能源是人类生产生活必不可少的基础性资源,随着社会经济的迅速发展,传统能源如煤炭、石油、天然气等持续不断的消耗,这不仅会有能源危机发生的可能,同时还会造成空气、水、土壤的污染。现阶段一次能源的利用效率不高,浪费了大量能源,在传统资源有限,新能源尚未广泛应用的当下,提升能源的品位,提高资源的利用效率,达到节能减排的目的,使其变废为宝显得尤为重要。本文在查阅大量文献及考察资料的基础上,提出将啤酒厂的高温废热(热汽、热水)和啤酒厂的制冷系统结合起来,确定实施方案并分析其可行性。研究把啤酒厂酿酒过程中的废热储存起来,应用到废热制冷机将水降温,储存用于冷却麦汁的冷冻水,达到利用废热代替啤酒厂的电制冷冷却麦汁,使得压缩式电制冷不用电或少用电达到节能的目的。研究过程中遇到间歇不稳定废热如何适应废热机组的稳定连续供热的要求,废热制冷机冷却载冷剂如何达到持续保温的要求,破解改造后制冷系统可能遇到的问题,为其他啤酒厂制冷系统节能改造升级提供理论依据及实际运行方案。首先,研究啤酒酿酒工艺及其冷却麦汁制冷系统。在研读大量资料的基础上,对啤酒酿酒工艺和制冷系统进行详尽地了解,在掌握制麦、糊化、糖化等主要步骤的基础上,分析糊化、糖化后的废热特点及冷却麦汁用冷的特性。研究糊化、糖化后的废热应采用什么方式制出冷水,并达到冷却麦汁用冷要求,从而将糊化、糖化后的废热有效地纳入到冷却麦汁系统中。其次,研究啤酒厂高温废热应用在啤酒厂自身制冷系统中的应用方案和可行性。根据对啤酒厂制冷系统的研究,将糖化后的废热采用相应的措施确保废热制冷机连续可靠运行,保证麦汁冷却时的冷水供应。研发设计糖化糊化间断出热如何适应连续稳定需热的要求,使废热制冷持续稳定工作的耦合装置。研究废热机组连续稳定工作后如何适应间断的冷却麦汁的需要。接下来,对废热制冷代替电制冷系统进行反复分析,确定采用两个耦合装置将间断的供热与连续稳定需热相适应,将连续稳定的供冷与间歇用冷相适应。完成废热制冷代替电制冷用以冷却麦汁系统的整体系统框架的构建。再次,依据整体框架进行分单元分析研究,确定各单元结构,然后进行模拟确定各单元装置参数,对应用的废热机组及储热、储冷水罐进行研究设计。通过啤酒厂制冷原理的研究,将糊化、糖化后的废热代替啤酒厂电制冷系统。根据负荷选型利用废热的机组,计算设计储热罐与储冷罐的容积、罐体材料、保温材料及厚度,最终设计出适合于啤酒厂制冷系统的制冷机组、储热罐、储冷罐等设备。然后,将所设计的应用装置和冷水机组安装到系统中进行实验,模拟冷水机组及储冷、热水罐在啤酒厂运行情况,监测糊化、糖化后的废热温度,观察用于冷却麦汁的载冷剂温度是否满足要求,若不符合啤酒厂制冷系统要求则还需要进行升级改造。最后,对啤酒厂利用高温废热制冷代替电制冷用以冷却麦汁的整套工程进行综合研究,计算并对比改进前、后的制冷系统耗费的能源与费用。同时,将此系统推广到所有有废热但还采用电制冷冷却工艺和用冰水(0℃以上)的企业(譬如,食品厂、乳品厂、制药厂、印刷厂等),进行节能项目的改造,但应注意,对于不同的系统要因地制宜,达到应用废热的低品位能源代替电制冷的目标。总之,本文通过利用啤酒厂高温废热代替电制冷用以冷却麦汁的方案设计达到节能减排的效果,这对于减少传统能源的消耗,提高能源的应用效率,保持能源经济平稳健康持续发展,降低能源危机的发生具有重大的意义。