Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Глава 4. Сравнение результатов теоретического и экспериментального исследований 70
4.1. Результаты сопоставления роста толщины слоев водного льда сферической формы 70
4.2. Результаты сопоставления роста толщин водного льда плоско-параллельной формы 71
4.3. Результаты сопоставления таяния сферы водного льда омываемой теплой водой 71
4.4. Влияние коэффициента теплоотдачи на скорость замораживания сферической формы воды (результаты расчета) 72
Глава 5. Макетные образцы холодоаккумуляционных устройств. Описание, методика и пример расчета 73
5.1. Описание и принцип расчета холодоаккумуляционной градирни со сферической насадкой 73
5.1.1. Методика теплового конструктивного расчета холодоаккумуляционной градирни 75
5.1.2. Пример расчета холодоаккумуляционной градирни со сферической насадкой 78
5.2. Описание и методика теплового конструктивного расчета холодоаккумуляционного устройства для получения плитчатого льда 84
5.2.1. Методика теплового конструктивного расчета холодоаккумуляционного устройства 86
5.2.2. Пример расчета холодоаккумуляционного устройства для получения плитчатого льда 87
Выводы и основные результаты работы 90
Список вводимых сокращений 91
Список используемой литературы 93

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Возрастание проблем влияния техногенного фактора на окружающую среду и рост стоимости электроэнергии вызывают необходимость поиска мер по энергосбережению и защите окружающей среды. Использование возобновляемых источников энергии, к которым относятся ресурсы отрицательных температур окружающей среды, позволяют снизить расходы электроэнергии в действующих установках холодильной системы, что согласуется в принятом ФЗ №261 от 23.11.2009 (ред. от 03.07.2016) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [1].
Климатические условия России обладают существенными запасами холода в виде атмосферного воздуха с отрицательными температурами, которые наблюдаются в осенне-зимний период года. Природный холод можно успешно использовать для целей аккумуляции льда с дальнейшем применением для охлаждения воды до околонулевых температур.
Рост цен на энергоносители, в том числе на электроэнергию, носит объективный характер, так как стоимость добычи ископаемых энергоносителей как и затраты на транспортировку их к местам потребления возрастают.
В статье «Актуальные направления развития техники низких температур», говоря о нарастании дефицита энергии в 21 веке, проф. д.т.н. Калнинь И.М. прогнозировал возрастание использования естественного холода наружного воздуха для аккумуляции водного льда. В этой связи принятое научное направление исследования является актуальной задачей.
Ледяная вода используется при реализации следующих процессов:
– охлаждение и хранение молока, кисломолочных продуктов, мороженого, соков, овощной и фруктовой продукции;
– изготовление сыров – дозревание головок в холодильных камерах;
– промывка, хранение, упаковка охлажденного мяса, птицы, рыбы;
– приготовление сырья для пива и поддержание температурного режима брожения;
– замешивание и доведение теста до нужной консистенции в хлебобулочном производстве;
– кондиционирование воздуха в развлекательных центрах, кинозалах и прочих заведениях;
– производство бетона и цементных смесей;
– производство пластмасс для охлаждения форм и фильер;
– в химической и фармацевтической промышленности для охлаждения технологических и производственных процессов [75].
Целью работы является создание эффективных устройств холодоаккумуляции на основе процесса замораживания воды в различных формах с использованием низкого потенциала отрицательных температур окружающей среды.