DE102023125818A1

DE102023125818A1 - System and method for heat recovery in a beverage production plant

Info

Publication number: DE102023125818A1
Application number: DE102023125818.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Friedrich
Original assignee: Steinecker GmbH
Current assignee: Steinecker GmbH
Priority date: 2023-09-22
Filing date: 2023-09-22
Publication date: 2025-03-27

Abstract

Beschrieben werden ein System und ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Anlage zur Getränke- und insbesondere zur Bierherstellung, umfassend eine Wärmepumpe mit einem Primärkreis zum Zuführen von Abwärme der Anlage mittels eines ersten Fluids und mit einem Sekundärkreis zum Abführen von Arbeitswärme an wenigstens einen Wärmeverbraucher der Anlage mittels eines zweiten Fluids. Dadurch, dass der Primärkreis wenigstens einen Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher zum zusätzlichen Erwärmen des ersten Fluids umfasst und die Zufuhr von Heizenergie zum Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher maschinell dosiert werden kann, um die primärseitige Vorlauftemperatur der Wärmepumpe einzustellen, ist ein effizienter Betrieb der Wärmepumpe auch bei wechselnden und vergleichsweise niedrigen Abwärmemengen bzw. -temperaturen möglich.

A system and method for heat recovery in a plant for beverage production, in particular for beer production, are described, comprising a heat pump with a primary circuit for supplying waste heat to the plant by means of a first fluid and with a secondary circuit for dissipating working heat to at least one heat consumer of the plant by means of a second fluid. Because the primary circuit comprises at least one heater, in particular a heat exchanger, for additionally heating the first fluid, and the supply of heating energy to the heater, in particular a heat exchanger, can be mechanically metered in order to adjust the primary-side flow temperature of the heat pump, efficient operation of the heat pump is possible even with changing and comparatively low waste heat quantities or temperatures.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Anlage zur Getränkeherstellung, insbesondere zur Bierherstellung.The invention relates to a system and method for heat recovery in a plant for beverage production, in particular for beer production.

Bekanntermaßen wird in Anlagen zur Bierherstellung (Brauereien) thermische Energie für Produktionsprozesse, jeweils zum Beheizen zugeordneter Wärmeverbraucher, benötigt. Typische Wärmeverbraucher sind beispielhaft Maischgefäße, Würzepfannen, Flaschenwaschmaschine, Kurzzeiterhitzungsanlage oder CIP-Anlagen (zum Reinigen von beispielhaft Behälter oder Leitungen „Cleaning In Place“). Auch Läuterwürzeerhitzer oder die Warmwasserbereitung können solche Wärmeverbraucher sein.As is well known, thermal energy is required for production processes in beer production plants (breweries), each of which is used to heat associated heat consumers. Typical heat consumers include mash tuns, wort kettles, bottle washing machines, flash pasteurization systems, or CIP systems (for cleaning containers or pipes, for example, "Cleaning In Place"). Lauter wort heaters or hot water preparation can also be such heat consumers.

In der Molkerei ist die Milcherwärmung oder die Pasteurisation (zum Beispiel die Ultrahocherhitzung) von Zwischen- und Fertigprodukten zu nennen. Auch bei der Herstellung von beispielhaft Limonaden werden Zwischenprodukte (wie beispielhaft Zuckersirup) und/oder Endprodukt pasteurisiert.In the dairy industry, milk heating or pasteurization (e.g., ultra-high temperature treatment) of intermediate and finished products are important. Intermediate products (such as sugar syrup) and/or the final product are also pasteurized in the production of lemonades, for example.

Beheizt wird meistens indirekt über Wärmeübertragerflächen mit Dampf (100 bis 180 °C), Hochdruckheißwasser (110 bis 180 °C) oder Niedertemperaturwasser (80 bis 110 °C).Heating is usually done indirectly via heat exchanger surfaces with steam (100 to 180 °C), high-pressure hot water (110 to 180 °C) or low-temperature water (80 to 110 °C).

Nachfolgend wird Hochdruckheißwasser auch mit „HDHW“ und Niedertemperaturwasser mit „NTW“ abgekürzt.In the following, high-pressure hot water is also abbreviated as “HDHW” and low-temperature water as “NTW”.

Für die Herstellung von Bier wird ein relativ hoher thermischer Energiebedarf benötigt. Entsprechend gibt es in den zugehörigen Produktionsanlagen auch Wärmequellen, aus denen Wärmeenergie zurückgewonnen und wiederverwendet werden kann. Als Beispiel sind hier Pfannendunstkondensatoren und Würzekühler zu nennen. Aus dem Pfannendunstkondensator kann Wärmeenergie aus den Brüden zurückgewonnen werden, beim Würzekühler, die in der Würze gespeicherte Wärmeenergie. Zurückgewonnene Wärmeenergie kann beispielsweise in einem Folgeprozess und/oder darauffolgenden Sud zum Beispiel zum Läuterwürzeerhitzen und/oder zur Maischbeheizung verwendet werden.Beer production requires a relatively high thermal energy requirement. Accordingly, the associated production facilities also contain heat sources from which thermal energy can be recovered and reused. Examples include steam condensers and wort coolers. The steam condenser can recover thermal energy from the vapors, while the wort cooler recovers the thermal energy stored in the wort. Recovered thermal energy can be used in a subsequent process and/or subsequent brew, for example, for heating the lautering wort and/or mash.

Zudem gibt es in Brauereien oder anderen Anlagen zur Getränkeherstellung in der Regel Wärmequellen, wie etwa eine Kälteanlage, Druckluftanlage oder Abwasser, aus welchen sich zwar ebenso Wärmeenergie zurückgewinnen lässt, jedoch auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau von beispielsweise 15 bis 75 C. Diese Temperaturniveaus sind meist zu niedrig, um Wärmeverbraucher zu beheizen, beispielsweise bezogen auf die in Brauereien für einzelne Prozessschritte benötigten Temperaturen. Beispielsweise ist die Warmwasserbereitung wegen der zum Läutern benötigten Warmwassertemperatur des sogenannten Anschwänzwassers von z.B. 76 bis 82 °C nicht mit solcher Abwärme möglich. Ein weiteres Beispiel ist die Läuterwürzeerhitzung von zumeist 76 °C auf 92 °C.In addition, breweries or other beverage production facilities usually have heat sources, such as a refrigeration system, compressed air system, or wastewater, from which heat energy can also be recovered, but at a relatively low temperature level, for example, 15 to 75°C. These temperature levels are usually too low to heat heat consumers, for example, relative to the temperatures required for individual process steps in breweries. For example, hot water preparation is not possible with such waste heat due to the hot water temperature of the so-called sparging water required for lautering, e.g., 76 to 82°C. Another example is the heating of lautering wort from usually 76°C to 92°C.

Aus dem Stand der Technik ist es prinzipiell bekannt, Wasser mittels Wärmepumpen auf ein höheres Temperaturniveau zu erhitzen, um es als Heizmedium für Wärmeverbraucher zu verwenden.It is known in principle from the state of the art to heat water to a higher temperature level using heat pumps in order to use it as a heating medium for heat consumers.

Für einen hohen COP (Coefficient of Performance) der Wärmepumpe sollten dieser die Fluidströme mit einer zur jeweiligen Anwendung passenden Temperaturspreizung und möglichst konstanten Temperaturen und Volumenströmen zugeführt werden. Im Allgemeinen steigt der Wirkungsgrad und damit auch der COP einer Wärmepumpe mit der primärseitigen Zulauftemperatur. Entsprechend gilt auch, das der COP / Wirkungsgrad zunimmt, je geringer die Temperaturspreizung zwischen dem primärseitig zugeführten, abzukühlenden Fluid, also der kälteren Seite der Wärmepumpe, und der sekundärseitig zu erzielenden Arbeitstemperatur des aufzuheizenden Fluids, also der wärmeren Seite der Wärmepumpe, ist. Es ist generell erwünscht, den COP-Wert zu maximieren.To achieve a high COP (Coefficient of Performance) of the heat pump, the fluid flows should be supplied with a temperature spread appropriate to the respective application and with temperatures and flow rates that are as constant as possible. In general, the efficiency and thus also the COP of a heat pump increases with the primary inlet temperature. Accordingly, the COP / efficiency increases the smaller the temperature spread between the fluid to be cooled supplied on the primary side, i.e., the colder side of the heat pump, and the working temperature of the fluid to be heated on the secondary side, i.e., the warmer side of the heat pump. It is generally desirable to maximize the COP value.

Da in Brauereien aber zumeist Heizmitteltemperaturen (anders gesagt die Temperatur des Heizmediums) deutlich über 100°C benötigt werden, ist es zumeist nicht effizient oder möglich, diese Temperaturen aus Abwärme mit beispielsweise weniger als 40°C auch bei Einsatz von Wärmepumpen zu erzielen.However, since breweries usually require heating medium temperatures (in other words the temperature of the heating medium) well above 100°C, it is usually not efficient or possible to achieve these temperatures from waste heat of, for example, less than 40°C, even when using heat pumps.

Aus DE 102011 055 147 B4 ist es zur Energierückgewinnung in einer Brauerei bekannt, eine Wärmepumpe mit einem Schichtspeicher zu verbinden. Sowohl der primärseitige (Niedertemperatur-) Fluidstrom als auch der sekundärseitige (Hochtemperatur-) Fluidstrom wird vor der Zufuhr zur Wärmepumpe im Schichtspeicher gepuffert. Dadurch können die Temperaturen der zur Wärmepumpe geleiteten Fluidströme prinzipiell angepasst werden. Hierzu ist der Schichtenspeicher in Prozessrichtung vor der Wärmepumpe angeordnet. Somit kann das Fluid über Auslässe des Schichtspeichers auf gestaffelten Höhenniveaus mit unterschiedlichen Temperaturen ausgespeichert und zur Wärmepumpe geleitet werden. Die Zulauftemperatur wird hierbei durch Ausmischen eingestellt und ist dadurch bedingt stets niedriger als die Maximaltemperatur der von den verwendeten Wärmequellen zurückgewonnene Abwärme. Beispielsweise kann aus einer Kälteanlage thermische Energie von 40°C bis 75°C zurückgewonnen und in einen Schichtspeicher eingelagert werden. Bei der Auslagerung wird dann, eine Mischtemperatur zur Wärmepumpe eingestellt, die nie der maximalen Temperatur in diesem Speicher entsprechen kann, da sich sonst Schichten mit niedrigerer Temperatur aufbauen, nicht genutzt werden und damit das System aus dem Gleichgewicht bringen.Out of DE 102011 055 147 B4 For energy recovery in a brewery, it is known to combine a heat pump with a stratified storage tank. Both the primary (low-temperature) fluid flow and the secondary (high-temperature) fluid flow are buffered in the stratified storage tank before being fed to the heat pump. This allows the temperatures of the fluid flows fed to the heat pump to be adjusted in principle. For this purpose, the stratified storage tank is arranged upstream of the heat pump in the process direction. This allows the fluid to be discharged via outlets of the stratified storage tank at staggered height levels with different temperatures and fed to the heat pump. The inlet temperature is adjusted by mixing and is therefore always lower than the maximum temperature of the waste heat recovered from the heat sources used. For example, thermal energy of 40°C to 75°C can be recovered from a refrigeration system and stored in a stratified storage tank. During the discharge, a mixed temperature to the heat pump, which can never correspond to the maximum temperature in this storage tank, because otherwise layers with a lower temperature build up, are not used and thus bring the system out of balance.

Nachteilig ist demzufolge ein je nach den Temperaturniveaus der verwendeten Abwärme unzufriedenstellender Wirkungsgrad / COP der Wärmepumpe und die unzureichende Verwendbarkeit von Wärmequellen mit relativ niedrigen Temperaturniveaus. Wie erwähnt ist aus der DE 10 2011 055 147 B4 die Nutzung eines Schichtspeichers bekannt, an oder in dem ein Wärmeträgermedium aus unterschiedlichen Schichten des Speichers und damit auch unterschiedlichen Temperaturen miteinander ausgemischt wird, um einer Wärmepumpe ein konstantes Temperaturniveau bereitstellen zu können. Das hat aber den Nachteil, dass somit immer nur eine Temperatur unter der höchsten Temperatur der Rückgewinnung aus einer Wärmequelle erzielt werden kann. Weiterhin kann es sich ergeben, dass mehr Wärme, also thermische Energie, aus einer Quelle mit niedrigerer Temperatur zur Verfügung steht, als durch eine Ausmischung auf ein für eine Wärmepumpe geeignetes Niveau angehoben werden kann. Somit kann dann nur ein Teil der zur Verfügung stehenden thermischen Energie wieder in ein Wärmeversorgungssystem mittels Wärmepumpe zurückgespeist werden oder eine Wärmepumpe kommt nicht zum Einsatz und die thermische Energie geht verloren.The disadvantages are therefore an unsatisfactory efficiency / COP of the heat pump, depending on the temperature levels of the waste heat used, and the insufficient usability of heat sources with relatively low temperature levels. As mentioned, DE 10 2011 055 147 B4 the use of a stratified storage tank is known, in which a heat transfer medium from different layers of the storage tank and therefore also different temperatures is mixed together in order to be able to provide a heat pump with a constant temperature level. However, this has the disadvantage that a temperature below the highest temperature of the recovery from a heat source can only ever be achieved. Furthermore, it can happen that more heat, i.e. thermal energy, is available from a source with a lower temperature than can be raised to a level suitable for a heat pump by mixing. This means that only a portion of the available thermal energy can be fed back into a heat supply system by means of a heat pump, or a heat pump is not used and the thermal energy is lost.

Es besteht entsprechend Bedarf zur Abhilfe.There is a corresponding need for remedial action.

Diese Aufgabe wird mit einem System und einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind u.a. in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved with a system and a method according to the independent claims. Preferred embodiments are specified, inter alia, in the dependent claims.

Demnach dient das System zur Wärmerückgewinnung in einer Anlage zur Getränke- und insbesondere zur Bierherstellung und umfasst hierzu eine Wärmepumpe mit einem Primärkreis zum Zuführen von Abwärme der Anlage mittels eines ersten Fluids und mit einem Sekundärkreis zum Abführen von Arbeitswärme an wenigstens einen Wärmeverbraucher der Anlage mittels eines zweiten Fluids. Erfindungsgemäß umfasst der Primärkreis wenigstens einen Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher zum zusätzlichen Erwärmen des ersten Fluids, wobei die Zufuhr von Heizenergie zum Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher maschinell dosiert werden kann, um die primärseitige Vorlauftemperatur der Wärmepumpe einzustellen.Accordingly, the system serves for heat recovery in a plant for beverage production, in particular for beer production, and for this purpose comprises a heat pump with a primary circuit for supplying waste heat to the plant via a first fluid and with a secondary circuit for dissipating working heat to at least one heat consumer of the plant via a second fluid. According to the invention, the primary circuit comprises at least one heater, in particular a heat exchanger, for additionally heating the first fluid, wherein the supply of heating energy to the heater, in particular a heat exchanger, can be mechanically metered in order to adjust the primary-side flow temperature of the heat pump.

Entsprechend wird beim Verfahren Abwärme der Anlage mittels des ersten Fluids zugeführt und Arbeitswärme aus der Wärmepumpe in einem zugeordneten Sekundärkreis zu wenigstens einem Wärmeverbraucher der Anlage mittels des zweiten Fluids abgeführt. Das erste Fluid wird im Primärkreis von wenigstens einem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher zusätzlich erwärmt und die Zufuhr von Heizenergie zum Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher maschinell dosiert und dadurch die primärseitige Vorlauftemperatur der Wärmepumpe eingestellt.Accordingly, in the process, waste heat is supplied to the system via the first fluid, and working heat from the heat pump is dissipated in an associated secondary circuit to at least one heat consumer of the system via the second fluid. The first fluid is additionally heated in the primary circuit by at least one heater, in particular a heat exchanger, and the supply of heating energy to the heater, in particular a heat exchanger, is mechanically metered, thereby adjusting the primary flow temperature of the heat pump.

Dadurch kann die Wärmepumpe mit verbessertem Wirkungsgrad / COP betrieben werden. Zudem kann auch Abwärme mit vergleichsweise niedriger Temperatur verwendet werden. Auch kann die primärseitige Vorlauftemperatur relativ genau und flexibel, beispielsweise bei unterschiedlichen Betriebszuständen der zugeordneten Produktionsanlage, eingestellt und/oder eingehalten werden.This allows the heat pump to operate with improved efficiency (COP). Furthermore, waste heat at a comparatively low temperature can also be utilized. The primary flow temperature can also be set and/or maintained relatively precisely and flexibly, for example, under different operating conditions of the associated production facility.

Beschriebene Verfahrensschritte und Funktionen des Systems können einander somit in gegenseitig austauschbarer und/oder ergänzender Weise entsprechen.Described process steps and functions of the system can therefore correspond to each other in a mutually interchangeable and/or complementary manner.

Bei dem ersten Fluid, welches der Wärmepumpe primärseitig, also auf der kälteren Seite, zugeführt wird, handelt es sich bevorzugt um Wasser, das insbesondere in einem geschlossenen Kreislauf (Leitungssystem) geführt wird. Jedoch können auch andere Wärmeträgerfluide verwendet werden, z.B. Thermoöl. Wasser, insbesondere solches mit Trinkwasserqualität, eignet sich in vorteilhafter Weise auch für die Herstellung von Bier (z.B. als Maischwasser, Anschwänzwasser), zum Ausschieben von Medien aus Rohrleitungen und/oder zur Reinigung der Anlagentechnik (dann mittels eines offenen Leitungssystems, d.h., dass das Wasser das System verlassen kann und dann durch frisches Wasser ersetzt wird). Das offene Leitungssystem kann dabei mit nur einem einzigen Speicher oder auch mit mehreren Speichern ausgeführt sein, die mehreren Speicher stehen dann miteinander in Verbindung. Dabei kann der einzige Speicher mehrere Temperaturniveaus aufweisen und die mehreren Speicher jeweils maximal zwei Temperaturniveaus, bevorzugt jedoch jeweils nur ein Temperaturniveau.The first fluid supplied to the heat pump on the primary side, i.e., the colder side, is preferably water, which is conducted in particular in a closed circuit (pipe system). However, other heat transfer fluids can also be used, e.g., thermal oil. Water, especially that of drinking water quality, is also advantageously suitable for the production of beer (e.g., as mash water, sparging water), for discharging media from pipes, and/or for cleaning the system technology (then via an open pipe system, i.e., the water can leave the system and is then replaced with fresh water). The open pipe system can be designed with just a single storage tank or with multiple storage tanks, with the multiple storage tanks then connected to one another. The single storage tank can have multiple temperature levels, and the multiple storage tanks can each have a maximum of two temperature levels, but preferably only one temperature level each.

Der Primärkreis der Wärmepumpe kann auch als ihr Niedertemperaturkreis, der Sekundärkreis als ihr Hochtemperaturkreis bezeichnet werden.The primary circuit of the heat pump can also be referred to as its low-temperature circuit, and the secondary circuit as its high-temperature circuit.

Der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher ist bezüglich der Wärmepumpe extern und somit kein Bestandteil der Wärmepumpe bzw. des Wärmepumpensystems. Der Wärmetauscher ist beispielsweise ein Platten-, Röhren- oder Spiralwärmetauscher. Geeignet sind prinzipiell aber auch andere Gefäße mit Boden- und/oder Zargenheizflächen. Weiterhin geeignet als Erhitzer ist aber auch eine elektrisch betriebene Heizeinrichtung.The heater, especially the heat exchanger, is external to the heat pump and therefore not a component of the heat pump or heat pump system. The heat exchanger can be a plate, tube, or spiral heat exchanger, for example. However, other vessels with bottom and/or frame heating surfaces are also suitable. An electrically operated heating device is also suitable as a heater.

Mit dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher ergeben sich prinzipiell folgende Vorteile:

• Die primäre Vorlauftemperatur kann im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nur durch Ausmischen eingestellt werden, sondern darüber hinaus oder stattdessen auch unabhängig von den in einem zugeordneten Fluidspeicher herrschenden Temperaturen angehoben werden. Hierbei kann der Fluidspeicher je nach Verschaltung des Primärkreises prinzipiell als Schichtspeicher oder als Pufferspeicher ausgebildet sein.
• Ein primärseitiger Schichtspeicher und darauf basierendes Ausmischen unterschiedlicher Temperaturen (der Wärmequellen) sind für den Betrieb der Wärmepumpe entbehrlich.
• Wärmequellen mit relativ niedrigen Temperaturniveaus von beispielsweise weniger als 25°C können durch die beschriebene Temperaturanhebung mittels Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher nutzbar gemacht werden.

The heater, especially the heat exchanger, offers the following advantages:

• In contrast to the current state of the art, the primary flow temperature can be adjusted not only by mixing, but also, or instead, independently of the temperatures prevailing in an associated fluid storage tank. Depending on the configuration of the primary circuit, the fluid storage tank can be configured as a stratified storage tank or as a buffer storage tank.
• A primary-side stratified storage tank and the resulting mixing of different temperatures (of the heat sources) are not necessary for the operation of the heat pump.
• Heat sources with relatively low temperature levels of, for example, less than 25°C can be utilized by increasing the temperature as described using heaters, in particular heat exchangers.

Der wenigstens eine Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher kann prinzipiell an verschiedenen Stellen im Primärkreis des beschriebenen Rückgewinnungssystems angeordnet werden, beispielsweise:

• im Rücklauf mehrerer oder einzelner Wärmequellen (also vor einem ggf. vorhandenen Fluidspeicher); und/oder
• im Zulauf zur Wärmepumpe (also nach einem ggf. vorhandenen Fluidspeicher).

The at least one heater, in particular heat exchanger, can in principle be arranged at various locations in the primary circuit of the described recovery system, for example:

• in the return flow of several or individual heat sources (i.e. before a fluid storage tank, if present); and/or
• in the inlet to the heat pump (i.e. after any existing fluid storage).

Ist der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher im Rücklauf der wenigstens einen Wärmequelle angeordnet, also insbesondere vor einem Fluidspeicher, ergeben sich daraus beispielsweise folgende Vorteile:

• Der Fluidspeicher muss nicht als Schichtspeicher ausgebildet sein, da das auf der Primärseite der Wärmepumpe benötigte Temperaturniveau durch den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher eingestellt werden kann. Der Fluidspeicher kann somit ein Pufferspeicher sein nur mit einem oberen und unteren Anschluss, die jeweils als Einlauf und Auslauf fungieren, und arbeitet somit mit zwei Temperaturniveaus, nämlich einem oberen und einem unteren. Es handelt sich dann um einen Fluidspeicher ohne Ausmischung. Das darin herrschende obere Temperaturniveau ist dann im Wesentlichen die für die Wärmepumpe eingestellte primärseitige Vorlauftemperatur des ersten Fluids (auf der kälteren Seite der Wärmepumpe). Das jeweils herrschende untere Temperaturniveau ist dann im Wesentlichen die primärseitige Rücklauftemperatur des ersten Fluids, das wieder zur Rekuperation von thermischer Abwärme zur wenigstens einen Wärmequelle zurückgeführt werden kann.

If the heater, in particular heat exchanger, is arranged in the return line of at least one heat source, i.e. in particular in front of a fluid storage device, the following advantages result, for example:

• The fluid storage tank does not have to be designed as a stratified storage tank, since the temperature level required on the primary side of the heat pump can be set by the heater, in particular the heat exchanger. The fluid storage tank can therefore be a buffer tank with only an upper and lower connection, which respectively function as inlet and outlet, and thus works with two temperature levels, namely an upper and a lower one. This is then a fluid storage tank without mixing. The prevailing upper temperature level is then essentially the primary side flow temperature of the first fluid (on the colder side of the heat pump) set for the heat pump. The prevailing lower temperature level is then essentially the primary side return temperature of the first fluid, which can then be fed back to at least one heat source for the recuperation of thermal waste heat.

Ist einzelnen Wärmequellen jeweils ein separater Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher nachgeschaltet (nicht dargestellt), können große Temperaturspreizungen aufgrund diskontinuierlich laufender Wärmequellen oder Temperaturschwankungen einzelner Wärmequellen besser ausgeglichen werden. Die jeweilige Austrittstemperatur des ersten Fluids aus solchen separaten Erhitzern, insbesondere Wärmetauschern ist vorzugsweise identisch und entspricht dann im Wesentlichen der einzustellenden primärseitigen Vorlauftemperatur der Wärmepumpe. Daraus ergeben sich beispielsweise folgende Vorteile:

• Ein ggf. vorhandener Fluidspeicher kann relativ klein ausgebildet werden, da er nur eine Volumen-Pufferfunktion (Entkoppelung der Volumenströme der Wärmequelle(n) und der Wärmepumpe) aufweisen muss. Alternativ kann der Primärkreis der Wärmepumpe ohne Fluidspeicher (Pufferspeicher oder Schichtspeicher) ausgeführt sein. Die Volumen- und Massenströme der Wärmepumpe und der wenigstens einen Wärmequelle werden dann aufeinander abgestimmt. Ohne Fluidspeicher ist die Wärmepumpe bevorzugt auf die Grundlast der wenigstens einen Wärmequelle und/oder auf den einen sekundärseitig an der Wärmepumpe angeschlossenen Wärmeverbraucher ausgelegt (da ein Teillastbetrieb von Wärmepumpen je nach deren Ausführung meist nicht praktikabel bzw. wirtschaftlich ist). Mit einem Fluidspeicher kann darüber hinaus Abwärme von Spitzenlasten aufgefangen und gepuffert und somit verfügbare Abwärme maximal genutzt werden.

If a separate heater, particularly a heat exchanger (not shown), is connected downstream of each heat source, large temperature differences due to discontinuous heat sources or temperature fluctuations of individual heat sources can be better compensated. The respective outlet temperature of the first fluid from such separate heaters, particularly heat exchangers, is preferably identical and then essentially corresponds to the set primary flow temperature of the heat pump. This results in the following advantages, for example:

• Any fluid storage tank that may be present can be relatively small, as it only needs to have a volume buffer function (decoupling the volume flows of the heat source(s) and the heat pump). Alternatively, the primary circuit of the heat pump can be designed without a fluid storage tank (buffer tank or stratified storage tank). The volume and mass flows of the heat pump and the at least one heat source are then coordinated with one another. Without a fluid storage tank, the heat pump is preferably designed for the base load of the at least one heat source and/or for the one heat consumer connected to the heat pump on the secondary side (since partial load operation of heat pumps is usually not practical or economical depending on their design). With a fluid storage tank, waste heat from peak loads can also be captured and buffered, thus maximising the use of available waste heat.

Ist der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher im Zulauf zur Wärmepumpe, also insbesondere aus deren Sicht hinter (stromabwärts) einem Fluidspeicher angeordnet, ergeben sich daraus beispielsweise folgende Vorteile:

• Bei einem dem Fluidspeicher nachgeschalteten und der Wärmepumpe vorgeschalteten Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher kann der Fluidspeicher mittels einer oder mehrerer Ladelanzen aus den Wärmequellen beschickt werden, sodass sich das erste Fluid aus einer oder mehreren Wärmequellen in Abhängigkeit der jeweiligen Temperatur und Dichte im Fluidspeicher schichtweise einlagert. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann es sich beim Fluidspeicher um einen Schichtspeicher oder einen Pufferspeicher handeln. Da sich im oberen Teil des Fluidspeichers in der Regel keine konstante Temperatur einstellt, wäre demgegenüber zum Einstellen der primärseitigen Vorlauftemperatur der Wärmepumpe ohne Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher stets eine Ausmischung des ersten Fluids an einem Schichtspeicher nötig, wobei die erzielbaren Vorlauftemperaturen dann immer unterhalb der höchsten verfügbaren Abwärmetemperatur liegen. Mit dem (nachgeschalteten) Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher ergibt sich so der Vorteil, dass die primäre Vorlauftemperatur der Wärmepumpe flexibel einstellbar ist und höher sein kann als infolge Ausmischung. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Reduktion von Abstrahlverlusten des Fluidspeichers, da das erste Fluid erfindungsgemäß mit insgesamt niedrigerer Temperatur als nach einem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher gespeichert bzw. eingeschichtet werden kann.

If the heater, in particular the heat exchanger, is located in the inlet to the heat pump, i.e. in particular from its perspective behind (downstream) a fluid storage tank, the following advantages arise, for example:

• In the case of a heater, in particular a heat exchanger, connected downstream of the fluid storage tank and upstream of the heat pump, the fluid storage tank can be charged from the heat sources by means of one or more charging lances, so that the first fluid from one or more heat sources is stored in the fluid storage tank in layers depending on the respective temperature and density. Depending on the embodiment of the invention, the fluid storage tank can be a layered storage tank or a buffer storage tank. Since a constant temperature is not usually established in the upper part of the fluid storage tank, In contrast, to adjust the primary flow temperature of the heat pump without a heater, in particular a heat exchanger, it is always necessary to mix the first fluid in a stratified storage tank, whereby the achievable flow temperatures are then always below the highest available waste heat temperature. The (downstream) heater, in particular a heat exchanger, offers the advantage that the primary flow temperature of the heat pump can be flexibly adjusted and can be higher than as a result of mixing. An additional advantage is the reduction of radiation losses from the fluid storage tank, since according to the invention the first fluid can be stored or stratified at an overall lower temperature than downstream of a heater, in particular a heat exchanger.

Der oder die Wärmetauscher können mit Heizmedien aus primären Energiequellen, beispielhaft in Form von Dampf, Hochdruckheißwasser oder Niedertemperaturwasser aus einem Kesselhaus, welches mit Primärenergiequellen beispielsweise Öl, (Bio-) Gas, Holz oder anderem gespeist werden, oder aus sekundären Energiequellen, beispielsweise Kondensat aus einer Prozessanwendung oder aus anderen rekuperativen Prozessen, wie Solarthermie oder einem Blockheizkraftwerk.The heat exchanger(s) can be supplied with heating media from primary energy sources, for example in the form of steam, high-pressure hot water or low-temperature water from a boiler house, which is supplied with primary energy sources such as oil, (bio)gas, wood or others, or from secondary energy sources, for example condensate from a process application or from other recuperative processes, such as solar thermal energy or a combined heat and power plant.

Eine primäre oder sekundäre Energiequelle für den Erhitzer kann aber auch eine elektrische Stromquelle (zur Bereitstellung elektrischer Energie) sein.A primary or secondary energy source for the heater can also be an electrical power source (to provide electrical energy).

Prinzipiell wäre auch die beschriebene Wärmepumpe als Energiequelle für den Wärmetauscher denkbar mittels des sekundärseitig (auf der wärmeren Seite) erwärmten zweiten Fluids.In principle, the described heat pump could also be used as an energy source for the heat exchanger by means of the second fluid heated on the secondary side (on the warmer side).

Prinzipiell kann jedes Heizmedium mit geeigneter Temperatur und Verfügbarkeit eingesetzt werden.In principle, any heating medium with suitable temperature and availability can be used.

Ist von einem mittels der Wärmepumpe verdampften zweiten Fluid die Rede, so ist darunter Dampf zu verstehen, der eine Temperatur von 100 bis 180°C und einen Druck von vorzugsweise bis zu 10 bar oder ggf. auch mehr aufweist (beispielsweise nach Verlassen eines der Wärmepumpe zugeordneten Verdichters).If a second fluid is evaporated by means of the heat pump, this is understood to mean steam which has a temperature of 100 to 180°C and a pressure of preferably up to 10 bar or possibly even more (for example after leaving a compressor assigned to the heat pump).

Unter einer Wärmepumpe ist, beispielsweise im Zusammenhang mit Dampferzeugung, die gesamte dazu benötigte Einheit inklusive Peripherie, wie Verdichtern u.a., zu verstehen.A heat pump, for example in connection with steam generation, is understood to be the entire unit required, including peripherals such as compressors, etc.

Unabhängig von der Art des sekundärseitig erwärmten zweiten Fluids, beispielsweise Dampf, HDHW, oder NTW, kann es sich bei der Wärmepumpe auch um mehrstufige Systeme und/oder in Reihe geschaltete Wärmepumpen handeln, also um jegliches für die beschriebene Anwendung geeignetes Wärmepumpensystem.Regardless of the type of secondary fluid heated on the secondary side, for example steam, high-pressure hot water (HPHW), or low-pressure hot water (NTW), the heat pump can also be a multi-stage system and/or a series-connected heat pump, i.e. any heat pump system suitable for the described application.

Bei einem Schichtspeicher handelt es sich hier definitionsgemäß um einen Speichertank mit wenigstens drei vertikal gestaffelten Anschlüssen zum Fluideinlass und Fluidauslass, bei einem Pufferspeicher dagegen um einen Speichertank mit höchstens zwei vertikal gestaffelten Anschlüssen zum Fluideinlass und Fluidauslass. Der Pufferspeicher kann für eine hydraulische Entkopplung mit nur einem einzigen Anschluss zum Fluideinlass und Fluidauslass ausgeführt sein, wobei er dann zusätzlich maximal zwei weitere Anschlüsse aufweist, wovon jeweils einer nur als Fluideinlass und der andere nur als Fluidauslass ausgebildet ist.By definition, a stratified storage tank is a storage tank with at least three vertically staggered connections for the fluid inlet and outlet, whereas a buffer storage tank is a storage tank with a maximum of two vertically staggered connections for the fluid inlet and outlet. The buffer storage tank can be designed for hydraulic decoupling with only a single connection for the fluid inlet and outlet, in which case it can additionally have a maximum of two additional connections, one of which serves only as a fluid inlet and the other as a fluid outlet.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform;
2 eine zweite Ausführungsform; und
3 eine dritte Ausführungsform.

Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings.

1 a first embodiment;
2 a second embodiment; and
3 a third embodiment.

Wie die 1 erkennen lässt, umfasst das System 1 zur Wärmerückgewinnung in einer Anlage 100 zur Getränke- und insbesondere zur Bierherstellung, eine Wärmepumpe 2 mit einem Primärkreis 3 zum Zuführen von Abwärme 4 der Anlage 100 mittels eines ersten Fluids 5 und mit einem Sekundärkreis 6 zum Abführen von Arbeitswärme 7 an wenigstens einen Wärmeverbraucher (nicht dargestellt) der Anlage 100 mittels eines zweiten Fluids 8. Der Primärkreis 3 umfasst wenigstens einen Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 zum zusätzlichen Erwärmen des ersten Fluids 5 und hier zudem einen Fluidspeicher 10 zum Speichern des ersten Fluids 5.As the 1 As can be seen, the system 1 for heat recovery in a plant 100 for beverage production and in particular for beer production comprises a heat pump 2 with a primary circuit 3 for supplying waste heat 4 from the plant 100 by means of a first fluid 5 and with a secondary circuit 6 for dissipating working heat 7 to at least one heat consumer (not shown) of the plant 100 by means of a second fluid 8. The primary circuit 3 comprises at least one heater, in particular heat exchanger 9 for additionally heating the first fluid 5 and here also a fluid reservoir 10 for storing the first fluid 5.

Die Zufuhr von Heizenergie 11 zum Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 kann maschinell dosiert werden, um die primärseitige Vorlauftemperatur 12 des ersten Fluids 5 bzw. der Wärmepumpe 2 einzustellen, indem das erste Fluid 5 beispielsweise von einer nach dem Ausspeichern aus dem Fluidspeicher 10 herrschenden Zufuhrtemperatur 13 im Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 auf die primärseitige Vorlauftemperatur 12 erwärmt wird.The supply of heating energy 11 to the heater, in particular heat exchanger 9, can be mechanically metered in order to adjust the primary-side flow temperature 12 of the first fluid 5 or the heat pump 2, for example by heating the first fluid 5 from a supply temperature 13 prevailing in the heater, in particular heat exchanger 9, after being discharged from the fluid reservoir 10, to the primary-side flow temperature 12.

Die Dosierung der Heizenergie 11 für den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 kann beispielsweise mittels einer (insbesondere elektronischen) Steuer-/Regeleinheit 14 bedarfsgerecht geregelt werden, beispielsweise indem der Zustrom eines die Heizenergie 11 transportierenden Heizmediums (in den Figuren nicht separat bezeichnet) aus einer Energiequelle 15 zum Wärmetauscher 9 in Abhängigkeit von der Zufuhrtemperatur 13 und/oder des Volumenstroms des ersten Fluids 5 vor dem Wärmetauscher 9 automatisch angepasst wird. Bei dem Heizmedium kann es sich beispielsweise um Wasser oder elektrischen Strom handeln. Hierzu wird die tatsächliche primärseitige Vorlauftemperatur 12 in Prozessrichtung nach dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 vorzugsweise laufend überwacht. Geeignete Regelungsverfahren und zugehörige Vorrichtungen sind prinzipiell bekannt und daher nicht im Detail erläutert.The dosage of the heating energy 11 for the heater, in particular heat exchanger 9, can be regulated as required, for example, by means of a (in particular electronic) control/regulation unit 14, for example by adjusting the inflow of a heating medium (not separately designated in the figures) transporting the heating energy 11 from an energy source 15 to the heat exchanger 9 as a function of the supply temperature 13 and/or the volume flow of the first fluid 5 before the Heat exchanger 9 is automatically adjusted. The heating medium can be, for example, water or electricity. For this purpose, the actual primary-side flow temperature 12 in the process direction downstream of the heater, in particular heat exchanger 9, is preferably continuously monitored. Suitable control methods and associated devices are known in principle and therefore not explained in detail.

Die Abwärme 4 kann aus mehreren Wärmequellen 16 - 18 zurückgewonnen werden. Das mit der Abwärme 4 (thermische Energie) aus den Wärmequellen 16 - 18 erwärmte erste Fluid 5 wird im Fluidspeicher 10 zwischengespeichert. Dies kann temperaturabhängig erfolgen, falls es sich bei dem Fluidspeicher 10 wie im Falle der 1 um einen Schichtspeicher 20 handelt, dann vorzugsweise mittels horizontaler Ladelanzen 21. Prinzipiell geeignet wären aber auch sogenannte Schichtladelanzen 22 in vertikaler Ausführung (3).The waste heat 4 can be recovered from several heat sources 16 - 18. The first fluid 5 heated with the waste heat 4 (thermal energy) from the heat sources 16 - 18 is temporarily stored in the fluid storage 10. This can be temperature-dependent if the fluid storage 10 is, as in the case of the 1 If it is a stratified storage tank 20, then preferably by means of horizontal charging lances 21. In principle, however, so-called stratified charging lances 22 in a vertical design would also be suitable ( 3 ).

Solarthermie mit relativ niedrigem Temperaturniveau kann zum einen als Wärmequelle 16 - 18 fungieren und entsprechend temperierte Abwärme 4 bereitstellen. Zum anderen kann Solarthermie mit relativ hohem Temperaturniveau als Energiequelle 15 fungieren und Heizenergie 11 für den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 bereitstellen.Solar thermal energy with a relatively low temperature level can, on the one hand, function as a heat source 16 - 18 and provide correspondingly tempered waste heat 4. On the other hand, solar thermal energy with a relatively high temperature level can function as an energy source 15 and provide heating energy 11 for the heater, in particular heat exchanger 9.

Von dort wird das erste Fluid 5 aus wenigstens einer Schicht des Schichtspeichers 20 durch den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 geführt und dabei von der Zufuhrtemperatur 13 auf eine vorgegebene primärseitige Vorlauftemperatur 12 der Wärmepumpe 2 erhitzt. Das mit der Abwärme 4 (thermische Energie) aus den Wärmequellen 16 - 18 erwärmte erste Fluid 5 kann zusätzlich oder alternativ direkt (also ohne Zwischenspeicherung im Fluidspeicher 10) dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 zugeführt werden.From there, the first fluid 5 from at least one layer of the stratified storage tank 20 is passed through the heater, in particular heat exchanger 9, and is heated from the supply temperature 13 to a predetermined primary-side flow temperature 12 of the heat pump 2. The first fluid 5 heated with the waste heat 4 (thermal energy) from the heat sources 16-18 can additionally or alternatively be fed directly (i.e., without intermediate storage in the fluid storage tank 10) to the heater, in particular heat exchanger 9.

Das im Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 auf die primärseitige Vorlauftemperatur 12 eingestellte erste Fluid 5 kann nun direkt zur Wärmepumpe 2 geleitet werden und/oder mittels der obersten horizontalen Ladelanze 21 im Fluidspeicher 10 / Schichtspeicher 20 eingelagert und gepuffert werden. Beispielsweise wäre dies bei einer primärseitigen Vorlauftemperatur 12 von 30 - 40°C praktikabel. Das primärseitig in der Wärmepumpe 2 (auf deren kälteren Seite) abgekühlte erste Fluid 5 wird mittels der untersten horizontalen Ladelanze 21 wieder in den Fluidspeicher 10 / Schichtspeicher 20 zurückgeleitet und/oder wieder zur Abwärmegewinnung aus den Wärmequellen 16 - 18 thermischen Quellen verwendet, beispielsweise mit einer primärseitigen Rücklauftemperatur 19 von wenigstens 5°C.The first fluid 5, which is adjusted to the primary-side flow temperature 12 in the heater, in particular heat exchanger 9, can now be fed directly to the heat pump 2 and/or stored and buffered in the fluid storage tank 10 / stratified storage tank 20 by means of the uppermost horizontal charging lance 21. For example, this would be practical with a primary-side flow temperature 12 of 30 - 40°C. The first fluid 5, which has been cooled on the primary side in the heat pump 2 (on its colder side), is fed back into the fluid storage tank 10 / stratified storage tank 20 by means of the lowermost horizontal charging lance 21 and/or used again to recover waste heat from the heat sources 16 - 18, for example with a primary-side return temperature 19 of at least 5°C.

Der Wärmetauscher 9 kann prinzipiell aus einer primären oder sekundären Energiequelle 15 gespeist werden. Bevorzugt wird hierfür eine Wärmequelle, die ein Temperaturniveau unter 100°C aufweist, aber die erforderliche thermische Energie für den Wärmetauscher 9 in Volumen und Temperatur liefert. Als Beispiel ist ein Blockheizkraftwerk zu nennen. Blockheizkraftwerke weisen zumeist ein Temperaturniveau der Abwärme unter 100°C bzw. eine Temperatur auf, die unter der in einer Brauerei erforderlichen Heiztemperaturen liegt. In einer Brauerei sind zumeist Temperaturen von wenigstens 115°C nötig, um beispielsweise eine effiziente Würzekochung zu bewerkstelligen. Es kann aber auch jegliche andere geeignete Energiequelle 15 zum Einstellen der Vorlauftemperatur 12 des ersten Fluids 5 im Wärmetauscher 9 verwendet werden.The heat exchanger 9 can in principle be fed from a primary or secondary energy source 15. A heat source with a temperature level below 100°C but which supplies the required thermal energy for the heat exchanger 9 in terms of volume and temperature is preferred. A combined heat and power plant is an example. Combined heat and power plants usually have a waste heat temperature level below 100°C or a temperature that is below the heating temperatures required in a brewery. In a brewery, temperatures of at least 115°C are usually necessary, for example, to achieve efficient wort boiling. However, any other suitable energy source 15 can also be used to adjust the flow temperature 12 of the first fluid 5 in the heat exchanger 9.

Alternativ kann anstelle des Wärmetauschers 9 ein elektrisch versorgter Erhitzer (nicht eigens dargestellt) vorhanden sein.Alternatively, an electrically powered heater (not specifically shown) may be present instead of the heat exchanger 9.

Bei den Wärmequellen 16 - 18 handelt es sich vorzugsweise um solche, deren Abwärme 4 beispielsweise auf Grund eines relativ niedrigen Temperaturniveaus nicht in Produktionsprozessen verwendet werden kann. Eine erste Wärmequelle 16 kann beispielsweise eine Kälteanlage, eine zweite Wärmequelle kann beispielsweise Abwasser 17, eine dritte Wärmequelle 18 kann beispielsweise ein Druckluftanlage / Kompressor sein. Aber auch andere Wärmequellen sind möglich, beispielsweise Solarthermieanlagen, Brauprozesse, wie eine Würzekühlung und/oder eine Pfannendunstkondensation, Geothermieanlagen, Blockheizkraftwerke, Fernwärmenetze und andere. In warmen Ländern kann die Temperatur von Frischwasser, welches in einer Brauerei für unterschiedliche Zwecke eingesetzt wird (als Produktwasser, zur Reinigung, etc.), auch mehr als beispielsweise 20°C aufweisen. Auch dieses Wasser kann als Wärmequelle verwendet werden, indem es abgekühlt und dabei Abwärme 4 (thermische Energie) gewonnen wird.The heat sources 16 - 18 are preferably those whose waste heat 4 cannot be used in production processes, for example due to a relatively low temperature level. A first heat source 16 can be, for example, a refrigeration system, a second heat source can be, for example, wastewater 17, and a third heat source 18 can be, for example, a compressed air system/compressor. However, other heat sources are also possible, for example, solar thermal systems, brewing processes such as wort cooling and/or pan vapor condensation, geothermal systems, combined heat and power plants, district heating networks, and others. In warm countries, the temperature of fresh water, which is used in a brewery for various purposes (as product water, for cleaning, etc.), can also be higher than, for example, 20°C. This water can also be used as a heat source by cooling it and thereby recovering waste heat 4 (thermal energy).

Aus einer Kälteanlage kann z.B. Abwärme 4 auf einem Temperaturniveau von wenigstens 30°C und insbesondere mit konstanter Temperatur zurückgewonnen werden. Abwasser liegt gewöhnlich in einem Bereich von der genutzten Kaltwassertemperatur bis zu einer Temperatur von 80°C vor. Praktikabel ist beispielsweise eine mittlere Rückgewinnungstemperatur (der Abwärme 4) von wenigstens 20°C. Die Volumenströme einzelner Abwärmerückgewinnungen werden zusammengeführt, was eine Mischungstemperatur des ersten Fluids 5 ergibt, die über den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 auf eine gewünschte primärseitige Vorlauftemperatur 12 von beispielsweise wenigstens 30°C eingestellt wird.For example, waste heat 4 can be recovered from a refrigeration system at a temperature level of at least 30°C and in particular at a constant temperature. Wastewater usually ranges from the used cold water temperature up to a temperature of 80°C. For example, an average recovery temperature (of the waste heat 4) of at least 20°C is practical. The volume flows of individual waste heat recovery units are combined, resulting in a mixing temperature of the first fluid 5, which is adjusted via the heater, in particular heat exchanger 9, to a desired primary-side flow temperature 12 of, for example, at least 30°C.

Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Systems 1, die sich von der zuvor beschriebene Ausführungsform im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 dem Fluidspeicher 10 vorgeschaltet ist, welcher hier als Pufferspeicher 30 mit lediglich zwei horizontalen (einer oberen und einer unteren) Ladelanzen 21 ausgebildet ist. Der Primärkreis 3 weist eine entsprechend vom ersten Ausführungsbeispiel abweichende Leitungsführung auf.The 2 shows a second embodiment of the system 1, which differs from the previously described embodiment essentially in that the heater, in particular heat exchanger 9, is connected upstream of the fluid reservoir 10, which here is designed as a buffer reservoir 30 with only two horizontal (an upper and a lower) charging lances 21. The primary circuit 3 has a correspondingly different line routing from the first embodiment.

Angedeutet ist zudem, dass das erste Fluid 5 den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 optional über einen Bypass 23 umgehen könnte, falls die Zufuhrtemperatur 13 des ersten Fluids 5 unmittelbar vor dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 bereits der gewünschten primärseitigen Vorlauftemperatur 12 der Wärmepumpe 2 entspricht. Alternativ könnte die Zufuhr von Heizenergie 11 zum Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 in einem solchen Fall unterbleiben und das erste Fluid 5 durch den inaktiven Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 strömen (dies gilt generell, also für sämtliche Ausführungsformen).It is also indicated that the first fluid 5 could optionally bypass the heater, in particular heat exchanger 9, via a bypass 23 if the supply temperature 13 of the first fluid 5 immediately upstream of the heater, in particular heat exchanger 9, already corresponds to the desired primary-side flow temperature 12 of the heat pump 2. Alternatively, the supply of heating energy 11 to the heater, in particular heat exchanger 9, could be omitted in such a case, and the first fluid 5 could flow through the inactive heater, in particular heat exchanger 9 (this applies generally, i.e., to all embodiments).

In einer (nicht dargestellten) Variante könnten einzelnen Wärmequellen 16 - 18 separate Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 zugeordnet sein, die das erste Fluid 5 dann einheitlich jeweils auf die primärseitige Vorlauftemperatur 12 erwärmen. Auch kann lediglich eine einzige der dargestellten Wärmequellen 16 - 18 oder eine davon anderweitig abweichende Anzahl vorhanden sein bzw. wie beschrieben genutzt werden (dies gilt generell, also für sämtliche Ausführungsformen).In a variant (not shown), individual heat sources 16-18 could be assigned separate heaters, in particular heat exchangers 9, which then uniformly heat the first fluid 5 to the primary-side flow temperature 12. Also, only one of the illustrated heat sources 16-18 or a different number may be present or used as described (this applies generally, i.e., to all embodiments).

Stromabwärts des Erhitzers, insbesondere Wärmetauschers 9 kann das erste Fluid 5 auch hier direkt zur Wärmepumpe 2 geführt und/oder im Fluidspeicher 10 / Pufferspeicher 30 zwischengelagert also zwischengespeichert werden.Downstream of the heater, in particular heat exchanger 9, the first fluid 5 can also be led directly to the heat pump 2 and/or temporarily stored in the fluid storage 10 / buffer storage 30.

Für ein wahlweises und/oder anteiliges Weiterleiten des ersten Fluids 5 können prinzipiell bekannte Leitungsverzweigungen, Stellorgane und Pumpen verwendet werden, die daher weder näher beschrieben noch in den Figuren bezeichnet sind. Dies gilt generell, also für sämtliche Ausführungsformen.For selective and/or partial forwarding of the first fluid 5, known line branches, actuators, and pumps can be used in principle, which are therefore neither described in detail nor identified in the figures. This applies generally, i.e., to all embodiments.

Der Pufferspeicher 30 weist im Gegensatz zum Schichtspeicher 20 lediglich zwei Temperaturniveaus und vorzugsweise nur zwei Anschlüsse mit der Funktion eines Ein- und Auslasses auf, siehe hierzu die beispielhaft angedeuteten Richtungspfeile.In contrast to the stratified storage tank 20, the buffer tank 30 has only two temperature levels and preferably only two connections with the function of an inlet and outlet, see the directional arrows indicated as an example.

Die primärseitige Rücklauftemperatur 19 der Wärmepumpe 2 beträgt vorzugsweise höchstens 20°C, noch bevorzugter höchstens 10°C, und im Idealfall höchstens 5°C.The primary-side return temperature 19 of the heat pump 2 is preferably at most 20°C, more preferably at most 10°C, and ideally at most 5°C.

Die primärseitige Vorlauftemperatur 12 der Wärmepumpe 2 beträgt vorzugsweise wenigstens 30°C, noch bevorzugter wenigstens 40°C, im Idealfall wenigstens 50°C. Auch dies gilt für alle Ausführungsformen.The primary-side flow temperature 12 of the heat pump 2 is preferably at least 30°C, more preferably at least 40°C, ideally at least 50°C. This also applies to all embodiments.

Bei der eingesetzten Wärmepumpe 2 kann es sich beispielsweise um eine vom Typ Wasser/ Wasser oder auch Wasser/ Dampf handeln. Aber auch andere Wärmepumpensysteme können geeignet sein. Handelt es sich um eine Wärmepumpe 2 zur sekundärseitigen Erzeugung von Dampf, wird im sekundärseitigen Vorlauf Kondensat zugeführt. Das zweite Fluid 8 besteht dann definitionsgemäß aus Kondensat im Vorlauf und aus Dampf im Rücklauf. Solches Kondensat stammt vorzugsweise aus einem Wärmeübertragungsprozess innerhalb einer Brauerei, bei dem Dampf zur Erwärmung eines Produkts Verwendung findet. Bei der Anwendung mit Dampf ist hervorzuheben, dass dann eine Umrüstung einer Bestandsanlage (zum Beispiel eine Würzepfanne) auf ein anderes Heizmedium wie beispielsweise HDHW oder NTW nicht notwendig ist.The heat pump 2 used can, for example, be of the water/water or water/steam type. However, other heat pump systems may also be suitable. If the heat pump 2 is for the secondary side generation of steam, condensate is fed into the secondary side flow. The second fluid 8 then consists, by definition, of condensate in the flow and steam in the return. Such condensate preferably originates from a heat transfer process within a brewery in which steam is used to heat a product. When using steam, it should be emphasized that converting an existing system (e.g. a wort kettle) to a different heating medium such as high-pressure hot water or low-pressure hot water is then not necessary.

Der Sekundärseite der Wärmepumpe 2, also ihrer wärmeren Seite, kann ein Speicher (nicht dargestellt), bevorzugt ein Pufferspeicher, ggf. aber auch ein Schichtspeicher, nachgeschaltet sein. Bei einer Dampfanwendung handelt es sich dann um einen Dampfspeicher. Bevorzugt wird das erhitzte zweite Fluid 8 (insbesondere in Form von Dampf) aber ohne Pufferung, direkt bei einer Prozesswärmeanwendung verwendet, beispielsweise zum Heizen in einem CIP-Prozess, zur Läuterwürzeerhitzung, zur Würzekochung oder dergleichen. Dabei könnte es sich um jegliche Anwendung in einer Brauerei handeln, für die das erhitzte zweite Fluid 8 eingesetzt werden kann, bei ausreichender Temperatur des zweiten Fluids 8 beispielsweise auch zur Würzekochung.A storage tank (not shown), preferably a buffer tank, but possibly also a stratified storage tank, can be connected downstream of the secondary side of the heat pump 2, i.e. its warmer side. In a steam application, this is then a steam storage tank. Preferably, the heated second fluid 8 (in particular in the form of steam), but without buffering, is used directly in a process heat application, for example for heating in a CIP process, for lautering wort heating, for wort boiling or the like. This could be any application in a brewery for which the heated second fluid 8 can be used, for example also for wort boiling if the temperature of the second fluid 8 is sufficient.

Der Sekundärseite der Wärmepumpe 2, also ihrer wärmeren Seite, kann ein Speicher (nicht dargestellt), bevorzugt ein Pufferspeicher, ggf. aber auch ein Schichtspeicher, vorgeschaltet sein. Bei einer Dampfanwendung handelt es sich dann um einen Kondensatspeicher. Bei Verwendung von Hochdruckheißwasser oder Niedertemperaturwasser kann der vorgeschaltete und nachgeschaltete Speicher ein einziger Speicher sein.A storage tank (not shown), preferably a buffer tank or possibly a stratified storage tank, can be connected upstream of the secondary side of heat pump 2, i.e., its warmer side. In a steam application, this is then a condensate storage tank. When using high-pressure hot water or low-temperature water, the upstream and downstream storage tanks can be a single storage tank.

Die Ausführungsform gemäß 3 unterscheidet sich von den zuvor beschriebene Ausführungsformen im Wesentlichen dadurch, dass der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 im Primärkreis 3 einem Fluidspeicher 10 nachgeschaltet ist, bei dem es sich um einen Pufferspeicher 30 mit vertikaler Schichtladelanze 22 handelt. Es ergibt sich folgende Funktionsweise des Fluidspeichers 10.The embodiment according to 3 differs from the previously described embodiments essentially in that the heater, in particular heat exchanger 9 in the primary circuit 3, is connected downstream of a fluid storage 10, which is a buffer storage 30 with tical stratified charging lance 22. The fluid reservoir 10 functions as follows.

Der Fluidspeicher 10 / Pufferspeicher 30 wird mittels der vertikalen Schichtladelanze 22 mit dem ersten Fluid 5 beschickt, welches zuvor durch Abwärme 4 aus einer oder mehreren Wärmequellen 16 - 18 erwärmt wurde. Dieses erste Fluid 5 wird in Abhängigkeit von seiner Zulauftemperatur und Dichte auf entsprechendem Höhenniveau im Fluidspeicher 10 eingelagert.The fluid reservoir 10/buffer reservoir 30 is charged with the first fluid 5 by means of the vertical stratified loading lance 22, which has previously been heated by waste heat 4 from one or more heat sources 16-18. This first fluid 5 is stored in the fluid reservoir 10 at a corresponding height level depending on its inlet temperature and density.

In den untersten Bereich des Fluidspeichers 10 / Pufferspeichers 30 wird zudem das aus der Wärmepumpe 2 primärseitig zurücklaufende erste Fluid 5 eingespeichert. Stattdessen und/ oder anteilig kann dieses zu den Wärmequellen 16 - 18 zwecks erneuter Abwärmegewinnung zurückgeführt werden.The first fluid 5 returning from the primary side of the heat pump 2 is also stored in the lowest area of the fluid storage 10/buffer storage 30. Instead and/or partially, this fluid can be returned to the heat sources 16-18 for further waste heat recovery.

Definitionsgemäß handelt es sich bei dem in der 3 gezeigten Fluidspeicher 10 um einen Pufferspeicher 30, da das erste Fluid 5 über die vertikale Schichtladelanze 22 nur eingespeichert wird und nicht mehr als zwei Anschlüsse mit der gemeinsamen Funktion von Einlauf und Auslauf vorhanden sind. Es würde sich ebenso um einen Pufferspeicher 30 handeln, falls mehrere Anschlüsse vorhanden wären, von denen nur einer die gemeinsame Funktion von Ein- und Auslauf hat.By definition, the 3 The fluid reservoir 10 shown is a buffer reservoir 30, since the first fluid 5 is only stored via the vertical stratified loading lance 22 and there are no more than two connections with the common function of inlet and outlet. It would also be a buffer reservoir 30 if there were several connections, of which only one has the common function of inlet and outlet.

Im Beispiel der 3 wird von der Abwärme 4 erwärmtes erstes Fluid 5 je nach herrschendem Temperaturniveau über die Schichtladelanze 22 eingespeichert und über den oberen Anschluss nur ausgespeichert. Der untere Anschluss dient als Einlauf und Auslauf. Somit handelt es sich beim Fluidspeicher 10 der 3 definitionsgemäß nicht um einen Schichtspeicher 20, sondern um einen Pufferspeicher 30.In the example of 3 Depending on the prevailing temperature level, the first fluid 5 heated by the waste heat 4 is stored via the stratified charging lance 22 and only discharged via the upper connection. The lower connection serves as inlet and outlet. Thus, the fluid storage 10 is the 3 by definition, it is not a stratified storage tank 20, but a buffer storage tank 30.

Weist der Fluidspeicher 10 dagegen mehr als zwei Anschlüsse mit der Funktion der Ein- und Auslagerung auf, ist er ein Schichtspeicher 20, siehe die 1. Ist die Rede von Ein- und Auslagerung bzw. Ein- und Ausspeichern, so ist in diesem Zusammenhang ein Anschluss gemeint, über den beide Vorgänge ablaufen.If, however, the fluid storage 10 has more than two connections with the function of storage and removal, it is a stratified storage 20, see the 1 When we talk about storage and retrieval or storage and retrieval, we mean a connection through which both processes take place.

Die Einlagerung in Schichten bringt im Vergleich zu einem Fluidspeicher 10 mit vorher fest eingestellter Temperatur den Vorteil, dass geringere Abstrahlverluste auftreten.Compared to a fluid storage 10 with a previously set temperature, storage in layers has the advantage that lower radiation losses occur.

Auf Grund unterschiedlicher Temperaturen des jeweils eingespeicherten ersten Fluids 5 sowie meist diskontinuierlicher Verfügbarkeit der Abwärme 4 kann die Temperatur des ersten Fluids 5 im obersten Bereich des Fluidspeichers 10 variieren.Due to different temperatures of the respectively stored first fluid 5 and mostly discontinuous availability of the waste heat 4, the temperature of the first fluid 5 in the uppermost region of the fluid storage 10 can vary.

Gemäß 3 wird das erste Fluid 5 aus dem obersten Bereich des Fluidspeichers 10 / Pufferspeicher 30 entnommen und mittels des Erhitzers, insbesondere Wärmetauschers 9 bei vorzugsweise konstantem Durchfluss des ersten Fluids 5 auf eine vorzugsweise zeitlich konstante primärseitige Vorlauftemperatur 12 eingestellt. Die im obersten Bereich des Fluidspeichers 10 / Pufferspeichers 30 herrschende (jeweilige Maximal-) Temperatur ist von der Abwärme 4 der Wärmequellen 16 - 18 abhängig und kann ggf. bei der dortigen Wärmeübertragung auf das erste Fluid 5 beeinflusst werden.According to 3 The first fluid 5 is taken from the uppermost region of the fluid reservoir 10/buffer reservoir 30 and adjusted to a preferably temporally constant primary-side flow temperature 12 by means of the heater, in particular heat exchanger 9, with a preferably constant flow of the first fluid 5. The (respective maximum) temperature prevailing in the uppermost region of the fluid reservoir 10/buffer reservoir 30 depends on the waste heat 4 from the heat sources 16-18 and can possibly be influenced during the heat transfer there to the first fluid 5.

Durch Ausspeichern des ersten Fluids 5 aus dem obersten Speicherbereich wird dieses dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 mit der jeweils höchsten im Fluidspeicher 10 / Pufferspeicher 30 herrschende Temperatur, also der Zufuhrtemperatur 13 zugeführt. Diese kann niedriger sein als die maximale Temperatur, die vom ersten Fluid 5 an einer Wärmequelle 16 - 18 durch Übertragung von Abwärme 4 erreicht wird. Die Abwärme 4 kann generell auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau, beispielsweise unter 25°C, in das System 1 geführt und über den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 auf die gewünschte primärseitige Vorlauftemperatur 12 erwärmt und so nutzbar gemacht werden.By removing the first fluid 5 from the uppermost storage area, it is fed to the heater, in particular heat exchanger 9, at the highest temperature prevailing in the fluid storage 10 / buffer storage 30, i.e., the supply temperature 13. This can be lower than the maximum temperature reached by the first fluid 5 at a heat source 16-18 by transferring waste heat 4. The waste heat 4 can generally be fed into the system 1 at a relatively low temperature level, for example, below 25°C, and heated via the heater, in particular heat exchanger 9, to the desired primary-side flow temperature 12, thus making it usable.

Die primärseitige Vorlauftemperatur 12 kann nichtsdestoweniger zumindest teilweise durch eine Ausmischung des ersten Fluids 5 vor, im oder am Fluidspeicher 10 / Pufferspeicher 30 erzielt werden. Ist dies allein ausreichend, ist der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 inaktiv. Ansonsten führt dieser dem ersten Fluid 5 die benötigte Heizenergie 11 zu, um die primärseitige Vorlauftemperatur 12 der Wärmepumpe 2 einzustellen und insbesondere konstant zu halten.The primary-side flow temperature 12 can nevertheless be achieved at least partially by mixing the first fluid 5 before, in, or at the fluid reservoir 10/buffer reservoir 30. If this alone is sufficient, the heater, in particular the heat exchanger 9, is inactive. Otherwise, it supplies the required heating energy 11 to the first fluid 5 in order to adjust the primary-side flow temperature 12 of the heat pump 2 and, in particular, to maintain it constant.

Die primärseitige Vorlauftemperatur 12 könnte ggf. auch bedarfsabhängig variiert und die dafür am Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 benötigte Heizenergie 11 entsprechend dosiert / geregelt werden.The primary flow temperature 12 could also be varied as required and the heating energy 11 required for this at the heater, in particular heat exchanger 9, could be dosed/regulated accordingly.

Allgemein ergibt sich damit der Vorteil, dass die primäre Vorlauftemperatur 12 der Wärmepumpe 2 mit dem Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 flexibel angepasst werden kann und dabei weitgehend unabhängig von den Quelltemperaturen der Abwärme 4 ist. Somit kann auch thermische Energie in den Wärmepumpenprozess integriert werden, die bisher auf Grund einer zu geringen Temperatur nicht oder nur sehr schwer nutzbar war. Dies gilt beispielsweise für Abwärme 4 aus Abwasser oder Frischwasser mit einer Temperatur von beispielsweise höchstens 20°C.In general, this results in the advantage that the primary flow temperature 12 of the heat pump 2 can be flexibly adjusted with the heater, in particular the heat exchanger 9, and is largely independent of the source temperatures of the waste heat 4. This also allows thermal energy to be integrated into the heat pump process that was previously unusable or very difficult to utilize due to excessively low temperatures. This applies, for example, to waste heat 4 from wastewater or fresh water with a temperature of, for example, 20°C or less.

Je nach Typ der Wärmepumpe 2 kann es sich beim zweiten Fluid 8 um folgendes Medium handeln, welches der Wärmepumpe zugeführt wird:

• Kondensat in deren Vorlauf Kondensat und Dampf im Rücklauf;
• Hochdruckheißwasser in deren Vorlauf und Rücklauf (dort erwärmt); oder
• Niedertemperaturwasser in deren Vorlauf und Rücklauf (dort erwärmt)

Depending on the type of heat pump 2, the second fluid 8 can be the following medium, which is supplied to the heat pump:

• Condensate in the flow, condensate and steam in the return;
• High pressure hot water in the flow and return lines (heated there); or
• Low-temperature water in the flow and return (heated there)

Dampf, erwärmtes Hochdruckheißwasser und erwärmtes Niedertemperaturwasser fungieren dann als Arbeitswärme 7.Steam, heated high-pressure hot water and heated low-temperature water then act as working heat 7.

Wenn in der Brauerei Wärmeverbraucher mit Dampf als Heizmedium versorgt werden, dann kann Dampf als zweites Fluid 8 vorteilhaft sein zur Minimierung von Investitionskosten, da die Wärmeverbraucher dann weiterhin mit dem Heizmedium Dampf versorgt werden. Zumindest können Stillstandszeiten für Umrüstung und Aufbau eines neuen Wärmenetzes vermieden werden. Da Wärmepumpen möglichst durchgehend und gleichmäßig arbeiten sollen, wird die Wärmepumpe 2 möglichst so ausgelegt, dass sie vorwiegend die Grundlast der Dampferzeugung abdeckt und ein Dampfkessel nur Spitzenlasten abdecken muss. Weiterhin kann mit der Wärmepumpe 2 der CO₂-Fußabdruck einer Anlage zur Getränkeherstellung bzw. einer Brauerei generell verbessert, also minimiert werden.If heat consumers in the brewery are supplied with steam as a heating medium, then steam as a second fluid 8 can be advantageous for minimizing investment costs, since the heat consumers are then still supplied with steam as a heating medium. At the very least, downtimes for conversion and the construction of a new heating network can be avoided. Since heat pumps should operate as continuously and evenly as possible, heat pump 2 is designed so that it primarily covers the base load of steam generation and a steam boiler only has to cover peak loads. Furthermore, heat pump 2 can generally improve, i.e. minimize, the _CO2 footprint of a beverage production plant or a brewery.

Hierbei wird vorteilhaft ermöglicht, Abwärmequellen 4 über ein vergleichsweise breites Temperaturspektrum zu nutzen. Beispielsweise wird eine Kälteanlage in Ihrem Kreislauf zu einem oder mehreren Kondensatoren eine Abwärmetemperatur von üblicherweise mindestens 30°C bis zu 75 bis 80°C aufweisen. Zur Rekuperation der Abwärme 4 kann der Volumenfluss des aufnehmenden ersten Fluids 5 konstant, wodurch dessen Temperatur schwankt, oder diese Temperatur beispielsweise bei 30°C konstant gehalten werden, wodurch der Volumenfluss schwankt.This advantageously enables the utilization of waste heat sources 4 across a comparatively broad temperature spectrum. For example, a refrigeration system will typically have a waste heat temperature of at least 30°C up to 75 to 80°C in its circuit to one or more condensers. To recover the waste heat 4, the volume flow of the absorbing first fluid 5 can be constant, causing its temperature to fluctuate, or this temperature can be kept constant at 30°C, for example, causing the volume flow to fluctuate.

Der Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 ermöglicht, insbesondere im Zusammenwirken mit dem Fluidspeicher 10, derartige Schwankungen auszugleichen und der Wärmepumpe 2 im Primärkreis 3 das erste Fluid 5 mit geeigneter primärseitiger Vorlauftemperatur 12 bereitzustellen und diese gegebenenfalls konstant zu halten, bei möglichst konstantem Volumenstrom.The heater, in particular heat exchanger 9, makes it possible, in particular in cooperation with the fluid storage 10, to compensate for such fluctuations and to provide the heat pump 2 in the primary circuit 3 with the first fluid 5 with a suitable primary-side flow temperature 12 and, if necessary, to keep this constant, with the volume flow as constant as possible.

Im Arbeitsbetrieb des Systems 1 wird die primärseitige Vorlauftemperatur 12 vorzugsweise laufend überwacht, und Abweichungen davon werden durch maschinelle Dosierung der Heizenergie 11 für den Erhitzer, insbesondere Wärmetauscher 9 ausgeregelt. Dies ist prinzipiell mit allen beschriebenen Ausführungsformen möglich.During operation of system 1, the primary flow temperature 12 is preferably continuously monitored, and deviations from it are compensated for by mechanically dosing the heating energy 11 for the heater, in particular heat exchanger 9. This is possible in principle with all described embodiments.

Als zulässige Schwankungsbreiten der primärseitigen Vorlauftemperatur 12 ist beispielsweise eine Abweichung von einem Sollwert der primärseitigen Vorlauftemperatur 12 um +/- 15°C, insbesondere um +/- 10°C, insbesondere um +/- 5°C, praktikabel. Der Sollwert der der primärseitigen Vorlauftemperatur 12 beträgt beispielsweise wenigstens 30°C, insbesondere mindestens 40°C. Auch dies gilt für alle beschriebenen Ausführungsformen, deren Merkmale des Primärkreises 3 daher auch prinzipiell miteinander kombinierbar und/oder gegenseitig austauschbar sind.For example, a permissible fluctuation range of the primary-side flow temperature 12 is a deviation from a setpoint of the primary-side flow temperature 12 of +/- 15°C, in particular +/- 10°C, in particular +/- 5°C. The setpoint of the primary-side flow temperature 12 is, for example, at least 30°C, in particular at least 40°C. This also applies to all described embodiments, whose features of the primary circuit 3 are therefore, in principle, combinable and/or interchangeable.

Wenn die Rede von einem Schichtspeicher ist, so ist der Begriff Schichtenspeicher als Synonym zu verstehen.When we talk about a stratified storage tank, the term stratified storage tank should be understood as a synonym.

Der Begriff Getränkeherstellung und Bierherstellung umfasst auch die Abfüllung von Getränken und Bier.The term beverage production and beer production also includes the bottling of beverages and beer.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011 055 147 B4 [0011, 0012]

Claims

System (1) for heat recovery in a plant (100) for beverage production and in particular for beer production, comprising a heat pump (2) with a primary circuit (3) for supplying waste heat (4) from the plant (100) by means of a first fluid (5) and with a secondary circuit (6) for dissipating working heat (7) to at least one heat consumer of the plant (100) by means of a second fluid (8), characterized in that the primary circuit (3) comprises at least one heater, in particular heat exchanger (9) for additionally heating the first fluid (5), wherein the supply of heating energy (11) to the heater, in particular heat exchanger (9), can be metered mechanically in order to adjust the primary-side flow temperature (12) of the heat pump (2).

System according to Claim 1 , wherein the heating energy (11) to the heater, in particular heat exchanger (9), is regulated in such a way that the primary-side flow temperature (12) deviates from a target value of at least 30°C, in particular at least 40°C, by no more than +/- 15°C, in particular no more than +/- 10°C, in particular no more than +/- 5°C.

System according to Claim 1 or 2 , wherein the primary circuit (3) upstream of the heat pump (2) comprises a fluid reservoir (10) for the first fluid (5), which is connected upstream or downstream of the heater, in particular heat exchanger (9).

System according to Claim 3 , wherein the primary circuit (3) is designed such that the first fluid (5) therein can be conducted selectively and/or proportionally from the heater, in particular heat exchanger (9) to the heat pump (2), from the heater, in particular heat exchanger (9) to the fluid reservoir (10) and/or from the fluid reservoir (10) to the heat pump (2).

System according to Claim 4 , wherein the fluid reservoir (10) is a stratified reservoir (20) and the primary circuit (3) is further designed such that the first fluid (5) can be stored and discharged selectively and/or proportionally at different height levels of the stratified reservoir (20).

System according to one of the Claims 3 until 5 , wherein the primary circuit (3) is designed such that the first fluid (5) from the return of the heat pump (2) can be directed selectively and/or proportionally to the fluid reservoir (10) or back to at least one heat source (4) of the system (100).

Plant (100) for beverage production, in particular for beer production, comprising the system (1) according to at least one of the preceding claims and at least one heat source (16-18) supplying the primary circuit (3) with the waste heat (4), in particular in the form of: a refrigeration system; waste water; a compressed air compressor; a solar thermal system; a brewing process unit, in particular a wort cooler and/or a pan vapor condenser; and/or a combined heat and power plant.

Method for heat recovery in a plant (100) for beverage production, in particular for beer production, wherein waste heat (4) from the plant (100) is supplied to a heat pump (2) in an associated primary circuit (3) by means of a first fluid (5) and working heat (7) is discharged from the heat pump (2) in an associated secondary circuit (6) to at least one heat consumer of the plant (100) by means of a second fluid (8), characterized in that the first fluid (5) in the primary circuit (3) is additionally heated by at least one heater, in particular heat exchanger (9), wherein the supply of heating energy (11) to the heater, in particular heat exchanger (9), is metered mechanically and the primary-side flow temperature (12) of the heat pump (2) is thereby adjusted.

Procedure according to Claim 8 , wherein the heating energy (11) to the heater, in particular heat exchanger (9), is regulated in such a way that the primary-side flow temperature (12) deviates from a target value of at least 30°C, in particular at least 40°C, by no more than +/- 15°C, in particular no more than +/- 10°C, in particular no more than +/- 5°C.

Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein the first fluid (5) in the primary circuit (3) is selectively and/or partially conducted from the heater, in particular heat exchanger (9) to the heat pump (2), from the heater, in particular heat exchanger (9) to a fluid reservoir (10) and/or from the fluid reservoir (10) to the heat pump (2).

Procedure according to Claim 10 , wherein the first fluid (5) is stored and discharged upstream of the heater, in particular heat exchanger (9) for stratified storage, selectively and/or proportionally at different height levels of the fluid reservoir (10).

Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein the first fluid (5) downstream of the heater, in particular heat exchanger (9), is selectively and/or partially stored in an upper region of a fluid reservoir (10) designed in particular as a buffer reservoir (30), is discharged from there and/or is conducted directly to the heat pump (2).

Method according to one of the Claims 10 until 12 , wherein the first fluid (5) after flowing through the heat pump (2) is selectively and/or partially directed to the fluid reservoir (10) or back to at least one heat source (4) of the system (100).

Method according to at least one of the Claims 8 until 13 , wherein the second fluid (8) is high-pressure hot water, in particular that with a secondary-side return temperature of 110 to 180 °C, or low-temperature water, in particular that with a secondary-side return temperature of 80 to 110 °C, or condensate from which steam is generated in the heat pump (2), in particular that with a secondary-side return temperature of 100 to 180 °C.

Method according to at least one of the Claims 8 until 14 , wherein the first fluid (5) is water and this absorbs the waste heat (4) by means of heat exchange from at least one heat source (16 - 18).