Авторы

Выбор альтернативного криоагента для покрытия тепловой нагрузки в установке для общего криотерапевтического воздействия

DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-1-76-82
УДК 621.59

Выбор альтернативного криоагента для покрытия тепловой нагрузки в установке для общего криотерапевтического воздействия

Баранов А. Ю., Новицкая А. В., Соколова Е.В., Чубова С. Д., Зиявидинов А. М.

Ссылка для цитирования: Баранов А.Ю., Василенок А.В., Соколова Е.В., Чубова С.Д., Зиявидинов А.М. Выбор альтернативного криоагента для покрытия тепловой нагрузки в установке для общего криотерапевтического воздействия // Вестник Международной академии холода. 2022. № 1. С.76-82. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-1-76-82

Аннотация
Общая криотерапия (WBC) – медицинская технология с широким спектром показаний к применению, в том числе, как средство реабилитации пациентов, переболевших COVID-19. Массовое применение технологии криотерапии для реабилитации требует больших затрат криоагента (жидкого азота). Наиболее успешным является использование установок, в которых для покрытия тепловой нагрузки используется привозной криоагент, жидкий азот или воздух. Из-за увеличения потребления кислорода в клиниках, занимающихся лечением COVID-19, снизилось производство жидкого азота и выросли цены на этот криопродукт. Ограниченный доступность жидкого азота препятствует широкому использованию WBC для реабилитации пациентов, переболевших COVID-19. Необходимы новые источники жидкого азота или альтернативный криоагент для обеспечения работы криотерапевтических установок. В условиях расширения потребления сжиженного природного газа (СПГ) рационально использовать теплоту регазификации этого криопродукта для реализации низкотемпературных технологий. Производство СПГ превышает 300 млн тонн в год. При этом СПГ используется только после перевода в газообразное состояние. Удельная теплота регазификации СПГ достигает 900 кДж/кг, это в 2 раза больше теплоты ожижения азота. Температура кипения СПГ при атмосферном давлении позволяет криостатировать устройства для WBC на оптимальном температурном уровне (130–140 К). Показано, что прямое использование СПГ в качестве криоагента возможно лишь в отдельных случаях. Для широкого использования теплоты регазификации целесообразно производить на месте подачи газа в распределительную сеть альтернативный криоагент, жидкий воздух или азот низкой чистоты. Этот криопродукт может быть использован в качестве криоагента на действующих установках общей криотерапии.

Ключевые слова: общая криотерапия, WBC, криоагент, сжиженный природный газ, СПГ, COVID-19. теплота регазификации.

Список литературы

1. Bouzigon R., Dupuy O., Tiemessen I., De Nardi M., Bernard JP, et al.Cryostimulation for post-exercise recovery in athletes: a consensus and position paper // Frontiers in Sports and Active Living. 2021. Vol. 3. P. 1-14.

2. Баранов А.Ю.Низкотемпературные установки медицинского назначения. Ч. 1. Аппараты для общего криотерапевтического воздействия: учеб. пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2016. 178 с.

3. Vasilenok A.V., Baranov A.Y., Malysheva T.A., Filatova O.A., Kutyanova L.R., Andreev A.M., Solonina Y.A.The cost of liquid nitrogen for WBC sessions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 826. No. 1, P. 1-6.

4.Elnaggar M., Alnahhal M., Sultan M., Niaz H., Miyazaki T., ets. Low-temperature Technologies. Ch 8. Technique and Technology of Whole-Body Cryotherapy (WBC), IET – 2020.

5. Yerezhep D., Baranov A.Y. Understanding Cryotherapy, IET – 2020.

6. Baranov A.Y., Shestakova O.A., Malysheva T.A., Vasilenok A.V., Malinina O.S. The physical theory of efficiency and safety of the WBC // Refrigeration Science and Technology. 2018. Vol. 3. P. 49-55.

7. Ережеп Д., Баранов А.Ю. Анализ влияния одежды в процедуре криотерапии с использованием компьютерного моделирования // Вестник Международной академии холода. 2019. № 4. С.84-91.

8. Zalewski P., Klawe J.J, Pawlak J., et al. Thermal and hemodynamic response to whole-body cryostimulation in healthy subjects // Cryobiology. 2013. Vol. 66. No. 3. P. 295-302.

9. Cuttell S., Hammond L., Langdon D., Costello J. Individualising the exposure of –110 °C whole body cryotherapy: the effects of sex and body composition // Journal of Thermal Biology. 2017. Vol. 65. P. 41-47.

10. Kolishkin L.M., Shakurov A.V. Heat transfer between human and fluid under extreme conditions of partial body cryotherapy // Journal of Physics: Conference Series. 2020. P. 1-7.

11. Baranov A.Yu., Filatova O.A., Vasilenok A.V., Safonov A.V., Sokolova E.V. Energy requirements for nitrogen cooling systems of WBC units. // ВестникМеждународнойакадемиихолода. 2019. № 1. С. 92-97.

12. Yerezhep D., Baranov A.Y., Pakhomov O.V. Mathematical modeling non-stationary heat exchange of object whole-body cryotherapy // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2019. P. 31-35.

13. Yerezhep D., Baranov A.Y., Pakhomov O.V. Analysis of effect of clothing in procedure of cryotherapy using computer simulation // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2019. No. 4. P. 84-91.

14. Baranov A.Y., Panova D.E., Sokolova E.V., Tatarenko I.V., Emelianov A.L. Supplying with LN of IWBC plants // Refrigeration Science and Technology. 2018. Vol. 3. P. 10-24.

15. Баранов А.Ю., Валентинова К.А., Иванов Л.В. Моделирование испарения сжиженного природного газа в мобильных резервуарах // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 4(128). С. 595-602.

16. Середенко Е.С., Пахомов О.В., Баранов А.Ю. Математическая модель испарения сжиженного природного газа и анализ влияния исходного состава на скорость испарения. // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. N4 (128). С. 603-610.

Читать статью полностью