CN205119653U - 用于冷却发酵和/或储藏罐的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，该装置包括：至少一个热交换器，该至少一个热交换器被设计成将热从所述发酵和/或储藏罐传递至冷却介质；和至少一个制冷系统，该至少一个制冷系统与所述热交换器连接，所述制冷系统包括具有第一压缩机的第一温度支路和具有第二压缩机的第二温度支路，其中，所述制冷系统与所述热交换器连接，使得所述冷却介质能够先后选择性地在第一温度下从所述第一温度支路供给至所述热交换器和在与所述第一温度不同的第二温度下从所述第二温度支路供给至同一热交换器。本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置使发酵和/或储藏罐或者罐场在发酵阶段及降温阶段的冷却有效且节能，降低制冷设备的能量消耗。

Description

用于冷却发酵和/或储藏罐的装置
技术领域
本实用新型涉及用于冷却(特别是夹套冷却(jacketcooling))、特别是在发酵阶段和降温阶段(特别是在啤酒生产中)冷却一个和/或多个发酵和/或储藏罐的装置和方法。
背景技术
在发酵液体食品(特别是啤酒)的制造中，发酵过程是在预定的时间段、在预定的固定温度变程(marchoftemperature)下(例如，+20℃的最高温度下)进行的，这根据生产方法的不同而不同并且例如借助于发酵图表进行记录。在发酵过程中，添加至麦芽汁的酵母将所含的糖转化成酒精、CO2和热(一旦酵母添加至麦芽汁且发酵过程开始，麦芽汁被称作生啤)。利用上部发酵酵母(top-fermentedyeast)，最优的发酵温度为高于13℃，大多数情况下甚至高于18℃，典型地甚至高至25℃。然而，对于底部发酵酵母(bottom-fermentedyeast)，在典型方法中采用6℃和18℃之间的温度。如果使用顶部发酵酵母，则主发酵过程将会持续大约三天至五天，如果使用底部发酵酵母，则通常将会持续更长(有时会达到大约十天至十二天)。在工业过程中，发酵过程(至少主发酵过程)通常在闭合的圆筒-锥形罐中进行。为了在发酵阶段的整个时间段内均保持这些发酵罐的温度恒定，或者为了借助于给定的温度曲线(temperatureprofile)通过开环或闭环控制来控制这些发酵罐的温度，因此必须持续地移除产生的热。为此，在发酵阶段对发酵罐持续冷却。
除了几乎没有有效的空间进行冷却以外，通常经由安装于罐的外部的冷却装置(即，热交换器)对发酵和/或储藏罐进行夹套冷却。在该过程中，经由从外部安装于筒状夹套和/或锥体的冷却面移除排出的发酵热。为此所要求的制冷能力由根据待被发酵的麦芽汁的量、提取物降解率和发酵时间而由采用的制造工艺确定，并且可以通过以下公式算出：制冷能力＝{麦芽汁的量[hl]×提取物降解率[kg/hl]×135[kcal/kg]}/发酵时间
在啤酒生产中，主发酵过程通常跟随有二次发酵阶段和降温阶段，在降温阶段中，发酵和/或储藏罐的温度会从发酵阶段的温度(例如，+20℃)降至储藏温度(例如，-1℃至+3℃)，或者较高的二次发酵温度(例如，+2℃至+4℃)。通常，即在典型的方法中，发酵罐在二次发酵期间已经降温了。然而，应当注意，在二次发酵阶段中温度升高时，仍然存在发酵过程。因而，可能通过酵母使在主发酵阶段形成的发酵副产品快速地降解。然而，根据制造工艺，二次发酵还可以在储藏窖中的另一罐(例如第二圆筒-锥形罐)或横卧罐(lyingtank)内进行并因而独立于主发酵。根据主发酵、二次发酵和储藏是否在同一罐中进行，这被称作单罐工艺或两罐工艺。在两罐工艺中，从一个罐(例如，主发酵)进入另一罐(二次发酵和储藏)的循环工艺步骤被称作“管涌(piping)”。在这种情况下，在大多数情况下，在进行主发酵的罐中温度已经被降至管路温度(pipetemperature)，管路温度可以为例如+2℃至+4℃。在进行二次发酵和储藏的罐中，用于二次发酵的期望的温度必须维持为或降至储藏温度(例如，-1℃至+3℃)。此外，还存在在第一罐中进行主发酵和二次发酵，在第二罐中进行储藏的两罐工艺。这里，生啤在第一罐中发酵完全，其中降至储藏温度(例如，-1℃至+3℃)的降温通常也在该第一罐中进行。在第二罐中，仅必须维持储藏温度。在单罐工艺中，通常将罐称作用于主发酵工艺、二次发酵工艺和储藏工艺的通用罐(uni-tank)。通常，构造圆筒-锥形罐，使得它们可以选择性地用作发酵罐和储藏罐两者。
因而，发酵液体食品(特别是啤酒)的制造过程被分成两个阶段，这对所使用的冷却系统和制冷设备提出不同的需求：在第一阶段、发酵阶段，必须在整个特定时间段(例如，几天)内使发酵罐的温度保持恒定在最优的发酵温度。相比之下，在第二阶段、即降温阶段，在由生产者限定的时间段内将生啤从发酵温度降至明显较低的储藏温度或管涌温度(例如，每小时降1℃)。因此，传统的制冷设备设置有在不同的入口温度下操作的两个单独的冷却装置，该冷却装置具有单独的冷却面，例如锥体处的夹套冷却和管路冷却。这里，不同的散热器(即，热交换器)的不同的入口温度是如下地达到的：当使用压缩制冷机时经由背压阀达到，或者通过向较低温度的副冷却剂添加较高温度的副冷却剂来达到。而二次发酵和冷却还可以在发酵罐中被直接地执行，因而现有技术一般提供了具有用于两个阶段的单独的冷却回路的单独的冷却装置。
对于上述冷却，现代酿酒厂通常使用一个或几个压缩制冷机，该一个或几个压缩制冷机除了包括热交换器(蒸发器)以外，还包括用于压缩气态制冷剂的压缩机。被压缩的制冷剂从压缩机引至另一热交换器(冷凝器)，在冷凝器处，被压缩的制冷剂在排出热的同时冷凝。同时，液体制冷剂经由节流阀(膨胀阀)或毛细管扩展，并随后返回至蒸发器。压缩制冷机的能量消耗主要由所采用的压缩机的最终压力与吸入压力之间的压力比及性能系数(COP)确定。蒸发器温度与冷凝器温度之间的差越大，对压缩机的性能要求越高。在啤酒厂的传统的制冷设备中，上述两个冷却阶段均经由具有单独的槽(即，罐)的单独的制冷设备来实现，或者作为选择，利用制冷设备在所要求的最低蒸发器温度下操作单个罐。然而，在第一个情况下，由此增加了投资成本，而在第二个情况下，归因于冷凝器温度和蒸发器温度之间较大的差操作成本会增加。
因而，本实用新型的目的在于，确保在不产生上述缺点的情况下，使发酵和/或储藏罐或者几个(至少两个)发酵和/或储藏罐的罐场在发酵阶段及降温阶段的冷却有效且节能。总的来说，该目的包括降低在发酵液体食品的制造中所采用的制冷设备的能量消耗。
实用新型内容
在啤酒厂的传统的制冷设备中，上述两个冷却阶段均经由具有单独的槽(即，罐)的单独的制冷设备来实现，或者作为选择，利用制冷设备在所要求的最低蒸发器温度下操作单个罐。然而，在第一个情况下，由此增加了投资成本，而在第二个情况下，归因于冷凝器温度和蒸发器温度之间较大的差操作成本会增加。
本实用新型的目的在于，确保在不产生上述缺点的情况下，使发酵和/或储藏罐或者几个(至少两个)发酵和/或储藏罐的罐场在发酵阶段及降温阶段的冷却有效且节能。总的来说，该目的包括降低在发酵液体食品的制造中所采用的制冷设备的能量消耗。
上述目的通过用于冷却发酵和/或储藏罐的装置来实现，该装置包括：
至少一个热交换器，该至少一个热交换器被设计成将热从所述发酵和/或储藏罐传递至冷却介质，
至少一个制冷设备，该至少一个制冷设备与所述热交换器连接，
所述制冷设备包括具有第一压缩机的第一温度支路和具有第二压缩机的第二温度支路，并且
所述制冷设备与所述热交换器连接，使得所述冷却介质能够先后选择性地在第一温度下从所述第一温度支路供给至所述热交换器和在与所述第一温度不同的第二温度下从所述第二温度支路供给至同一热交换器。
根据本实用新型，装置为用于夹套冷却发酵和/或储藏罐的装置，其中至少一个热交换器从外侧安装于发酵和/或储藏罐。另外或作为选择，还可以将该至少一个热交换器安装在发酵和/或储藏罐的内侧。接着，单个热交换器或者两个或几个热交换器的组可以用于冷却，在冷却介质的相同温度下操作两个或几个热交换器的组。因而，根据本实用新型，为了在液体(诸如麦芽汁、生啤等)的发酵期间移除与工艺相关的发酵热，并且为了利用具有两个不同温度的冷却介质冷却该液体，利用一个且相同的至少一个热交换器来操作一个且相同的发酵和/或储藏罐。在该过程中，根据一个或几个控制阀的位置，冷却介质选择性地先后(即，在单独的阶段)在第一温度或第二温度下供给至相同的该至少一个热交换器。本实用新型还包括具有几个发酵和/或储藏罐的设备，各发酵和/或储藏罐均包括根据本实用新型的在冷却介质的两个不同温度下操作的至少一个热交换器。特别地，本实用新型包括如下罐场：该罐场包括几个发酵和/或储藏罐，该几个发酵和/或储藏罐均在制造工艺的不同阶段或子阶段(即，发酵阶段和冷却阶段)中被操作。
根据冷却介质为待被蒸发的制冷剂(直接冷却，详见下文)或液体副冷却剂(间接冷却，也详见下文)，可以将热交换器设计为蒸发器或液体换热器。作为蒸发器，可以将热交换器设计为竖管式蒸发器(verticaltubeevaporator)、壳管式蒸发器(shellandtubeevaporator)、加肋管式蒸发器(ribbedtubeevaporator)、螺旋管式蒸发器(coiledtubeevaporator)、板式蒸发器(plateevaporator)、冷却袋(特别是枕板式冷却袋)(参见下文)或任意熟知的设计。特别地，热交换器可以为具有制冷剂注射的热交换器、即具有干膨胀件(dryexpansion)的蒸发器，其装配有位于入口处的节流构件并且被设计为制冷剂在出口处完全蒸发且过热。作为液体换热器，可以采用板式热交换器、螺旋式热交换器、管式热交换器、筒式热交换器、U字形管式热交换器、夹套管式热交换器等。这里，所提及的设计中的一些设计可以用于直接冷却和间接冷却两者，即可以用作蒸发器或液体热交换器。另外，作为选择或另外，可以将热交换器安装在发酵和/或储藏罐内。
根据本实用新型，热交换器连接(即，经由管路连接)有至少一个制冷设备，制冷设备包括至少一条第一温度支路和一条第二温度支路。这里，一个或几个单独的制冷设备(参见下文)可以与热交换器连接。这里，至少两条温度支路中的每条温度支路均包括压缩机，可以特别选择该压缩机的操作参数(特别是最终压力与吸入压力的压力比，即压缩度)，使得冷却介质可以在第一温度下从第一温度支路供给至热交换器，并且在与第一温度不同的第二温度下从第二温度支路供给至同一热交换器。特别地，可以根据最优的性能系数(COP)(即，制冷能力与电功率的最优比)所要求的压力比来选择对应的压缩机。因而，根据本实用新型，通过提供如下一条单独的温度支路，可以使整个装置的电功率最优化：该温度支路具有根据冷却介质的期望温度所选择的压缩机。特别地，可以根据技术规格(诸如热交换器的热传递系数和表面热传递系数以及发酵阶段所要求的制冷能力等)来选择第一温度，可以与热交换器的规格和用于在限定时间内对发酵和/或储藏罐降温所要求的制冷能力对应地确定第二温度。通常、但特别是在啤酒生产中，第二温度实质上比第一温度低(也详见以下示例)，使得第一温度支路的蒸发器温度和冷凝器温度之间的温度差实质上比第二温度支路的对应的温度差低。
然而，通过较低的冷凝器温度和/或较高的蒸发器温度而使温度差的减小与对应的压缩机的电驱动功率的降低相等，因而用于节约能量。通常，由于冷凝器温度是由环境温度或另一冷却介质的温度确定的，所以本实用新型利用如下事实：为了节约电能，对于维持发酵温度恒定，使冷却介质的温度实质上比降温阶段的冷却介质的温度高已是足够的。
作为压缩机，可以使用特别是活塞式压缩机、螺杆式压缩机、转动活塞式压缩机、回转活塞式压缩机和涡轮式压缩机。另外，各温度支路均可以含有单独的液化器(冷凝器)，在该液化器中，在排出热至周围区域的同时冷凝被压缩的冷却介质，或者冷凝另一冷却介质。作为选择，特别是在操作一个单独的发酵和/或储藏罐之时，制冷设备可以包括用于第一温度支路和第二温度支路的共同冷凝器，其中，以交替的方式操作压缩机。作为冷凝器，可以使用熟知类型的冷凝器，特别地，可以使用水冷却式冷凝器(诸如管式冷凝器等)、空气冷却式冷凝器或蒸发式冷凝器。根据本实用新型的装置还包括使热交换器与该至少一个冷凝器分开的节流装置(特别是采用膨胀阀的方式)。如果将制冷剂用作冷却介质，即如果将直接蒸发器用作热交换器，则有利地，节流装置直接安装在热交换器的入口处。如果将具有干膨胀件的蒸发器用作热交换器，则特别地，可以使用能够机械控制或电动控制的恒温膨胀阀。在机械控制的情况下，毛细探头可以用于对应的管路(特别是在蒸发器的出口处)，在该处，通过封闭的毛细液体(capillaryliquid)的压力来控制注射阀/膨胀阀的行程以及注入蒸发器的质量流(massflow)。这里，将正离开的制冷剂的过热用作被控制的变量。
在可选的实施方式中，还可以将该至少一个制冷设备设计为吸收冷却设备，其中吸收器、温度变换器和锅炉替代压缩机。这里，在热交换器中蒸发的制冷剂在吸收器中溶解于液体(通常为水)中，经由单独的冷却回路来移除溶解产生的热。富有制冷剂的液体经由温度变换器供应至锅炉，在温度变换器处，溶解的制冷剂通过加热而被再次排出。排出的制冷剂随后在冷凝器中被再次冷凝。在该过程中，从锅炉流回至吸收器且耗尽了制冷剂的液体经由温度变换器对位于锅炉的入口处且富有制冷剂的液体加热。根据本实用新型，制冷剂在不同的返回温度下、在第一温度支路和第二温度支路中从热交换器供给至各吸收器，使得可以将用于吸收器的吸收/溶解所要求的冷却优化成对应的返回温度。与仅具有一条温度支路的现有技术相比，这采用在吸收器处不要求制冷能力的方式节约了能量。
如果将以液体的形式流过热交换器的副冷却剂用作冷却介质，则可以将第一温度支路和第二温度支路均设计为压缩制冷机的完整温度回路，该完整温度回路包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，在该对应的蒸发器中蒸发作为与副冷却剂不同的第二冷却介质的至少一种制冷剂，同时将冷传递至随后被从对应的蒸发器供给至热交换器的副冷却剂。因而，如果将副冷却剂用作冷却介质，则根据本实用新型的装置设置有两条联接的冷却回路，当在热交换器中被加热的副冷却剂流过对应的蒸发器时，作为压缩制冷机的一部分的第一温度支路和第二温度支路将该副冷却剂降至所述第一温度或所述第二温度。
这里，副冷却剂为受热不蒸发的冷却介质。随着副冷却剂在热传递期间被加热，必须使其再次降温(间接冷却)。根据本实用新型，通过制冷设备的两个单独的温度支路将副冷却剂降至第一温度或第二温度。由此，类似地将制冷剂和蒸发器用作热交换器，通过使用对期望的温度和期望的压力均最优的压缩机，可以节约能量。作为副冷却剂，这里仅防结霜冷却介质，即在整个冷却回路中以液体的形式存在的冷却介质，可以考虑无侵蚀性的冷却介质(特别是乙二醇和无氯惰性胶体溶液(chlorine-freenoblecolloidalsolution))。其它可能的副冷却剂为抑制性乙二醇、乙二醇水(ethylene-glycolwater，EWG)和丙二醇水(propyleneglycolwater，PWG)。本实用新型不限于这里所提及的冷却介质。
当使用间接冷却时，所采用的节流设施或膨胀阀位于对应的蒸发器的入口处，而在副冷却剂回路中，只有控制阀和可能的泵控制副冷却剂至热交换器的流动。特别地，不论制冷剂是用于热交换器中的直接蒸发还是用作至少第二冷却介质，均可以将R717氨用作制冷剂(参见下文)，在对应的蒸发器中，冷从该制冷剂传递至间接冷却中所采用的副冷却剂。例如，其它的制冷剂为R290丙烷、R744二氧化碳、丁烷、碳氟化合物(FC)、部分卤化的碳氟化合物(HFC)(诸如R134A(四氟乙烷)、R507、R407C和R404A等)以及碳氢化合物(诸如丙烯、异丁烷和丙烷等)。除了单组分制冷剂以外，还可以采用制冷剂混合物。这里，共沸混合物与具有温度滑移(temperatureglide)的混合物是有区别的。本实用新型不限于这里所提及的制冷剂。
另外，制冷设备和/或第一温度支路及第二温度支路(特别是在间接冷却中)可以含有用于优化制冷能力的其它元件。特别地，可以将所采用的压缩制冷机的冷却回路设计为具有分离器和泵循环(pumpcirculation)的一段式制冷设备、具有节能装置(economizer)的制冷设备、具有内热交换器和/或除热器(deheater)的制冷设备或者两段式或多段式制冷设备，在该两段式或多段式制冷设备中，每条温度支路具有相应的压缩机。这里，除了压缩机以外，可以为每条温度支路单独地设计或为所有温度支路一起设计诸如分离器、冷凝器和节能装置等的所有其它部件。在可选的进一步发展中，特别是在用于间接冷却的进一步发展中，还可以将第一温度支路和第二温度支路实现在空间上分离的制冷设备中。如果冷却介质在第一温度或第二温度下利用单独的最优压缩机从第一温度支路或第二温度支路供给至热交换器，则不论该冷却介质是直接从压缩机作为待被蒸发的制冷剂还是通过一个或几个蒸发器利用热交换间接地作为待被蒸发的制冷剂，在每个情况下均能实现所要求的电能节约效果。
根据进一步的发展，所述热交换器包括冷却袋，特别地，所述热交换器包括枕板式冷却袋。这里，一个或几个冷却袋安装于发酵和/或储藏罐的外部(特别是圆筒-锥形发酵和/或储藏罐的锥体区域，但是还可以安装于罐体)。优选地，为了得到根据本实用新型的高效的装置，当设计冷却袋时，遵照冷却袋的优选适当的几何形状是重要的。为此，将通常包括薄的金属表面的枕板用作冷却袋使用是特别有效的，该薄的金属表面通过点焊与较厚的片金属的表面连接。在焊接时，对封闭的空间加压，使得薄的片金属在焊点周围鼓起，由此建立用于供冷却介质流过的空间。
冷却袋可以安装在发酵和/或储藏罐上的不同冷却区域。这里，各冷却袋通常均装配有截流阀。位于发酵和/或储藏罐处的冷却袋的设计必须采用如下方式：产生的发酵热可能处于制冷剂或副冷却剂的对应的较高的第一温度高(例如，+5℃)。通常，通过必须在实质上较短的时间内移除对应量的热的降温过程来限定位于罐处的冷却区域或冷却袋的设计，使得被设计用于降温过程的冷却袋同样自动地适用于发酵热的移除。
由于枕板式冷却袋的几何形状(例如，3mm至4mm的自由内径)会在被注入的制冷剂(特别是氨)的蒸发期间归因于由此导致的体积增大而使在冷却袋中的气体具有高流速，所以使用与本实用新型相关的一个或几个枕板式冷却袋是特别有利的。归因于气体的高流速，由于冷却袋中的高流速而使位于制冷剂中的油(例如，用于润滑压缩机的油)被夹带，所以防止了该油堆积在冷却袋中。
根据另一进一步的发展，用于冷却发酵和/或储藏罐的装置包括再循环装置，所述再循环装置被设计成将所述冷却介质从所述热交换器供给至所述制冷设备，
所述再循环装置包括第一切换装置以及第一返回线路和第二返回线路，
所述第一返回线路被设计成将所述冷却介质从所述第一切换装置供给至所述第一温度支路，并且
所述第二返回线路被设计成将所述冷却介质从所述第一切换装置供给至所述第二温度支路。
这里，可以将第一切换装置直接安装于热交换器的出口。根据热交换器中所要求的制冷能力，即根据经由第一切换装置流过热交换器的冷却介质的温度，可以如此控制第一切换装置：使冷却介质经由第一返回线路选择性地供给回第一温度回路，或者使冷却介质经由第二返回线路选择性地供给回第二温度回路。因而，第一切换装置实现了将包括制冷设备和热交换器的冷却回路分成多个温度支路，该温度支路具体地用于特定温度的冷却介质，即用于发酵和/或储藏过程的具体阶段，并且该温度支路以第一温度支路和第二温度支路的方式在制冷设备中继续。因此，可以选择性地采用具有对应温度的冷却介质。如果使用待被蒸发的制冷剂(例如，氨)，则制冷剂在根据对应的压缩机的压力比而被控制的不同的压力或不同的返回温度下存在于第一返回线路或第二返回线路中。这里，为了避免随后制冷剂在制冷剂返回中蒸发，可以控制制冷剂至热交换器的注入，使得制冷剂以基本上气态的形式返回。这可以通过检查、配量(dosage)和控制制冷剂在热交换器中的流动来实现。当使用根据本实用新型的装置用于操作罐场(其中，不同的罐正经历着不同的阶段)时，可以通过每个罐使用一个切换装置而仅利用两条返回线路(在多于两个温度的情况下，返回线路的条数也相应地增多)来实现在对应的热交换器中被加热的冷却介质的同时返回，使得投入成本降低。
这里及以下，作为切换装置，可以使用被实施为将流体(特别是冷却介质)从供给线路选择性地供给至第一出口线路或第二出口线路的任何切换装置(用于将一条线路分成两条线路且促进选择的切换装置)，或者可以使用被实施为将流体(特别是冷却介质)选择性地从第一供给线路或第二供给线路供给至出口线路的切换装置(用于将两条线路接合成一条线路且促进选择的切换装置)。特别地，各切换装置均可以包括三通换向阀。此外，各三通换向阀均可以优选地装配有一个(或多个)止回阀和/或一个(或多个)截流阀。
根据另一进一步的发展，用于冷却发酵和/或储藏罐的装置还可以包括括供给装置，所述供给装置被设计成将所述冷却介质从所述制冷设备供给至所述热交换器，
所述冷却介质包括制冷剂，特别地，所述冷却介质包括氨，并且
所述供给装置仅包括一条供应线路，所述供应线路从下方与所述热交换器连接。
在借助于包括制冷剂的冷却介质对发酵和/或储藏罐直接冷却的情况下，特别地，由于可以将所采用的膨胀阀直接安装在用作热交换器的蒸发器的入口处，所以尽管冷却介质具有几个温度，仍可以在返回线路中使用一条供应线路来将冷却介质供给至热交换器。降低用于所要求的蒸发器温度的压力仅在通过对应的膨胀阀期间发生，使得即使将包括制冷剂的冷却介质供给至几个发酵和/或储藏罐，从制冷设备至对应的罐场的仅一条供应线路也是足够的。由此，特别地，可以通过减少配管(piping)来节约投资成本，并且可以简化供给装置的隔热或空气调节(airconditioning)。
根据本实用新型，该一条供应线路可以从底部与热交换器连接，使得通过从底部选择性地注入制冷剂，优选地，确保在热交换器(特别是冷却袋)中的制冷剂完全蒸发。由此，减少了随后在通向制冷设备的返回线路中的蒸发，这进而对在对应的压缩机处待被压缩的制冷剂量具有积极的效果。此外，由于制冷剂在冷却袋中直接蒸发比间接冷却发生的损失少，所以将制冷剂(特别是氨)用作冷却介质是有利的。此外，归因于流动配管和返回配管具有较小的直径并且仅利用一条供应线路的作业可能性，所以降低了投资成本。如果从底部将制冷剂注入热交换器，则可以经由返回线路从上方相应地移除蒸发的气态制冷剂，使得在返回时仅存在气态的制冷剂。
根据另一进一步的发展，用于冷却发酵和/或储藏罐的装置可选地可以包括供给装置，所述供给装置被设计成将所述冷却介质从所述制冷设备供给至所述热交换器，
所述冷却介质包括副冷却剂，特别地，所述冷却介质包括乙二醇，所述供给装置包括第二切换装置以及第一供应线路和第二供应线路，
所述第一供应线路被设计成将具有所述第一温度的所述冷却介质从所述第一温度支路供给至所述第二切换装置，并且
所述第二供应线路被设计成将具有所述第二温度的所述冷却介质从所述第二温度支路供给至所述第二切换装置。
根据该进一步的发展，进行发酵和/或储藏罐的间接冷却，在该间接冷却中，副冷却剂以液体聚集的状态流过热交换器并且经由第一返回线路或第二返回线路返回至一个或几个热交换器(特别是蒸发器)，其中利用制冷设备的第一温度支路或第二温度支路通过热交换使副冷却剂降至第一温度或第二温度。接着，通过第一供应线路或第二供应线路将副冷却剂在第一温度或第二温度下供给至热交换器。当将共同的蒸发器用于第一温度支路和第二温度支路及热交换时，将第一返回线路与第一供应线路连接的连接线路或将第二返回线路与第二供应线路连接的连接线路引导通过同一蒸发器。特别地，可以将第二切换装置直接安装于热交换器的入口，使得从制冷设备至发酵和/或储藏罐或者罐场的连接是由分离的第一供应线路和第二供应线路完全桥接的。后一实施方式允许，特别是在不同的阶段(即，发酵阶段和冷却阶段)操作几个发酵和/或储藏罐的实施方式，允许罐场中的一个罐从一个阶段至另一阶段的快速切换。另外，当将副冷却剂用作冷却介质时，热交换器的入口配管可以从上方起作用。通过泵和/或控制阀，可以由开环和闭环控制来控制副冷却剂至热交换器的供给，以保证足够的制冷能力。相比于利用制冷剂的直接冷却，根据可选的进一步的发展，副冷却剂以不同的温度存在于第一供应线路或第二供应线路中。
根据另一进一步的发展，根据本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置还可以包括开环或闭环控制装置，所述开环或闭环控制装置包括用于确定所述发酵和/或储藏罐的温度的至少一个探头，所述开环或闭环控制装置被设计成通过开环或闭环控制根据所确定的所述发酵和/或储藏罐的温度来控制所述冷却介质从所述制冷设备至所述热交换器的供给。
该至少一个探头可以在至少一个点处测量发酵和/或储藏罐的温度和/或包含在发酵和/或储藏罐中的液体产品(例如，啤酒)的温度。这里，利用常规的温度测量方法中的一种方法和对应的温度探头(例如，Pt100)来确定温度。因此，除了常规的标准配件以外，热交换器与发酵和/或储藏罐还包括截流阀和计量阀、特别是膨胀阀，在利用制冷剂的直接冷却的情况下，借助于位于冷却袋的入口处的这些阀，可以根据发酵和/或储藏罐的确定的温度来控制从制冷设备至热交换器的冷却介质的供给。在利用制冷剂的直接冷却的情况下，特别地，可以控制所注入的制冷剂的量，以保证要求的制冷能力。当使用利用第二制冷剂的间接冷却时，同样地，可以控制液体的第二制冷剂通过热交换器的流动，使得可以使发酵和/或储藏罐的温度保持恒定或以给定的速率下降。另外，如果使用待被蒸发的制冷剂，则必须注意控制制冷剂至热交换器的注入，使得优选地，制冷剂是以气态的形式存在于返回路径中。可以在系统的试运行期间计算并且经由开环/闭环控制来调节和确保待被注入的制冷剂的准确量。作为计量阀，可以在罐的冷却袋的供应线路处使用常规的针型阀。如上所述，还可以考虑离开热交换器的冷却介质的温度来实现对冷却介质的供给的控制。如果将制冷剂用作冷却介质，则可以将毛细探头特别是在蒸发器的出口处用于管路，可以经由封入的毛细液体的压力来控制注射阀的行程并因而可以控制注入的质量流。作为被控制的变量，可以使用离开的制冷剂的过热。对于控制，可以使用恒温膨胀阀和电子膨胀阀。作为选择，可以将自动浮阀用作位于高压侧(冷凝器侧)的高压浮动调节器，或者用作位于低压侧(蒸发器侧)的低压浮动调节器。
根据另一进一步的发展，所述热交换器具有足够大的冷却面，以在降温阶段、在预定的时间段内将所述发酵和/或储藏罐从起始温度降至目标温度。
通常，除了其它因素以外，位于发酵和/或储藏罐处的冷却袋或热交换器的制冷能力还由热传递系数、产品(即，待被冷却的食品)与冷却介质之间的冷却面及温度差限定。这里，由于在不同工艺步骤(即，发酵阶段和降温阶段)期间，材料厚度和热传导率不改变，所以可以认为热传递系数是恒定的，其中热传导系数表示在施加于两侧的温度差为一开尔文的情况下，流过一平方米的面积的性能。
当在罐处设计冷却面时，由于这里必须在相对短的时间段内移除特定量的热(例如，每小时1K)，所以通常要考虑降温工艺步骤。为此，罐处的冷却面通常具有足够大的尺寸，使得即使是发酵热也可以利用较高的制冷剂温度(即，通过产品(例如，生啤)与制冷剂之间的较小的温度差)在第一阶段(发酵阶段)期间被移除。根据由操作者限定的用于降温步骤的时间，因此冷却面的最小化的尺寸通常是由为此所要求的制冷能力给定的。可以根据熟知的公式(参见下文)来计算制冷能力。特别地，可以选择发酵阶段所采用的冷却介质的第一温度，使得由冷却面和发酵温度与冷却介质之间的温度差确定的热交换器的制冷能力与用于维持对应需要的发酵温度恒定所要求的制冷能力相等，或者比该用于维持对应需要的发酵温度恒定所要求的制冷能力高给定的安全裕度。因而，通过最优地选择第一温度和对应的压缩机，可以实现最优的节能。
上述目的还通过用于多阶段冷却发酵和/或储藏罐的方法来实现，该方法包括如下步骤：
在第一冷却阶段，特别地，在发酵阶段，将具有第一温度的冷却介质从至少一个制冷设备的第一温度支路供给至至少一个热交换器，该至少一个热交换器被设计成将热从所述发酵和/或储藏罐传递至所述冷却介质，以及
在第二冷却阶段，特别地，在降温阶段，将具有与所述第一温度不同的第二温度的所述冷却介质从所述制冷设备的第二温度支路供给至同一热交换器，
经由所述制冷设备的所述第一温度支路中的第一压缩机的压力比来确定所述冷却介质的所述第一温度，并且
经由所述制冷设备的所述第二温度支路中的第二压缩机的压力比来确定所述冷却介质的所述第二温度。
在该过程中，以上已经说明的与根据本实用新型的冷却装置相关的相同变型和进一步发展还可以用于多阶段冷却的方法。特别地，制冷设备可以为用于直接冷却发酵和/或储藏罐的压缩制冷机，或者可以为与副冷却剂的冷却回路联接的压缩制冷机，经由作为第一温度支路或第二温度支路的一部分的一个或几个蒸发器来完成在热交换器中被加热了的副冷却剂的冷却。如上所述，还在根据本实用新型的方法中，通过第一温度支路和/或第二温度支路中的对应的压缩机的最终压力与吸入压力之比来确定冷却介质的第一温度或第二温度。
可以理解的是，根据本实用新型的方法还可以用于罐场的多个发酵和/或储藏罐。特别地，罐场的单个的发酵和/或储藏罐可以处在不同的阶段或处在子阶段。例如，可以在二次发酵和/或储藏罐仍处在发酵阶段的情况下，已经在降温阶段中操作第一发酵和/或储藏罐。特别地，根据本实用新型，如果通过同时操作第一压缩机和第二压缩机并且通过使对应的发酵和/或储藏罐与对应的温度支路连接(例如，通过调节对应的换向阀和控制阀)、将具有第一温度或第二温度的冷却介质同时供给至对应的发酵和/或储藏罐，则相同的制冷设备可以用于操作具有处于不同阶段的发酵和/或储藏罐的罐场。
根据进一步的发展，上述热交换器可以为冷却袋，特别地，上述热交换器可以为枕板式冷却袋。
根据进一步的发展，用于多阶段冷却的方法还包括：
在所述第一冷却阶段，在所述冷却介质已经通过所述热交换器之后，使所述冷却介质返回至所述制冷设备的所述第一温度支路，
在所述第二冷却阶段，在所述冷却介质已经通过所述热交换器之后，使所述冷却介质返回至所述制冷设备的所述第二温度支路，
其中，在所述第一冷却阶段使所述冷却介质经由第一切换装置和第一返回线路返回至所述第一温度支路，在所述第二冷却阶段使所述冷却介质经由所述第一切换装置和第二返回线路返回至所述第二温度支路。
如上面已经说明的，可以将第一切换装置直接地安装在热交换器的出口处。作为选择，还可以将第一切换装置安装在制冷设备的区域中。在利用制冷剂直接冷却的情况下，还可以经由分离器、经由对应的返回线路将冷却介质供给至对应的温度支路的对应的压缩机。然而，在使用作为冷却介质的副冷却剂的间接冷却的情况下，可以经由对应的返回线路将冷却介质供给至对应的蒸发器，冷却介质经由该蒸发器与对应的温度支路中的制冷剂进行热交换。为此，可以控制待被蒸发的制冷剂至第一温度支路的蒸发器的供给，或者可以控制待被蒸发的制冷剂至第二温度支路的蒸发器的供给，使得将从第一返回线路或第二返回线路向对应的蒸发器供给的副冷却剂降至对应的第一温度或第二温度。
根据进一步的发展，冷却介质可以包括制冷剂，特别地，所述冷却介质包括氨，其中，具有所述第一温度和所述第二温度的所述冷却介质均仅通过一条供应线路供给，所述方法还包括从下方将所述冷却介质注入所述热交换器。如上所述，当将制冷剂用作冷却介质时，可以省略第二供应线路，因而降低了投资成本。另外，将待被蒸发的冷却介质从底部注入热交换器、特别是注入冷却袋，确保了冷却介质的完全蒸发，从而可以避免冷却介质随后在返回线路中蒸发。
在进一步的发展中，在所述冷却介质通过所述热交换器之后，所述冷却介质可以以气态聚集状态存在。如果除了制冷剂以外，冷却介质还包括润滑剂(特别是油)，则可以控制冷却介质至热交换器的注入，使得当离开热交换器时，制冷剂的过热蒸气夹带液滴形式的润滑剂，从而可以保证压缩机的充分润滑。
根据可选的进一步的发展，冷却介质可以包括副冷却剂，特别地，所述冷却介质包括乙二醇，其中，所述冷却介质通过第一供应线路和第二切换装置从所述第一温度支路供给至所述热交换器，所述冷却介质通过第二供应线路和所述第二切换装置从所述第二温度支路供给至所述热交换器。
这里，在进一步的发展中，可以将第二切换装置直接地安装在热交换器的入口处，以使共用于两个温度的管路的长度尽可能地短。由此，特别地，可以通过改变第一切换装置和第二切换装置的位置来实现从一个阶段至另一阶段的快速切换。作为选择，还可以将第二切换装置安装在制冷设备的区域中。因而，在间接冷却中，第一返回线路和第二返回线路经由第一温度支路或第二温度支路的一个蒸发器且经由第一供应线路或第二供应线路连接第一切换装置和第二切换装置。这里，产生的平行线路系统用于将温度从第一温度支路或第二温度支路传递至副冷却剂回路并且最终传递至热交换器。
根据另一进一步的发展，根据本实用新型的方法还可以包括根据所述发酵和/或储藏罐的温度开环或闭环控制所述冷却介质从所述制冷设备至所述热交换器的供给，其中，所述发酵和/或储藏罐的所述温度借助于至少一个温度探头来确定。这里，还可以应用上述控制的与冷却装置相关的变型和实施方式。特别地，借助于本领域中已知的至少一个温度探头，可以在至少一个点处确定发酵和/或储藏罐的温度或者包含在发酵和/或储藏罐中的产品(即，待被发酵的食品)的温度。此外，在直接冷却中可以控制注入热交换器的制冷剂量，使得可以避免制冷剂随后在返回线路中的蒸发。
根据另一进一步的发展，所述第一冷却阶段为待被生产的啤酒的发酵阶段，所述第二冷却阶段为降温阶段，在所述降温阶段，所述待被生产的啤酒在预定时间段内从起始温度降至目标温度，其中，所述热交换器的冷却面包括适于所述第二冷却阶段的表面积。如上所述，可以根据热交换器的热传递系数，通过起始温度、目标温度和操作者所期望的降温时间段这些规格来计算最小冷却面，以保证期望的制冷能力。同样地，可以在发酵阶段提高冷却介质的较高的第一温度，使得如此计算出的冷却面恰好保证了期望的制冷能力，以在发酵阶段使发酵和/或储藏罐中的待生产的啤酒的温度保持恒定。
然而，如果例如具有预定的期望制冷能力的发酵阶段之后跟随有另一阶段(例如，具有不同的期望制冷能力的降温阶段)，上述创新的装置和方法不限于啤酒生产，而是通常可以用于发酵液体食品的生产。特别地，所述装置和方法还可以用于葡萄酒(wine)、苹果酒(cider)和其它发酵果汁的生产。
代替使用具有第二温度的冷却介质将起始温度降至目标温度的单段式降温阶段，作为选择，还可以将降温阶段分成几个子阶段。例如，在第一降温阶段中，能够使用具有低于中间温度但高于目标温度的温度(特别地，具有在发酵阶段所使用的第一温度)的冷却介质将产品从起始温度冷却至该中间温度。因而，在第一降温阶段，可以在主发酵(mainfermentation)完成时，将具有第一温度的冷却介质从第一温度支路供给至热交换器，以将产品降温至中间温度。在第二降温阶段，可以借助于具有第二温度的冷却介质，将产品(例如，待被生产的啤酒)从中间温度最终降温至目标温度。这里，选择性地略微延长冷却时间，然而，另一方面，可以在制冷设备的区域中节约额外的电能。
此外，本实用新型还包括将上述装置和上述方法概括成如下：具有最优化的压缩机的三个或更多个温度支路，并且将具有三个或几个温度的冷却介质从三个或几个温度支路供给至热交换器。相应地，根据本实用新型可以实现非常多的组合的冷却阶段。
以下，将参照附图更详细地示出本实用新型的其它特征和示例性实施方式以及优点。应当理解的是，实施方式并未穷尽本实用新型的领域。还应当理解的是，下述的一些特征或所有特征可以以不同的方式彼此组合。
优选地，所述第一切换装置和/或所述第二切换装置包括三通换向阀。
附图说明
图1示出在直接冷却的情况下根据本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的冷却装置的示例的示意图。
图2示出在间接冷却的情况下根据本实用新型的发酵和/或储藏罐的冷却装置的示例的示意图。
具体实施方式
如上面已经说明的，啤酒生产过程通常分为两个阶段。在第一阶段(发酵阶段)中，根据操作者的生产方法在例如最高+20℃下对生啤(greenbeer)进行发酵。在该发酵过程，由糖形成酒精、CO2和热。必须在发酵期(根据发酵方法大约为三至十二天)移除所述热，使得可以维持例如+20℃的发酵温度恒定。
这通过根据本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置实现，该装置例如利用制冷设备的+5℃的温度支路经由较高的第一冷却介质温度冷却发酵和/或储藏罐。当第一发酵阶段完成时，进行第二阶段、即降温阶段。
由于归因于操作者的技术规格(例如，1K每小时)而一般必须在限定期间内使罐从发酵温度(例如，+20℃)降至例如-2℃，所以在根据本实用新型的装置中，较冷的第二冷却介质温度和制冷设备的第二温度支路(例如，-4.5℃)用于降温。为此，在转换至第二阶段期间，特别地经由三通换向阀来执行切换至-4.5℃回路。
如果对于降温没有时间限制，和/或降温时间段足够长，则也能够将降温阶段分成两个阶段：
阶段1，在第一冷却介质温度(例如，+5℃)下降温，使发酵和/或储藏罐与冷却介质之间的温度差例如为5K。
阶段2，在第二冷却介质温度(例如，-4.5℃)下降温，直到达到期望的温度、即储藏温度(例如，-2℃)为止。
这里，可以选择性地略微延长冷却时间，然而，另一方面，可以在制冷设备的区域中节约额外的电能。
以下，将说明本实用新型的两个示例性实施方式：
在图1中，示出了在借助于制冷剂(例如，氨)直接冷却的情况下，根据本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置的示例的示意图。在圆筒-锥形的(cylindro-conical)发酵和/或储藏罐10的外侧，作为热交换器的例如几个冷却袋安装在锥体区域(冷却袋30)和主体区域(冷却袋35)两者中。制冷剂从制冷设备20经由一条单独的供应线路50和控制阀70供给至对应的冷却袋。这里，借助于例如膨胀阀的形式的控制阀70来控制注入冷却袋的制冷剂的量。为了更清楚地图示，将此处示出的管线仅图示为简图。特别地，膨胀阀70可以直接地位于对应的冷却袋30和35的入口处。
同样地，大部分蒸气制冷剂从冷却袋30和35的出口经由返回线路供给至第一三通换向阀40。根据三通换向阀40的位置，经由制冷设备20的第一返回线路41或第二返回线路42来供给蒸气制冷剂。未图示制冷设备的分别具有第一压缩机和第二压缩机的上述第一温度支路和第二温度支路。
在图示的冷却装置的操作中，例如在发酵阶段，可以如此调节三通换向阀40：使得制冷设备20、供应线路50、热交换器30和35以及返回线路41形成具有第一温度(例如，+5℃)的冷却介质的冷却介质回路。当改变至第二阶段、即降温阶段时，调节三通换向阀40：使得制冷设备20现在与供应线路50、冷却袋30和35以及第二返回线路42形成具有较低的第二温度(例如，-4.5℃)的冷却介质的第二冷却介质回路。因而，可以利用返回线路中的适当的对应压力和制冷设备的被调节成所要求的压力比的对应压缩机，根据制冷能力需求来灵活地操作图示的冷却装置。这里，与仅具有一个压缩机且采用固定温度的冷却介质的传统制冷设备相比，例如，对于降温阶段，结果节约了大约10％-20％的能量(参见下文)。
在图2中，示出了在借助于副冷却剂(例如，乙二醇)间接冷却的情况下，根据本实用新型的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置的示例的示意图。这里，相同的符号和附图标记表示与图1对应的部件，并且这里将不对其进行重复说明。与图1的直接冷却相反的，现在图示的冷却装置额外地包括第二三通换向阀60以及代替一条单独的供应线路的第一供应线路61和第二供应线路62。
未图示出制冷设备的用于第一温度冷却介质或第二温度冷却介质的第一温度支路和第二温度支路。在图1中，当使用直接蒸发的制冷剂时，制冷剂在返回线路中基本上以蒸气的形式存在，而图2中使用的副冷却剂以液体的形式流过供应线路、热交换器30和35、返回线路以及制冷设备20的蒸发器的整个回路。在热交换器30和35中被加热的副冷却剂经由第一返回线路41或第二返回线路42返回至制冷设备20的第一蒸发器或第二蒸发器(未图示)，在第一蒸发器或第二蒸发器处，使副冷却剂降至冷却介质的第一温度或第二温度，并且从第一蒸发器或第二蒸发器通过第一供应线路61或第二供应线路62以及第二三通换向阀供给至热交换器30和35。制冷设备20的第一蒸发器为包括一个压缩机的第一压缩制冷机的第一温度回路的一部分，制冷设备20的第二蒸发器为包括一个压缩机的第二压缩制冷机的第二温度回路的一部分。通过对应的压缩机的不同的压缩压力，在第一蒸发器或第二蒸发器中实现了不同的蒸发器温度，这决定了副冷却剂在发酵阶段和降温阶段具有不同温度。特别地，制冷设备20中使用的制冷剂可以为氨。
因而，制冷设备20的第一温度支路包括具有第一温度的压缩制冷机和连接线路的回路，该连接线路从第一返回线路41经由对应的蒸发器向第一供应线路61供给副冷却剂。此外，制冷设备20的第二温度支路相应地包括压缩制冷机和连接线路的另一冷却介质回路，该压缩制冷机具有与第一温度不同的第二温度，该连接线路从第二返回线路42经由另一压缩制冷机的对应的蒸发器向第二供应线路62供给副冷却剂。这里，制冷设备20的第一压缩制冷机或第二压缩制冷机的蒸发器温度通常比副冷却剂的第一温度或第二温度低，该副冷却剂用于在发酵阶段或降温阶段冷却发酵和/或储藏罐。
如上所述，除了其它因素以外，通过热传递系数、产品(例如，生啤)与冷却介质之间的冷却面积及温度，限定了罐或热交换器处的冷却袋的制冷能力。特别地，能够如下地估计时间段Δt内的热交换量：
式1：Q＝k×A×ΔT
其中
式2：1/k＝1/α1+s1/λ1+1/α2
这里，Q代表传递的热量，k代表热传递系数，A代表冷却面积，ΔT代表例如生啤与制冷剂之间的温度差。这里，由(朝向罐壁的冷却介质或冷却剂的)表面热传递系数α1、(朝向待被冷却的产品的罐壁的)表面热传递系数α2、罐壁的材料厚度(即，冷却区域和待被冷却的例如生啤的产品之间的厚度)s1以及导热系数λ1通过式2求出热传递系数。因而，热传递系数k由罐设计的规格和热交换器的选择限定。在冷却面积A恒定的情况下，罐与冷却介质之间的温度差ΔT越小，因此导致冷却时间段Δt相应地越长。如果冷却时间段Δt不应超过由操作者限定的用于发酵和/或储藏罐的降温阶段的时间段，则必须相应地选择大的冷却面积A。如果将降温阶段进而再分成两个子阶段，其中在第一子阶段，采用具有较高的第一温度的冷却介质，则这是特别相关的。总而言之，通过式1，可以由发酵阶段和降温阶段对制冷能力Q/ΔT的需求来确定所要求的冷却面积。
归因于在发酵阶段和/或降温阶段的第一冷却步骤中使用了例如+5℃的较高温度的冷却介质，与使用用于在罐中维持可比较的温度(comparabletemperature)和/或在相当大的温度范围内的冷却处理的例如-4.5℃回路的情况相比，降低了用于制冷设备中的制冷剂的压缩和冷凝的电能需求。
以下将参照两个实施例来证明比传统的一段式(一级)冷却节约电能。
表1：单个的罐/槽(sink)的实施例
kW COP
传统的一段式冷却
制冷设备-4.5℃/34℃
制冷能力 24.00
压缩机电功率 4.80
5.05
新的两段式(两级)冷却
制冷设备+5℃/34℃
制冷能力 13.00
压缩机电功率 1.80
7.25
制冷设备-4.5℃/34℃
制冷能力 11.00
压缩机电功率 2.20
5.05
总的压缩机电功率 4.00
节约 16％
在表1示出的单个发酵和/或储藏罐(或发酵和/或储藏槽)的实施例中，借助于实施例来比较创新的新的两段式冷却与传统的一段式冷却所采用的压缩机的制冷能力和电功率。在传统的一段式冷却中，在-4.5℃的蒸发器温度和34℃的冷凝器温度下操作制冷设备，其中所要求的总的制冷能力为24kW。用于此的单独的(单个)压缩机具有5.05的性能系数(COP(CoefficientOfPerformance))，并且要求4.8kW的电功率。该实施例的方法为具有+20℃的发酵温度和-2℃的储藏温度的高浓啤酒的一罐加工。
相比于传统的一段式冷却，根据本实用新型的新的两段式冷却具有第一温度支路和第二温度支路，第一温度支路具有性能系数COP为7.25的第一压缩机，第二温度支路具有性能系数COP为5.05的第二压缩机。由于在根据本实用新型的发酵阶段，第一温度支路是在+5℃的较高蒸发器温度下操作的，这对应于该蒸发器温度和冷凝器温度之间的用于产生对应的压力比的较小的温度差，所以可以采用具有相应较高的7.25的性能系数的高效压缩机。这里，发酵阶段所要求的制冷能力为13kW。然而，在降温阶段，如在传统冷却中那样，为了实现-4.5℃的蒸发器温度，采用了具有5.05的性能系数的传统压缩机。这里，所要求的制冷能力为11kW。如果添加所要求的电功率为1.8kW的第一压缩机和电功率为2.2kW的第二压缩机，则与传统的一段式冷却中所要求的电功率相比，结果节约了16％。
表2：罐场(tankfarm)(多个罐/槽)的实施例
kW COP
传统的一段式冷却
制冷设备-4.5℃/34℃
制冷能力 39.35
压缩机电功率 7.80
5.05
新的两段式冷却
制冷设备+5℃/34℃
制冷能力 30.09
压缩机电功率 4.20
7.25
制冷设备-4.5℃/34℃
制冷能力 9.26
压缩机电功率 1.80
5.05
总的压缩机电功率 6.00
节约 23％
如在工业酿酒厂中常见的，如果使用具有多个罐的罐场来代替单个发酵和/或储藏罐，则可以进一步增加节约的能量。相比于一个单独的发酵和/或储藏罐，由于在罐场中，通常在不同阶段同时操作不同的罐，所以可以在罐场中实现连续操作两个压缩机。由此，与传统的单段式冷却相比节约的电功率提高至例如23％。因而，通过在发酵和/或储藏罐的冷却中采用本实用新型，结果相当大地节约了电能，其中应当考虑到制冷设备在现代酿酒厂中通常代表电能的最大消耗者。

Claims (11)

1.一种用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，所述装置包括：
至少一个热交换器，该至少一个热交换器被设计成将热从所述发酵和/或储藏罐传递至冷却介质，
至少一个制冷设备，该至少一个制冷设备与所述热交换器连接，
其特征在于，所述制冷设备包括具有第一压缩机的第一温度支路和具有第二压缩机的第二温度支路，并且
所述制冷设备与所述热交换器连接，使得所述冷却介质能够先后选择性地在第一温度下从所述第一温度支路供给至所述热交换器和在与所述第一温度不同的第二温度下从所述第二温度支路供给至同一热交换器。
2.根据权利要求1所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述热交换器包括冷却袋。
3.根据权利要求2所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述热交换器包括枕板式冷却袋。
4.根据权利要求1所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述装置还包括再循环装置，所述再循环装置被设计成将所述冷却介质从所述热交换器供给至所述制冷设备，
所述再循环装置包括第一切换装置以及第一返回线路和第二返回线路，
所述第一返回线路被设计成将所述冷却介质从所述第一切换装置供给至所述第一温度支路，并且
所述第二返回线路被设计成将所述冷却介质从所述第一切换装置供给至所述第二温度支路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述装置还包括供给装置，所述供给装置被设计成将所述冷却介质从所述制冷设备供给至所述热交换器，
所述冷却介质包括制冷剂，并且
所述供给装置仅包括一条供应线路，所述供应线路从下方与所述热交换器连接。
6.根据权利要求5所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述冷却介质包括氨。
7.根据权利要求4所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述装置还包括供给装置，所述供给装置被设计成将所述冷却介质从所述制冷设备供给至所述热交换器，
所述冷却介质包括副冷却剂，所述供给装置包括第二切换装置以及第一供应线路和第二供应线路，
所述第一供应线路被设计成将具有所述第一温度的所述冷却介质从所述第一温度支路供给至所述第二切换装置，并且
所述第二供应线路被设计成将具有所述第二温度的所述冷却介质从所述第二温度支路供给至所述第二切换装置。
8.根据权利要求7所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述冷却介质包括乙二醇。
9.根据权利要求7所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述第一切换装置和/或所述第二切换装置包括三通换向阀。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述装置还包括开环或闭环控制装置，
所述开环或闭环控制装置包括用于确定所述发酵和/或储藏罐的温度的至少一个探头，所述开环或闭环控制装置被设计成通过开环或闭环控制根据所确定的所述发酵和/或储藏罐的温度来控制所述冷却介质从所述制冷设备至所述热交换器的供给。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的用于冷却发酵和/或储藏罐的装置，其特征在于，所述热交换器具有足够大的冷却面，以在降温阶段、在预定的时间段内将所述发酵和/或储藏罐从起始温度降至目标温度。
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