【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业产线上的能源转换及利用领域，具体涉及一种啤酒生产的能源综合应用系统。
技术介绍
1、典型的工业化水啤酒生产工艺流程中主要包含糖化、煮沸、过滤、发酵、包装等过程，其中在糖化、煮沸以及包装工艺中的洗瓶和巴氏杀菌功能段一般采用低压饱和蒸汽供热能，成为啤酒生产热耗指标重要来源。啤酒生产工艺过程中有些工段需要加热，有些工段需要冷却，在此过程中产生大量的低温余热废热，但这些热量没有进行统一的调配，因此，生产工艺中有以下问题：
2、1、现今行业里也存在直接利用包装环节洗瓶机和杀菌机热量集成系统，部分碱槽内碱液高于实际需求温度的热量，利用中间循环水将热量交换给杀菌机使用的简易单点应用情况，其组成简单，利用时间有限，且受碱液温度高低变化影响大，集成系统的利用率并不太高，且这种能源的转移利用仅局限于工艺点对点之间，缺少综合调节适应能力。
3、2、目前行业里的一些余热利用譬如煮沸锅二次蒸汽冷凝热的利用，仅能实现高位能量向低位能量的转移，没有采用提质升温的手段，热量能利用的点也较少，造成热量利用效率不充分，甚至有很多低位热能无法利用，直接向环境排放，造成浪费。
4、3、目前行业里的一些余热利用譬如热麦汁预冷时的高温热量由于时间上的限制，无法在热麦汁预冷的短时间内提供足够的可消纳的释放热量的用热点，空间上糖化工艺和包装工艺距离远，且存在工艺的不同步性和间歇性，为此难以在空间上实现就近利用，缺少能源的互联互通渠道。
5、4、目前行业里常规设计制冷系统和蒸汽系统相互独立，受传统技术限制，冷热联
6、5、受行业惯性思维影响，35℃以下的能源，譬如工厂配置的冷却塔系统，均直接排放，不认为有利用价值。
7、综上，通过上述描述可以看出，上述诸多低温余热点共同特点是温度品质低，单体热量总量偏小，分散式分布于全厂工艺线路上，随主工艺呈间歇式运行，不具有连续性，时间跨度大，同时热源品质离主工艺生产要求的可利用温度具有≥50℃以上的温差，无法直接利用于主生产工艺，这些都是低温余热，不能直接利用，同时还需要消耗自来水来降温，增加了企业产能的水耗。另外，工艺中制冷和供热系统分别独立运行，未形成冷热联供形式的传统能源利用形式的能源损失，工艺中受限于时间和空间，无法将有效的能源直接转移给工艺内其他用能点，所带来的能源浪费。
8、此外，在生产中往往会将水或蒸汽等流体介质储存在蓄能罐中(如图12)，以供需要时对流体介质进行提取。流体介质在蓄能罐内因温度的差异出现分层，例如，温度不同的水密度不同，在罐体内部密度较低的高温水受浮升力处于罐体上层，密度较高的低温水(此处高温水和低温水是对温差相对的表述)处于罐体下层，在两者之间形成温度过渡区(即斜温层)。斜温层的厚度对蓄能会产生影响，具体地说，斜温层的厚度越厚，则会降低蓄能罐的蓄能量，相反，斜温层的厚度越小，则能够增加蓄能罐的蓄能量，因此，如何降低斜温层的厚度是目前面临的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种啤酒生产的能源综合应用系统，本专利技术将工艺中制冷和供热系统联合运行，形成冷热联供形式的以避免能源损失。
2、解决上述技术问题的技术方案如下：
3、啤酒生产的能源综合应用系统，包括第一主管道、第二主管道、第四主管道、第六主管道、第七主管道、第一热泵机组、第二热泵机组、动力热转换单元、糖化热转换单元；
4、第一热泵机组分别与第一主管道、第二主管道、第四主管道、第六主管道连接；第二热泵机组分别与第四主管道、第六主管道、第七主管道连接；
5、动力热转换单元分别与第一主管道、第二主管道、第六主管道、第七主管道连接；糖化热转换单元分别与第四主管道、第六主管道连接；
6、第一热泵机组回收动力热转换单元的低温余热作为该机组的热源，产出中温流体介质输出到第六主管道中；第二热泵机组回收糖化热转换单元中的余热作为该机组的热源，产出第一中高温流体介质输出到第七主管道中。
7、本专利技术的系统结构具有如下特点：
8、1.将低品位能源提供给工业级高温热泵作为低温热源，工业级高温热泵利用输入的少量高品位能源将低位能量转移至高位，向外输出高品位的热能，实现能量回收转移、提质、升温再利用。
9、2.系统转移输出的高品位热能可直接释放给用能的工艺点冷端流体，使其升温至目标需求温度，冷端流体转变为热端流体，依靠循环动力输送装置输送至工艺点，热端流体向工艺用能点释放热量，降温后的冷端流体重新回到工业级高温热泵的释热侧吸收热量，以此循环实现能量的应用。
10、3.系统转移输出的高品位热能同步可释放给蓄释能系统的热回收冷侧介质，使其升温至目标需求温度，热回收冷侧介质转变为热侧介质，依靠循环动力输送装置返回蓄释能系统，热回收热侧介质向蓄释能系统储存热量，以此调节能量的不平衡性。
11、本专利技术具有如下优点：
12、1.取代和改变啤酒行业原化石燃料产生的蒸汽供热、单冷氨制冷机供冷的生产用能现状，解决啤酒生产冷、热独立供应，互不弥补的能源应用现状。
13、2.提升啤酒生产中能源利用效率，降低啤酒生产中热耗和制冷电耗指标居高不下的现状。
14、3.提升啤酒生产全厂能源利用率，每百升啤酒能耗降低20mj，帮助啤酒工业提升“节能降耗、零碳绿色”目标。
15、4.合理有效的利用低品位热能，并实现能量高效转移，达到提质升温的目的，是提高能源利用效率、节约生产成本的重要途径之一。
16、5.合理有效的回收低品位热能，并实现能量在时间与空间上的调节，达到聚零为整、削峰填谷、逐级利用是提高能源利用效率、节约生产成本的重要途径之一。
17、6.本专利技术的方案回收各种工艺中的余热、废热，突破其时间和空间限制，实现能量转移、储存并达到提质和升温的能量转变，随时随地可取，最终返回工艺再利用。
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1.啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，包括第一主管道(G1)、第二主管道(G2)、第四主管道(G4)、第六主管道(G6)、第七主管道(G7)、第一热泵机组(Y1)、第二热泵机组(Y2)、动力热转换单元(A)、糖化热转换单元(B)；
2.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第一热泵机组(Y1)蒸发侧输出端(Z11)输出低温流体介质进入第一主管道(G1)，第一主管道(G1)内低温流体介质在流过动力热转换单元(A)后升温为第一中低温流体介质，第一中低温流体介质沿着第二主管道(G2)流动；
3.根据权利要求2所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第一热泵机组(Y1)蒸发侧输出端(Z11)输出低温流体介质的温度为0-3℃，第一热泵机组(Y1)蒸发侧输入端(Z12)从第二主管道(G2)获取第一中低温流体介质，第一中低温流体介质的温度为18-22℃；
4.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第二热泵机组(Y2)蒸发侧输出端(Z13)输出第二中低温流体介质进入第四主管道(G4)，第四主管道(G4)内
5.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第三热泵机组(Y3)、包装杀菌热转换单元(C)、第三主管道(G3)、第五主管道(G5)，第三热泵机组(Y3)分别与第三主管道(G3)、第五主管道(G5)、第六主管道(G6)、第七主管道(G7)连接；包装杀菌热转换单元(C)分别与第三主管道(G3)、第四主管道(G4)、第五主管道(G5)、第六主管道(G6)、第七主管道(G7)连接；第三热泵机组(Y3)以流经第七主管道(G7)内第一中高温流体介质作为该机组的热源，产出高温流体介质输出到第三主管道(G3)中。
6.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第三热泵机组(Y3)蒸发侧输入端(Z16)从第七主管道(G7)内获得第一中高温流体介质，第三热泵机组(Y3)蒸发侧输出端(Z15)输出中温流体介质进入第六主管道(G6)；
7.根据权利要求1至6任意一项所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第一蓄能罐(D1)、第一支管(G11)、第二支管(G12)、第一阀(F1)、第二阀(F2)，第一蓄能罐(D1)分别与第一支管(G11)和第二支管(G12)的一端连接，第一支管(G11)的另一端与第一主管道(G1)连接，第二支管(G12)的另一端与第二主管道(G2)连接，第一阀(F1)设置在第一支管(G11)上，第二阀(F2)设置在第二支管(G12)上。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第二蓄能罐(D2)、第三支管(G13)、第四支管(G14)、第三阀(F3)、第四阀(F4)，第二蓄能罐(D2)分别与第三支管(G13)和第四支管(G14)的一端连接，第三支管(G13)的另一端与第四主管道(G4)连接，第四支管(G14)的另一端与第六主管道(G6)连接，第三阀(F3)设置在第三支管(G13)上，第四阀(F4)设置在第四支管(G14)上。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第三蓄能罐(D3)、第五支管(G15)、第六支管(G16)、第五阀(F5)、第六阀(F6)，第三蓄能罐(D3)分别与第五支管(G15)和第六支管(G16)的一端连接，第五支管(G15)的另一端与第六主管道(G6)连接，第六支管(G16)的另一端与第七主管道(G7)连接，第五阀(F5)设置在第五支管(G15)上，第六阀(F6)设置在第六支管(G16)上。
10.根据权利要求5所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第四蓄能罐(D4)、第七支管(G17)、第八支管(G18)、第七阀(F7)、第八阀(F8)，第四蓄能罐(D4)分别与第七支管(G17)和第八支管(G18)的一端连接，第七支管(G17)的另一端与第五主管道(G5)连接，第八支管(G18)的另一端与第三主管道(G3)连接，第七阀(F7)设置在第七支管(G17)上，第八阀(F8)设置在第八支管(G18)上。
...【技术特征摘要】
1.啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，包括第一主管道(g1)、第二主管道(g2)、第四主管道(g4)、第六主管道(g6)、第七主管道(g7)、第一热泵机组(y1)、第二热泵机组(y2)、动力热转换单元(a)、糖化热转换单元(b)；
2.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第一热泵机组(y1)蒸发侧输出端(z11)输出低温流体介质进入第一主管道(g1)，第一主管道(g1)内低温流体介质在流过动力热转换单元(a)后升温为第一中低温流体介质，第一中低温流体介质沿着第二主管道(g2)流动；
3.根据权利要求2所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第一热泵机组(y1)蒸发侧输出端(z11)输出低温流体介质的温度为0-3℃，第一热泵机组(y1)蒸发侧输入端(z12)从第二主管道(g2)获取第一中低温流体介质，第一中低温流体介质的温度为18-22℃；
4.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第二热泵机组(y2)蒸发侧输出端(z13)输出第二中低温流体介质进入第四主管道(g4)，第四主管道(g4)内的第二中低温流体介质在流经糖化热转换单元(b)后升温为中温流体介质，中温流体介质沿着第六主管道(g6)流动，第二热泵机组(y2)从第六主管道(g6)获取中温流体介质作为该机组的热源。
5.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，还包括第三热泵机组(y3)、包装杀菌热转换单元(c)、第三主管道(g3)、第五主管道(g5)，第三热泵机组(y3)分别与第三主管道(g3)、第五主管道(g5)、第六主管道(g6)、第七主管道(g7)连接；包装杀菌热转换单元(c)分别与第三主管道(g3)、第四主管道(g4)、第五主管道(g5)、第六主管道(g6)、第七主管道(g7)连接；第三热泵机组(y3)以流经第七主管道(g7)内第一中高温流体介质作为该机组的热源，产出高温流体介质输出到第三主管道(g3)中。
6.根据权利要求1所述的啤酒生产的能源综合应用系统，其特征在于，第三热泵机组(y3)蒸发侧输入端(z16)从第七主管道(g7)内获得第一中高温流体...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建强，韩三飞，於洋，徐萧云，
申请(专利权)人：维尔利苏州能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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