

本发明也可按照其他现有技术设定控制策略和方案，达到节能、降温、换气和保护厂房内人员健康的目的。

本发明的所有设备均有人工控制和自动控制两种方式，各设备人工控制方式均优先于自动控制方式。

此外，由于四川、贵州等白酒酿造企业集聚地多雨。本发明除设有雨水收集管外，还设有雨水引流管，布水导流管，水滴生成细目滤网等设施。可在降雨天气下将厂房屋面雨水通过雨水引流管收集，再通过布水导流管引向射流风机喷口处。在射流风机喷口处气流速度很快，布水导流管背风的口部形成涡流负压区，在布水导流管背风的口部负压区安装有水滴生成细目滤网，雨水通过水滴生成细目滤网在屋面与射流风机喷口处高差静压力、重力和负压区负压的多重作用下，形成水滴进入负压区气流中，并最终逐渐进入射流的气流中，进一步增加气流的含水量(下雨时射流风机吸入的室外风已经含有雨水)。气流吹向对流换热窖槽后，进入对流换热窖槽的气流当中带有温度较低的微小水滴接触到内置发酵槽被加热、吸收热量，并可在高速气流的作用下产生蒸发吸热现象，有效降低内置发酵槽的表面温度。雨水收集管和雨水引流管上的阀门均由系统控制器Ⅱ进行控制。在室外下小雨时，关闭雨水收集管上的阀门，打开雨水引流管上的阀门；在室外下中雨时，同时打开雨水收集管上的阀门和雨水引流管上的阀门；在室外下大雨时，打开雨水收集管上的阀门，关闭雨水引流管上的阀门。室外的降雨情况从气象局公开发布的气象数据获得。也可根据天气预报提供的次日室外降雨量的信息，提前一天开启或关闭雨水收集管和雨水引流管上的阀门。

雨水引流管，布水导流管，水滴生成细目滤网均可采用现有技术的制造，布水导流管管径采用DN15，雨水引流管管径采用DN50。布水导流管的口部为类似喇叭口的渐扩管，利于增加布水导流管口部相对于射流风机出口的相对几何尺度，利于在布水导流管口部形成气流涡流负压区。水滴生成细目滤网采用普通生活用水龙头滤网，其口径与布水导流管口部渐扩管的最大断面口径(最粗部分)相同。

本发明设有系统控制器Ⅰ，根据温度传感器、流速传感器、液位传感器的参数，控制所述进水电动阀、出水电动阀动作，科学合理控制系统进行换热，将槽内温度控制在适宜的水平。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、控温效率高，节约能耗。相较现有空调恒温发酵车间的调控整个车间空气温度的方式, 本发明使用水浴控制有限的窖槽空间内的温度，控温效率高，节约能耗。并且，现有空调恒温发酵车间控制空气温度只能使用约7℃-12℃低温冷冻水(由制冷站的制冷机组制备)进入空调设备与空气换热送冷风，存在空气-冷却塔换热、冷冻水-空气换热、低温冷冻水输送等多个过程，系统冷量损耗大，冷冻水制备能耗高。而本发明可直接使用冷冻站的冷冻水(一般可采用15℃-20℃相对高温冷冻水混水升温后，形成20℃-35℃左右循环水对窖槽控温)或直接在过渡季使用冷却塔提供的适宜温度的冷却水或者地下水、地表水或收集的雨水等进入对流换热窖槽进行循环换热(多个冷源可通过带电动阀三通管与进水管和出水管连接)，直接与内置发酵槽进行热交换，换热效率高；冷水机组运行能效高(如采用冷水机组回水温度采用15℃-20℃时，冷水机组COP相对7℃-12℃供回水温度下大幅升高)；且没有末端风机盘管或空调机组的风机耗电；整个系统运行能耗相对普通恒温发酵车间较低。

2、控温效果好。相较传统的埋地窖槽和空调恒温发酵车间内与空气换热的窖槽，水浴换热的液体强制对流换热效果更好，对窖槽控温效果更好。

3、自动化程度高。本发明设有系统控制器Ⅰ、温度传感器、流速传感器、液位传感器，以及进水电动阀、出水电动阀，可对系统的循环水量进行智能控制，使窖槽的温度处在合理的水平，自动化程度高，控制科学、合理。

4、合理利用雨水资源。设有雨水收集管，可将雨水引入、吹入各个窖槽直接换热或蒸发换热，也可进而引入地下周转水槽，起到利用和蓄积雨水的作用，符合绿色工业建筑蓄积利用雨水的设计理念。且雨水一般比室温略低，也经水力模块加油后循环可对内置发酵槽加糟吊入对流换热窖槽初期进行降温，避免降温初期冷却温差过大导致酒糟结块。

5、节约水资源。设有地下周转水槽，当内置发酵槽进行吊入或吊出作业时，需要将、对流换热窖槽内部的水排空，如直接排掉将浪费大量水资源。本发明多个对流换热窖槽对应设置一个地下周转水槽可在内置发酵槽进行吊入或吊出作业收集对流换热窖槽排出的水。

6.设有多种方式对初期高温酒糟柔和降温，提升发酵品质。

摊凉机依靠风机吹风的快速降温方式容易导致酒糟表面降温而内部未降温的情况。当酒糟搅拌后被装入内置发酵槽时往往还保持高达数十度的较高的温度，此时如直接使用循环水浴方法对内置发酵槽进行冷却，温差太大，容易导致内置发酵槽外侧酒糟冷却过快结块影响后期发酵。此时，本发明有4种方法处理：1)上述利用略低于室温的雨水对系统进行冷却； 2)进行各个对流换热窖槽的梯级冷却，即将其他对流换热窖槽(内设装有温度已较低的酒糟的内置发酵槽)排出的温度已经升高的冷却水先排入地下周转水槽，然后经水力模块二次加压后进入下一对流换热窖槽(内设装有温度已较低的酒糟的内置发酵槽)，周而复始，多次换热提升温度，当温度提升后再进入高温酒糟刚刚入槽的对流换热窖槽进行换热，换热后的循环水流回循环水回水管。3)在方法2)的基础上，在高温酒糟所在对流换热窖槽换热后的循环水流回地下周转水槽，再经水力模块加压后再次进入高温酒糟所在对流换热窖槽，对同一个对流换热窖槽循环换热，换热温差越来越小，对酒糟柔和缓慢降温。各种动作的温度控制点可按现有技术根据具体工艺需要进行设定。4)利用射流风机引进室外空气喷射的气流，在 3、对流换热盖板槽盖上前，对窖槽进行空气对流换热或结合雨水进行蒸发换热。

7.增加建筑物消防安全性。由于本发明设有多个大型对流换热窖槽以及地下周转水槽，内存有大量的循环水，当建筑物发生火灾时，利用地下周转水槽所配的水力模块加压可将地下周转水槽以及各个对流换热窖槽的存水逐一补充入建筑物消防水池(各个对流换热窖槽需逐一先泄入地下周转水槽)，延长消防水池的供水时间，提高建筑物消防给水系统的可靠性，增加危险等级较高的酒厂建筑物的消防安全性。

8.而本发明将射流风机安装在屋面，直接吸取室外空气垂直向下送风，起到直接引入室外空气降温、通风的作用(空气质量好时)，气流速度高、强制对流换热降温效果好，且无需风管、风口等设备，直接对准所需降温的窖槽，安装简便节约投资。

9.设有室内外空气质量传感器，避免污染酒糟。酒糟表面粘度较大，传统的摊凉机吹风冷却方式中大风量含有大量PM2.5等颗粒污染物的空气如果用于冷却酒糟，会导致酒糟表面吸附大量污染物，最终通过蒸馏等过程进入成本酒，危害消费者健康。本发明使用水浴换热可完成摊凉降温过程，减少了与空气换热的接触面积，减少了酒糟污染，且根据室内外空气质量传感器的参数对射流风机进行控制，仅一步降低空气射流对内置发酵槽内顶层暴露的酒糟污染的风险，保证了酒糟的品质和室内生产环境的健康。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统的结构示意图；

图中：1、对流换热窖槽，2、内置发酵槽，3、对流换热盖板槽，4、进水管，5、出水管，6、进水电动阀，7、出水电动阀，8、温度传感器，9、流速传感器，10、液位传感器，11、泄水管，12、系统控制器Ⅰ，13、限位条块，14、吊装环，15、密闭检修口，16、酸度传感器，17、雨水收集管，18、过滤器，19、水管，20、地下周转水槽，21、水力模块，22、地下消防水池，23、射流风机，24、防雨罩，25、屋顶电控高窗，26、室内温度传感器，27、室内湿度传感器，28、室外温度传感器，29、室外湿度传感器，30、室外空气质量传感器， 31、室内空气质量传感器，32、系统控制器Ⅱ，33、厂房，34、雨水引流管，35、布水导流管，36、水滴生成细目滤网，37、带电动阀三通管，38、溢流连通管。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照图1和图2，一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，包括对流换热窖槽1、内置发酵槽2、对流换热盖板槽3、系统控制器Ⅰ12、雨水收集管17、地下周转水槽20和厂房33；

所述对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3上均设有进水管4、出水管5、进水电动阀6、出水电动阀7，所述对流换热窖槽1内壁面上、内置发酵槽2内壁面上、对流换热盖板槽3内均设有温度传感器8，所述对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3内均设有流速传感器9、液位传感器10，所述内置发酵槽2内设有酸度传感器16；所述系统控制器Ⅰ12与进水电动阀6、出水电动阀7、温度传感器8、流速传感器9、液位传感器10、酸度传感器16相连接；

所述内置发酵槽2固定安装在对流换热窖槽1内，所述对流换热盖板槽3与对流换热窖槽1、内置发酵槽2接触的位置粘贴橡胶密封垫，对流换热盖板槽3放置在对流换热窖槽1 和内置发酵槽2之上时，由于重力作用挤压橡胶密封垫，可将对流换热窖槽1和内置发酵槽 2与外界完全封闭，且对流换热窖槽1和内置发酵槽2之间也封闭；

所述对流换热窖槽1位于厂房33内，所述厂房33的屋顶设有射流风机23、防雨罩24、屋顶电控高窗25，所述射流风机23、防雨罩24位于对流换热窖槽1正上方，所述雨水收集管17的上端与厂房33屋顶的排水口连通，下端直接排出或通过过滤器18与对流换热窖槽1的进水管连通，所述对流换热窖槽1的出水管通过水管19与地下周转水槽20连通，所述地下周转水槽20埋设在土壤内，周边与土壤紧密接触，所述地下周转水槽20上设有水力模块21；

所述厂房33内设有室内温度传感器26、室内湿度传感器27、室内空气质量传感器31、系统控制器Ⅱ32，所述厂房33外设有室外温度传感器28、室外湿度传感器29、室外空气质量传感器30，所述系统控制器Ⅱ32与室内温度传感器26、室内湿度传感器27、室内空气质量传感器31、室外温度传感器28、室外湿度传感器29、室外空气质量传感器30、射流风机23、屋顶电控高窗25相连接。

本实施例中，所述对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3底部均设有泄水管11。

本实施例中，所述对流换热窖槽1内设有限位条块13，所述内置发酵槽2通过限位条块 13固定安装在对流换热窖槽1内。

本实施例中，所述内置发酵槽2、对流换热盖板槽3上均设有吊装环14。

本实施例中，所述对流换热盖板槽3上设有密闭检修口15。

本实施例中，所述进水管和出水管上设有两个以上的带电动阀三通管37，所述水力模块 21、电动阀与系统控制器Ⅰ12相连，多个冷源的循环水可通过带电动阀三通管37与进水管和出水管连接。

本实施例中，还设有地下消防水池22，以收集地下周转水槽20中的水，地下周转水槽 20的顶部低于地下消防水池22的设计溢流水位，对流换热窖槽1内的水可经由地下周转水槽20进入地下消防水池22；地下消防水池22和地下周转水槽20之间设有溢流连通管38，该管在消防水池处的安装位置紧贴设计溢流水位线上方，当地下周转水槽进入地下消防水池时，消防水池内的水超过设计溢流水位线，溢流进入溢流连通管进而进入地下周转水槽；溢流连通管上也设有电动阀，所述电动阀与系统控制器Ⅰ12相连。

所述地下周转水槽20与地下消防水池22进出水管上分别设有两个以上的带电动阀三通管，与多个对流换热窖槽或者消防用水设备连接，所述带电动阀三通管的电动阀与系统控制器Ⅰ12相连；所述地下周转水槽20与地下消防水池22通过水力模块21、管路和电动阀连接，所述水力模块21、电动阀与系统控制器Ⅰ12相连。

本实施例中，所述水力模块21包括泵、软接头、管路、压力表及过滤器等。

本发明所述对流换热窖槽1为五面体(无顶)双层保温箱体，双层嵌套结构，双层壁面和底面均使用不锈钢材料制作，两层之间填充聚氨酯发泡保温材料。箱体强度可承受水的侧压力并有一定的承载力。对流换热窖槽1的尺寸根据具体生产需要确定。

本发明所述内置发酵槽2为单层不锈钢槽体结构，槽体强度可承受水的侧压力并满足吊运需要，槽体上部设有4个吊装环14。发酵槽入粮发酵时，槽顶部粮食覆盖塑料薄膜密封。内置发酵槽2的尺寸和数量根据具体生产需要确定，数量可为大于2的任意个数。

本发明所述对流换热盖板槽3为六面体单层箱体，六面均使用不锈钢材料制作，槽内部填充聚氨酯发泡保温材料。槽体强度可承受水的压力并满足吊运需要，槽体上部设有6个吊装环14。对流换热盖板槽3可放置在对流换热窖槽1和内置发酵槽2之上，对流换热盖板槽 3与对流换热窖槽1和内置发酵槽2接触的位置设有橡胶密封垫层，将对流换热窖槽1和内置发酵槽2与外界完全封闭，且对流换热窖槽1和内置发酵槽2之间也封闭。对流换热盖板槽3的尺寸根据对流换热窖槽1的尺寸确定。

所述对流换热窖槽1、内置发酵槽2、对流换热盖板槽3、地埋管换热系统可使用现有不锈钢制造技术进行设计制造，尺寸根据具体工艺需要确定。每个面之间可使用焊接。对流换热窖槽1双层壳之间和对流换热盖板槽3内填充聚氨酯发泡保温材料厚度在50～80mm，对流换热窖槽口部双层窖槽板之间使用不锈钢板条焊接封口后粘贴橡胶密封垫层。单层的发酵槽口部不锈钢卷边收口，在收口处粘贴条状橡胶密封垫。对流换热盖板槽3与对流换热窖槽1、内置发酵2接触的位置粘贴橡胶密封垫。对流换热盖板槽3放置在对流换热窖槽1和内置发酵槽2之上时，由于重力作用挤压橡胶密封垫可将对流换热窖槽1和内置发酵槽2与外界完全封闭，且对流换热窖槽1和内置发酵槽2之间也封闭。

本发明在对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3均设有进水管4、出水管5、进水电动阀6、出水电动阀7，可通过电动阀的开启度的变化对进入对流换热窖槽1和对流换热盖板槽2内的水流量进行按需控制。当槽内温度超出规定范围时，电动阀开度加大，循环水流量加大。当槽内温度在适宜范围内时，电动阀开度减小，循环水流量减小，循环能耗降低，系统节能运行。

本发明在对流换热窖槽1内壁面上、内置发酵槽2内壁面上、对流换热盖板槽3内均设有温度传感器8，对槽内的水温或发酵物温度进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ 12。所述温度传感器8可使用Pt100铂电阻、配套温度变送器制成，可向系统控制器Ⅰ12传送对流换热窖槽1、内置发酵槽2、对流换热盖板槽3内的温度。

本发明在对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3内均设有流速传感器9，对槽内的水流速度进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ12。水流速度是对流换热强度的重要指标，对水流速度进行监控，可了解槽内的对流换热强度。

本发明在对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3内均设有液位传感器10，对槽内的水位进行测量，并将测量结果传输至系统控制器Ⅰ12。对槽内的水位进行监控，可以避免由于进出流电动阀偶尔出现动作不一致导致的槽内缺水温度失控现象，或窖槽内满水挤压顶部盖板槽或密闭检修口的现象。当通过液位传感器，检测到槽内缺水时，系统控制器Ⅰ12发出指令，加大进水管电动阀开度，减小出水管电动阀开度；当通过液位传感器，检测到槽内接近满水时，系统控制器Ⅰ12发出指令，减少进水管电动阀开度，增加出水管电动阀开度。待水位稳定后，电动阀再转向由温度传感器参数进行控制的状态。

本发明在对流换热窖槽1和对流换热盖板槽3底部均设有泄水管11，可在清理时进行泄水。

本发明设有系统控制器Ⅰ12，根据温度传感器8、流速传感器9、液位传感器10的参数，控制所述进水电动阀6、出水电动阀7动作，科学合理控制系统进行换热，将槽内温度控制在适宜的水平。所述系统控制器Ⅰ12可使用现有技术制成，比如使用基于通用PLC的智能控制器制成，控制程序可使用PLC厂家配套的开发工具根据本说明书编制。

对流换热窖槽1底部设有不锈钢限位条块，方便内置发酵槽2吊装入对流换热窖槽1时定位，使各个内置发酵槽2之间保持一定的间距，利于对流换热和与对流换热盖板槽2之间的密封。

内置发酵槽2吊装入对流换热窖槽1或对流换热盖板槽3吊装放置在对流换热窖槽1和内置发酵槽2之上时，可使用酿酒长厂房内的起重行车吊装。

所述地下周转水槽在土壤内埋设，周边与土壤紧密接触，可与周边热惰性较大的土壤进行换热，起到调节地下周转水槽内水温的作用。地下周转水槽进水管与多个对流换热窖槽出水管相连，也与雨水管道相连(水不用时可从雨水管道排走)。

每个对流换热窖槽正上方设有防雨罩、射流风机，在内置发酵槽放入对流换热窖槽内之后、对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之前，对准对流换热窖槽进行高速射流送风，起到在初期冷却内置发酵槽及其内置的酒糟的作用。

所述射流风机为地下车库等大空间常用的内部气流引导设备。而本发明将其安装在屋面，直接吸取室外空气垂直向下送风，起到直接引入室外低温、高品质空气降温、通风的作用，气流速度高、强制对流换热降温效果好，且无需风管、风口等设备，安装简便节约投资。

所述射流风机直接对准所需降温的窖槽喷射气流，射入窖槽后形成U型气流流场，除高速气流强化了对流换热外，气流达到槽底部U型折返，再次流经窖槽，存在二次换热，气流动能利用率高。且换热后的气流垂直向上从窖槽内流出，再经屋顶电控高窗排出，基本不流经人体工作区，提高了工人的工作环境的舒适度。屋顶电控高窗每一个厂房至少有一处，宜在厂房最高点设置。

屋顶电控高窗与射流风机连锁开启(也可单独开启)，射流风机送入大量空气形成室内正压，且空气受热，在风压和热压的双重作用下，气流从屋顶电控高窗排出室外。

射流风机可由人工手动启闭或由系统控制器Ⅱ自动控制启闭。

射流风机对内置发酵槽降温换热的时间段是在内置发酵槽放入对流换热窖槽内之后、对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之前。

在对流换热盖板槽盖在对流换热窖槽上之后，射流风机也可开启为厂房进行通风换气。

在系统控制器Ⅱ的控制下自动控制启闭的具体工作方式如下：

本发明在厂房室内外还设有室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器、室内空气质量传感器和系统控制器Ⅱ，对室内外的空气质量和温湿度进行监控，并在对室内温湿度和空气质量检测的基础上，根据室内外温湿度和空气质量对屋顶电控高窗与射流风机基于现有控制技术和工艺需要进行智能控制。比如当室外AQI>100、室外空气质量较差时(无论是否下雨)，为避免室外的脏空气吹过内置发酵槽时污染发酵槽顶部的酒糟，或者危害室内员工健康，可忽略室内外温湿度，停止射流送风。而在室内、外AQI均>100的情况下，在室内温度或者污染物浓度超过国家相关劳动保护规范要求、且高于室外参数时，开启射流风机。当室外AQI<100、室外空气质量较好时，且室内 AQI>100、室内酿酒生产排放的有害气体较多超过国家相关劳动保护规范要求时，为保证工人健康和减少厂房内部设备设施腐蚀，则忽略室内外温湿度，开启屋顶电控高窗与、射流风机对窖槽和厂房进行强制通风。

在室内外AQI均处于合理范围内时(比如均<100，各工况的AQI参数可根据具体工程和具体工艺需要确定)，按现有技术根据室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器的参数控制屋顶电控高窗与、射流风机，这种情况下，有强制通风换热(屋顶电控高窗与射流风机均开启)和自然通风换热(屋顶电控高窗开启、射流风机关闭)两种运行方式。

本发明也可按照其他现有技术设定控制策略和方案，达到节能、降温、换气和保护厂房内人员健康的目的。

本发明的所有设备均有人工控制和自动控制两种方式，各设备人工控制方式均优先于自动控制方式。

此外，由于四川、贵州等白酒酿造企业集聚地多雨。本发明除设有雨水收集管17外，还设有雨水引流管34、布水导流管35、水滴生成细目滤网36等设施。可在降雨天气下将厂房屋面雨水通过雨水引流管34收集，通过布水导流管35引向射流风机喷口23处，在射流风机喷口处气流速度很快，布水导流管35背风的口部形成涡流负压区，在布水导流管35背风的口部负压区安装有水滴生成细目滤网36，雨水通过水滴生成细目滤网36在屋面与射流风机喷口处高差静压力、重力和负压区负压的多重作用下，形成水滴进入负压区气流中，并最终逐渐进入射流的气流中，进一步增加气流的含水量(下雨时射流风机吸入的室外风已经含有雨水)。气流吹向对流换热窖槽1后，进入对流换热窖槽1的气流当中带有温度较低的微小水滴接触到内置发酵槽2被加热、吸收热量，并可在高速气流的作用下产生蒸发吸热现象，有效降低内置发酵槽2的表面温度。雨水收集管17和雨水引流管34上的阀门均由系统控制器Ⅱ32进行控制。在室外下小雨时，关闭雨水收集管17上的阀门，打开雨水引流管34上的阀门；在室外下中雨时，同时打开雨水收集管17上的阀门和雨水引流管34上的阀门；在室外下大雨时，打开雨水收集管17上的阀门，关闭雨水引流管34上的阀门。室外的降雨情况从气象局公开发布的气象数据获得。也可根据天气预报提供的次日室外降雨量的信息，提前一天开启或关闭雨水收集管17和雨水引流管34上的阀门。

雨水引流管34、布水导流管35、水滴生成细目滤网36均可采用现有技术的制造，布水导流管管径采用DN15，雨水引流管管径采用DN50。布水导流管35的口部为类似喇叭口的渐扩管，利于增加布水导流管口部相对于射流风机出口的相对几何尺度，利于在布水导流管口部形成气流涡流负压区。水滴生成细目滤网采用普通生活用水龙头滤网，其口径与布水导流管口部渐扩管的最大断面口径(最粗部分)相同。

本发明利用循环水对发酵槽进行对流换热，并设有各种温度传感器、流速传感器、电动阀以及控制器，可准确将发酵槽的温度控制在适宜的范围，节约能耗。提高出酒率和酒的品质。

Claims (10)

1.一种多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：包括对流换热窖槽、内置发酵槽、对流换热盖板槽、系统控制器Ⅰ、雨水收集管、地下周转水槽和厂房；

所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽上均设有进水管、出水管、进水电动阀、出水电动阀，所述对流换热窖槽内壁面上、内置发酵槽内壁面上、对流换热盖板槽内均设有温度传感器，所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽内均设有流速传感器、液位传感器，所述内置发酵槽内设有酸度传感器；所述系统控制器Ⅰ与进水电动阀、出水电动阀、温度传感器、流速传感器、液位传感器、酸度传感器相连接；

所述内置发酵槽固定安装在对流换热窖槽内，所述对流换热盖板槽与对流换热窖槽、内置发酵槽接触的位置粘贴密封垫，对流换热盖板槽放置在对流换热窖槽和内置发酵槽之上时，由于重力作用挤压密封垫，将对流换热窖槽和内置发酵槽与外界完全封闭，且对流换热窖槽和内置发酵槽之间也封闭；

所述对流换热窖槽位于厂房内，所述厂房的屋顶设有射流风机、防雨罩、屋顶电控高窗，所述射流风机、防雨罩位于对流换热窖槽正上方，所述雨水收集管的上端与厂房屋顶的排水口连通，下端直接排出或通过过滤器与对流换热窖槽的进水管连通，所述对流换热窖槽的出水管通过水管与地下周转水槽连通，所述地下周转水槽埋设在土壤内，周边与土壤紧密接触，所述地下周转水槽上设有水力模块；

所述厂房内设有室内温度传感器、室内湿度传感器、室内空气质量传感器、系统控制器Ⅱ，所述厂房外设有室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器，所述系统控制器Ⅱ与室内温度传感器、室内湿度传感器、室内空气质量传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、室外空气质量传感器、射流风机、屋顶电控高窗相连接。

2.根据权利要求1所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述对流换热窖槽和对流换热盖板槽底部均设有泄水管。

3.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述对流换热窖槽内设有限位条块，所述内置发酵槽通过限位条块固定安装在对流换热窖槽内。

4.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述内置发酵槽、对流换热盖板槽上均设有吊装环。

5.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述对流换热盖板槽上设有密闭检修口。

6.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述进水管和出水管上设有两个以上的带电动阀三通管，所述带电动阀三通管的电动阀与系统控制器Ⅰ相连，多个冷源的循环水通过带电动阀三通管与进水管和出水管连接。

7.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：还设有地下消防水池，以收集地下周转水槽中的水，地下周转水槽的顶部低于地下消防水池的设计溢流水位，对流换热窖槽内的水可经由地下周转水槽进入地下消防水池；地下消防水池和地下周转水槽之间设有溢流连通管，该管在消防水池处的安装位置紧贴设计溢流水位线上方，当地下周转水槽进入地下消防水池时，消防水池内的水超过设计溢流水位线，溢流进入溢流连通管进而进入地下周转水槽，溢流连通管上也设有电动阀，所述电动阀与系统控制器Ⅰ相连。

8.根据权利要求7述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述地下周转水槽与地下消防水池进出水管上分别设有两个以上的带电动阀三通管，与多个对流换热窖槽或者消防用水设备连接，所述带电动阀三通管的电动阀与系统控制器Ⅰ相连；所述地下周转水槽与地下消防水池通过水力模块、管路和电动阀连接，所述水力模块、电动阀与系统控制器Ⅰ相连。

9.根据权利要求1或2述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：还设有雨水引流管、布水导流管、水滴生成细目滤网，所述雨水引流管一端与雨水收集管连接，另一端与布水导流管连接，所述布水导流管末端设有水滴生成细目滤网；所述布水导流管的末端及水滴生成细目滤网靠近射流风机出口中心安装。

10.根据权利要求1或2所述的多冷源智能化白酒酿造热环境控制系统，其特征在于：所述对流换热窖槽为两个以上，可通过地下周转水槽实现对流换热窖槽梯级换热或单个对流换热窖槽循环换热。