Том 113, № 3 (2024)

Важной задачей в настоящее время является вопрос оптимизации схемных решений воздухоразделительных установок с целью уменьшения либо стоимости установки, либо удельных затрат энергии на получение единицы продукта. А также все чаще поднимаются вопросы возможности полезного использования низкотемпературного потенциала сжиженного природного газа в процессе его регазификации. Целью работы является исследование возможности совмещения процессов регазификации и воздухоразделения, а также получение расчетных зависимостей, на основе которых можно сделать вывод о эффективности подобного решения в сравнении с традиционной схемой работы воздухоразделительных установок. В ходе работы в программной среде Hysys-14 были смоделированы три схемы воздухоразделительных установок с различными вариантами включения потока сжиженного природного газа, для которых приведены зависимости коэффициента извлечения азота и удельных затрат энергии от давления в цикле. Результаты расчетов показали, что затраты энергии на получение азота ниже в среднем на 46,6%, 27,2% и 62,4%, соответственно, для первой, второй и третьей схем по сравнению с традиционной схемой воздухоразделительных установок с детандером, а коэффициента извлечения выше в среднем соответственно на 116%, 83% и 166%. Исследование показало, что использование холодопроизводящей способности сжиженного природного газа в технологической схеме воздухоразделительных установок может значительно повысить коэффициент извлечения, уменьшить удельные затраты энергии на производство единицы продукта, а также понизить стоимость установки. Рассмотрены преимущества и недостатки каждой схемы, а также предложены возможности применения полученных результатов.

Обоснование. В Российской Федерации более 25 лет эксплуатируются одноместные криотерапевтические установки (криосауны), использующие в качестве криоагента жидкий азот. Криосауны были разработаны в качестве альтернативы дорогостоящим многоместным установкам. Клиническая практика использования криосаун показала их эффективность и безопасность, значительно расширился список показаний к применению метода криотерапии. Эти достижения не принимаются во внимание и даже оспариваются зарубежными авторами.

Цель работы состоит в популяризации достоверной информации о принципе действия и преимуществах российских криосаун, анализ содержания современных зарубежных публикаций, посвященных криотерапевтической технике и технологиях, иллюстрация причин стагнации метода общей криотерапии в странах Западной Европы, формирование у отечественных специалистов обоснованного представления о конкурентных преимуществах различных видов криотерапевтической аппаратуры.

Методы. Статья написана «по мотивам» работы опубликованной членами рабочей рабочей группы развития криотерапии международного института холода (the IIR Working Group on Whole Body Cryotherapy/Cryostimulation), изданная как официальный документ IIR. Авторы публикации утверждают, что несмотря на быстрое распространение метода криотерапии, технологические основы эффективности этого метода по-прежнему не определены, а сведения его клиническом использовании недостоверны. Это утверждение противоречит действительности, т.к. в России технологические рекомендации по эффективности и безопасности сформулированы и обоснованы применительно к одноместным криосаунам, сведения об этом и клинических эффектах при использовании криосаун опубликованы, в том числе в изданиях, аффилированных с IIR, в которых публикуются члены рабочей группы развития криотерапии. Недостоверная информация о возможностях использования метода общей криотерапии дискредитирует криогенную терапию в целом и препятствует распространению высокоэффективного отечественного оборудования.

Результаты. В статье приводятся данные о несоответствии описания принципа действия криотерапевтических установок с азотным охлаждением, описание истории развития этого класса криомедицинской аппаратуры, описан принцип действия одноместных криосаун, технологические решения, обеспечивающие лечебную эффективность и безопасность аппаратуры, использующей жидкий азот в качестве криоагента. Приведена информация о причинах стагнации метода общей криотерапии в странах Западной Европы, главной из которых является замена азотных систем охлаждения компрессионными рефрижераторами.

Заключение. Одноместные криосауны с азотным охлаждением являются высокоэффективным средством немедикаментозной медицинской помощи, конкурентные преимущества которых основаны результатах многолетних научных исследований.

Обоснование. Эффективность сельскохозяйственного производства напрямую зависит от правильного увлажнения почвы. Питательный раствор, используемый для увлажнения, должен иметь оптимальную температуру (19–24°С), обеспечивающую достаточно высокое содержание кислорода в растворе и в целом благоприятный климатический режим для растений. Особое значение температура питательного раствора имеет в странах и регионах с сухим и жарким климатом, где основной задачей становится охлаждение почвы при увлажнении. На охлаждение питательного раствора тратится большое количество ресурсов, что существенно повышает себестоимость продукции.

Цель работы — разработка эффективной, экономичной и достаточно универсальной системы охлаждения питательного раствора для тепличного растениеводства.

Методы. Методом решения задачи выбрано использование для охлаждения усовершенствованной адсорбционной холодильной машины (АдХМ), работающей на вторичных и бросовых источниках тепла, а также — ряда инноваций в ранее разработанные тепловые агрегаты.

Результаты. Использованиев качестве холодильного агента метилового спирта (метанол) дало возможность снизить температуру греющего источника до 60–75°С и, таким образом, существенно вариативность использования АдХМ и сделать её более независимой от поставщиков энергии. В качестве адсорбента в холодильной машине использован упрочненный активированный уголь. Эти усовершенствования позволили увеличить производительность машины в два раза (при одинаковых габаритах адсорберов) и получать значительно более низкую температуру кипения в испарителе (-5°С…-2°С) по сравнению с имеющимися коммерческими аналогами (например, АдХМ фирмы SorTechAG (Германия)).

С целью интенсификации процесса охлаждения питательного раствора модернизированы некоторые конструкции охладителей. Разработана компактная и высокоэффективная конструкция охладителя гидропонного раствора, в котором применены тепловые трубки (двухфазные термосифоны). Применение в охладителе гидропонного раствора тепловых трубок позволяет увеличить количество передаваемого тепла в несколько раз. В конструкции охладителя раствора предусмотрена рециркуляция раствора или его перемешивание винтовой мешалкой, что значительно увеличивает коэффициент теплопередачи при охлаждении раствора.

Заключение. Разработана высокоэффективная система охлаждения питательного раствора в гидропонных технологиях с применением холодильной машины адсорбционного типа, в которой холодильным агентом является метиловый спирт, а в качестве адсорбента использован активированный уголь. За счет использования вторичных и достаточно низкопотенциальных тепловых источников достигается значительная экономия электроэнергии.