Энергоэффективная система криостатирования исполнительного устройства криотерапевтического комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.03, кандидат наук Савельева, Анна Викторовна

• Савельева, Анна Викторовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Савельева, Анна Викторовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Постановка задачи исследований и выбор экспериментальной методики

1.1 Физические основы эффективности и безопасности общей криотерапии

2.1 Техника и технология общей криотерапии, энерговооруженность

действующих криотерапевтических установок

3.1 Теоретические основы моделирования тепловых процессов в элементах криотерапевтического комплекса

ГЛАВА 2 Математическое и программное обеспечение эксперимента

2.1 Физическая модель исполнительного устройства криотерапевтического комплекса

2.2 Физическая модель системы криостатирования исполнительного устройства криотерапевтического комплекса

2.3 Математическая модель исполнительного устройства криотерапевтического комплекса

2.4 Программное обеспечение математического эксперимента

ГЛАВА 3 Исследование тепловых процессов в исполнительном устройстве криотерапевтического комплекса

3.1 Выбор схемы общего криотерапевтического воздействия

3.2 Исследование работы криотерапевтического комплекса с рекуперативным отводом теплоты

3.3 Исследование работы криотерапевтического комплекса с конвективным отводом теплоты

ГЛАВА 4 Выбор и обоснование рефрижераторного цикла для

криостатирования исполнительного устройства КТК

4.1 Математическая модель рефрижератора на базе воздушной турбо-холодильной машины

4.2 Исследование работы криотерапевтического комплекса с рефрижератором на базе воздушного турбохолодильного агрегата

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Т] - температура теплоносителя, К;

Т2 ~ температура мышечной ткани, К;

Т3 — температура изоляции исполнительного устройства, К;

Т4 — температура теплообменного устройства, К;

Т5 - температурный уровень криостатирования, К;

Т^п шах - температура пассивной границы объекта, К;

Т* - температура дефростации, К;

¡терм = -2,5 - терминальный температурный порог, °С;

гкр = -2 - критическая температура поверхности, °С;

1Я - температура ядра, °С;

to ~ начальная температура, °С;

Тэ - температура эпителия, К;

Ттах ~ максимальная продолжительность охлаждения, с; т - эффективное время (время обезболивания), мин; д - плотность теплового потока, Вт/м ;

<3\,- подвод теплоты от внутренних источников, Вт/м2; {- общая потеря теплоты с единицы поверхности, кДж/м2; /о - средняя площадь поверхности человеческого тела, м2; д0 - толщина оболочки, мм; дэ - толщина эпителия (первый слой), мм; бж - толщина жировой ткани (второй слой), мм; ём - толщина мышечной ткани, мм; Ах - шаг разбиения, мм; р - плотность, кг/м3; к - энтальпия, кДж/кг;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); а - коэффициент теплоотдачи,

Вт/(м -К);

/л - коэффициент динамической вязкости, (Н-с)/м ;

V - коэффициент кинематической вязкости, м /с;

со - линейная скорость теплоносителя, м/с;

gl - расход теплоносителя, кг/с;

Ке ~ критерий Рейнольдса;

Ог - критерий Грасгофа;

Ми - критерий Нуссельта;

Рг - критерий Прандтля;

Яа - критерий Релея;

- критерий Био; Го - критерий Фурье;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Общая криотерапия (ОКТ) имеет беспрецедентно широкий список медицинских показаний к применению, не дает негативных побочных эффектов, совместима с традиционным лечением.

Эмпирическое развитие этого направления криотерапевтической техники стало причиной многочисленных ошибок в выборе инженерных решений.

Развитие производства криотерапевтических систем в России нуждается в четких и обоснованных технологических рекомендациях, в частности определении требований к энерговооруженности систем криостатирования.

Формулировка строгих рекомендаций по энерговооруженности аппаратов для ОКВ требует подробного экспериментального обоснования. Исходя из этого, актуальность работы очевидна и обоснована.

Цель работы. Целью исследования является выбор и обоснование способа отвода теплоты из объема исполнительного устройства аппарата для ОКВ, определение оптимальной энерговооруженности системы криостатирования, подбор эффективных рефрижераторных циклов для системы криостатирования.

Задачи исследований. Для решения поставленной цели необходимо выполнить следующие исследования:

1. Выполнить обзор литературы и анализ современного состояния техники и технологии общей криотерапии, сформулировать тепловую задачу охлаждения, описать существующие варианты решения задачи криостатирования исполнительного устройства (ИУ) криотерапевтического комплекса;

2. Разработать физические и математические модели ИУ криотерапевтического комплекса и системы криостатирования (СК), программное обеспечение для моделирования технологического цикла для аппарата для ОКТ;

3. Исследовать процессы переноса теплоты при использовании одноместных и многоместных ИУ;

4. Определить величину минимальной тепловой нагрузки на систему криостатирования криотерапевтического комплекса;

5. Выбрать и обосновать наиболее энергоэффективную схему размещения пациента в объеме ИУ;

6. Исследовать энергоэффективность различных вариантов отвода теплоты из объема ИУ;

7. Определить и обосновать наиболее эффективный цикл криостатирования ИУ аппарата для OKT.

Идея работы состоит в организации многофакторного численного эксперимента по исследованию тепловых процессов в исполнительном устройстве криотерапевтического комплекса при разных вариантах организации ОКВ, способах переноса теплоты в систему криостатирования, отвода теплоты за пределы установки.

Научная новизна:

1. Впервые исследованы тепловые процессы, возникающие при реализации ОКВ в одноместных и многоместных кабинах;

2. Разработаны физическая и математическая модели исполнительного устройства криотерапевтического комплекса, учитывающие особенности объекта охлаждения, тепловую энерцию охлаждения кабины, технологические потери газа теплоносителя;

3. Впервые выявлены и обоснованы энергетические преимущества одноместных криотерапевтических комплексов;

4. Определена минимальная тепловая нагрузка на систему криостатирования кабины криотерапевтического комплекса;

5. Исследованы и сопоставлены различные варианты переноса теплоты из объема ИУ к системе криостатирования;

6. Доказана энергоэффективность конвективного переноса теплоты из объема ИУ в систему криостатирования;

7. Выбран и обоснован наиболее энергоэффективный вариант охлаждения потока газообразного теплоносителя.

Практическое значение. Комплекс полученных данных о тепловых процессах, сопровождающих процесс криогенного охлаждения поверхности объекта ОКВ позволил выявить структуру затрат энергии, определить способы оптимизации конструкции криотерапевтических комплексов. Определение и обоснование требований по энерговооруженности систем криостатирования ИУ обеспечивает условия для организации в России производства конкурентоспособного криотерапевтического оборудования. Популяризация полученных данных о номинальной энерговооруженности аппаратуры для ОКТ защищает потенциальных покупателей от приобретения неэффективных аппаратов. Внедрение разработанных технологических рекомендаций при производстве криотерапевтического комплекса «КАЭКТ - 01 Крион» создало условия для экспорта оборудования. Разработанный математический аппарат и программное обеспечение численных экспериментов создают научную базу для проектирования новых видов криотерапевтических систем.

Внедрение. Результаты работы внедрены при производстве криотерапевтических комплексов «КАЭКТ - 01 Крион» в ООО «НПП КРИОН» (см. приложение). Рекомендованные значения расхода газообразного теплоносителя через объем исполнительного устройства одноместного криотерапевтического комплекса утверждены в технической документации производителя. Результаты исследований используются при обучении студентов и магистрантов по специальности 140401 в СПбГУНиПТ.

Лпробаиия работы: Материалы докладывались на международных конференциях «Криотерапия в России» в 2008, 2009, 2010, 2011, 2012,2013 годах,

всего сделано 8 докладов. Доклады по теме исследований были представлены на международной научной конференции «Холодильная криогенная техника, промышленные газы, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2010 год), на IV ежегодной научно-практической конференции с международным участием «Новое в практической криомедицине» (Москва, 2010 год), на международной конференции «Инновации в холодильной технике» (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2012 год).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 3 работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Энергоэффективная система криостатирования исполнительного устройства криотерапевтического комплекса»

ВВЕДЕНИЕ

Криогенная медицина - новый быстроразвивающийся раздел прикладной криогенной техники. Широкое распространение получили такие отрасли криогенной медицины, как криоконсервация и криохирургия. Сформировались научные школы, организован международный обмен результатами научных исследований и клинических наблюдений.

В области относительно нового раздела криомедицины - общей криотерапии сложилась принципиально иная ситуация. Несмотря на то, что технология криотерапии распространилась относительно недавно, 25-30 лет назад, в ряде стран произошла смена тенденций развития. Фаза бурного интереса и накопления практических результатов сменилась периодом стагнации и постепенной утраты доверия к технологии ОКТ со стороны врачей и пациентов.

Сходные тенденции наблюдаются в странах, которые являются признанными лидерами в области применения общей криотерапии: ФРГ и Польше.

Анализ сложившейся ситуации показывает, что основной причиной такого регресса является постепенное снижение эффективности криотерапевтического оборудования, которое происходит из-за недостаточной энерговооруженности систем охлаждения.

Криотерапевтические установки представляют собой наиболее перспективный, с коммерческой точки зрения, класс медицинского оборудования. Криотерапевтические аппараты отрасли значительно дороже систем крио-консервации и криохирургии. Производство криотерапевтических установок является высокорентабельным и быстро развивается. Сбыт криотерапевтической аппаратуры связан с серьезной конкуренцией. Зарубежные производители выбрали экстенсивный путь развития криотерапевтических систем, выпуская только многоместные установки. Россия, благодаря хронологическому отставанию и другим специфическим факторам, доминирует в производстве одноместных аппаратов. Индивидуальные криотерапевтические систе-

мы гораздо дешевле, поэтому вытесняют с рынка медицинской техники многоместные аппараты.

Отечественное криотерапевтическое оборудование экспортируется в страны с развитым производством криотерапевтической аппаратуры (Польшу, ФРГ, Японию, Корею, Францию, Италию, Испанию).

Для дальнейшего усовершенствования криотерапевтического оборудования, расширения производства, экспорта, повышения доступности криотерапевтических услуг, важнейшее значение имеет обоснование требований по энерговооруженности систем криостатирования.

Достаточная энергообеспеченность и рациональный выбор цикла отвода теплоты являются основой эффективности криотерапевтического комплекса в целом.

ГЛАВА 1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫБОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ

1.1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ

Криотерапия - физиотерапевтическая методика, основанная на применении местного или общего холодового воздействия. ОКТ относится к числу наиболее эффективных современных способов лечения и профилактики большого числа тяжелых заболеваний [48,50,55].

Общая криотерапия предполагает погружение в газовую среду с температурой до -180 °С большей части кожного покрова.

Таблица 1.1.1 - Физиотерапевтическая эффективность различных видов теплового воздействия на суставы, пораженные ревматическим полиартритом

Температура воздействия, С Подавляемые факторы Состояние пациента в течение, минут

ДО процедуры в ходе процедуры после процедуры

1 0 30 60 180

+ 70 Скованность суставов + + + + + - + — - +

-65 Скованность суставов + + — — - + - +

- 180 Скованность суставов + + — — — —

+ 70 Болевые ощущения + + + + + + +

-65 Болевые ощущения + + + — — — +

- 180 Болевые ощущения + + + — — — - +

Примечание: (—) - отсутствие боли, скованности, (-) — незначительные проявления, (- +) - слабые проявления, (+ +) - средние проявления, (+ + +)-сильные проявления.

Стимулом к внедрению ОКТ в клиническую практику стали её лечебные эффекты (см. таблицу 1.1.1 [10]).

Сотрудники кафедры криогенной техники Санкт-Петербургского Государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий (СПбГУНиПТ) и кафедры физиотерапии Санкт-Петербургской государственной медицинской академии последипломного образования (МАПО) сформулировали основные условия эффективности и безопасности общей криотерапии, разработали систему количественной оценки эффективности и безопасности охлаждения [5,48,55].

Исследования, направленные на выбор оптимальных технологических параметров криовоздействия были выполнены на кафедре криогенной техники СПбГУНиПТ [5,13,14]. Показано, что криотерапевтическое воздействие обеспечивает переохлаждение поверхности тела до уровня -2 °С, что создает условия для получения существенного терапевтического эффекта.

Исследования по моделированию процесса ОКТ были продолжены с целью определения оптимальной температуры ОКТ [16]. Учитывая то, что разброс температур, рекомендованный различными авторами для реализации ОКТ, составляет от 90 до 190 К [13], сотрудники кафедры криогенной техники выполнили численный эксперимент по моделированию процесса охлаждения при разной температуре газа.

Показано, что охлаждение поверхности до температуры -2 °С достигается только в тех случаях, когда температура газа не превышает 140 К.

Показано также, что в зависимости от выбора температуры газа возможны три сценария криотерапевтического воздействия. При низкой температуре 90 К, поверхность охлаждается до минимально допустимого уровня за короткое время ттах<60 С. Быстрое охлаждение вызывает у пациентов чувство дискомфорта и не дает существенного физиотерапевтического результата. Этот вариант воздействия криогенным газом получил название экстремальная криотерапия. Использование газа с температурой выше 140 К не позволяет охладить поверхность до отрицательной температуры, поэтому эффект от

охлаждения снижается на порядок. Режимы с температурой газа более 140 К классифицируются как низкотемпературная газовая гипотермия [5].

Наиболее эффективно использование газовых сред с температурой от -120 до -130 °С (см. рисунок 1.1.1). В этом диапазоне температур достигается максимальная продолжительность эффективного действия OKT.

Следует отметить, что описанные выше результаты получены в условиях допущения о том, что температура газа постоянна с первых секунд охлаждения. В реальных условиях это допущение невыполнимо, так как стабильность температуры зависит от конструкции процедурной кабины и энерговооруженности системы охлаждения.

350 т

300 I 250

200

w

и о,

и 150 о

к «

к н и и

<Т)

100 50 0

А \

/ \

\

\

\

\

\ -1

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Температура теплоносителя, К

Рисунок 1.1.1 Зависимость величины эффективного времени от температуры газообразного теплоносителя.

Для того, чтобы оценить влияние конструктивных решений на эффективность ОКТ, необходимо рассмотреть конструкции и технологические режимы действующих криотерапевтических установок.

1.2 ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ, ЭНЕРГОВООРУЖЕННОСТЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ УСТАНОВОК

Хорошую базу для выполнения намеченных исследований создают результаты работ, выполненных сотрудниками кафедры криогенной техники СПбГУНиПТ в предыдущие годы. Были обоснованы основные технологические параметры ОКВ: температуры теплоносителя и продолжительности охлаждения [5,96,97]. Установлено, что использование в качестве теплоотво-дящей среды (теплоносителя) криогенного газа обеспечивает высокую плотность отводимого потока теплоты (3-6 кВт/м ).

Разработанные в СПбГУНиПТ технологические рекомендации справедливы лишь при соблюдении условия постоянства температуры теплоносителя. В реальных условиях обеспечить постоянство температуры газа в течение всей процедуры невозможно. В момент входа пациентов в кабину криотерапевтической установки из-за конвективного перемещения первичной атмосферы в смежный объем, происходит повышение температуры газа [9]. Амплитуда колебания температуры и продолжительность восстановления ее оптимального значения могут существенно влиять на продолжительность и результаты ОКВ.

Повышение температуры теплоносителя в зоне ОКВ зависит от конструкции исполнительного устройства криотерапевтического комплекса (КТК).

Существует два класса КТК: одноместные (индивидуальные) (ИКТК) и многоместные (групповые) (ГКТК), которые различаются вместимостью исполнительного устройства.

Первая установка для ОКТ была многоместной и представляла собой большую теплоизолированную камеру, прототипом для которой послужил низкотемпературный холодильник [10].

По аналогии с холодильными камерами, низкотемпературная кабина ГКТК отделена от окружающей среды одним или двумя шлюзами. Шлюзо-

вые камеры должны препятствовать проникновению атмосферного воздуха в зону ОКВ. Пациенты проходят в основную кабину сквозь шлюзы, в которых температура выше, чем в основной кабине. Охлаждение объекта ОКВ в групповом КТК представляет собой сложную последовательность смены темпе-

I

ратуры теплоносителя, что неизбежно сказывается на достигаемых результатах.

В первой шлюзовой камере поддерживают температуру на уровне 210 К, во второй на уровне 260 К.

Система криостатирования исполнительного устройства первой установки для ОКТ состояла из рекуперативных теплообменников, которые охлаждались жидким азотом. Системы этого типа до сих пор производят и эксплуатируют в Польше [8].

Следует отметить, что организация ОКВ в многоместных исполнительных устройствах противоречит основным принципам физиотерапевтического лечения. Использование многоместных кабин связано не с реализацией сложной методики физиотерапевтического воздействия, а с тем, что конструкция первого криотерапевтического комплекса была заимствована из области технологий хранения пищевых продуктов и использована в принципиально новой сфере практически без адаптации. Отличительными особенностями криотерапевтических установок от холодильных камер были только температурный уровень и азотное охлаждение.

Вероятнее всего разработчики первого криотерапевтического комплекса получили от заказчика недостаточно четкое техническое задание и использовали для его выполнения наиболее близкий, по их мнению, объект низкотемпературной техники.

В действительности криотерапевтический комплекс принципиально отличается от холодильной камеры, как по выполняемой тепловой задаче, так и по технологическому режиму.

Как показано в исследованиях сотрудников СПб МАЛО и СПбГУНиПТ [9], в исполнительном устройстве КТК обеспечивается интенсивный отвод

теплоты от поверхности объекта ОКВ с целью снижения температуры объекта в зоне залегания холодовых рецепторов, то есть на глубине 0,15-0,20 мм.

В холодильной камере выполняется задача хранения предварительно охлажденных продуктов при условно постоянной температуре.

Очевидно, что с тепловой точки зрения процессы охлаждения и хранения объектов принципиально отличаются по интенсивности тепловых потоков с поверхности объектов.

С технологической точки зрения хранение объектов при постоянной температуре предполагает периодическую смену части продуктов. Кратность замены объектов хранения не превышает 1-2 раза в сутки.

В криотерапевтическом комплексе осуществляется до 15 сеансов ОКТ в час, соответственно объекты ОКВ меняются каждые 3-4 минуты. На такой режим конструкция холодильной камеры не рассчитана, поэтому эксплуатация многоместных КТК всегда сопряжена со значительными затратами жидкого азота. Долгое время основной причиной больших энергозатрат считались потери холодного воздуха через шлюзовые камеры [9,10]. Так как объемы шлюза и основной кабины близки по величине, а частота открытия переходных люков велика, потери криогенного теплоносителя при перемещении пациентов по полостям комплекса достаточно высоки.

Для того, чтобы снизить потери теплоносителя, отдельные производители КТК стали выпускать установки с двумя шлюзами (см. рисунок 1.2.1). На рисунке приведена схема многоместной криотерапевтической установки «CryoSpaceCabin», которую производит дочерняя компания концерна «Linde Gas» «Cryomedizintechnic», ФРГ.

Все многоместные КТК имеют примерно такую же конструкцию. Пациенты переходят в основную камеру 3 через шлюзовые кабины 1 и 2, в которых поддерживается более высокая температура.

Пациенты дышат воздухом объема кабины и шлюзов, поэтому технология криостатирования должна исключать поступление паров азота в ИУ.

Объем кабины ГКТК во много раз больше объема, занимаемого телами пациентов. Свободное пространство исполнительного устройства и шлюзов составляет 90-95%. Процесс охлаждения поверхности тела определяется естественной конвекцией газа в большом объеме. В настоящее время КТК с жидкостной системой криостатирования производятся только в Польше. Техническая характеристика многоместных комплексов польского производства приведена в таблице 1.2.1.

Таблица 1.2.1 - Техническая характеристика криотерапевтических установок серии КЯ-2005

Тип установки

К11-2005 К11-2005 К11-2005 КЯ-2005

N N1 N0 N01

Вместимость, чел 5-6 2-3 5-6 2-3

Размеры камеры, м 2,5x2,5x2,5 1,75x2,0x2,5 2,5x2,5x2,5 1,75x2,0x2,5

Размеры шлюза, м 2,5x2,5x2,5 1,75x2,0x2,5 2,5x2,5x2,5 1,75x2,0x2,5

Размеры машинного отделения,м 2,0x2,5x3,0 2,0x2,5x3,0 1,5x2,5x3,0 1,5x2,5x3,0

Криоагент Азот Азот Воздух Воздух

Расход криоагента на охлаждение до 150 100 110 90

-120 "С, кг

Расход криоагента в рабочем режиме, кг/час 100 90 90 80

Электропотребление при напряжении 400 В, кВт 7 7 3 3

Пропускная способность: чел в час 50-60 20-30 50-60 20-30

чел в день 300 150 300 150

Рекомендованная

площадь отделения 500 300 500 300

криотерапии, м2

Рисунок 1.2.1 - Схема многоместного криотерапевтического комплекса «СгуоБрасеСаЫп» (ФРГ)

При использовании в качестве криоагента жидкого азота крайне трудно организовать утилизацию теплоты перегрева его паров до температуры в зоне ОКВ. Низкая эффективность передачи теплоты к газообразному крио-агенту от внутренней поверхности труб рекуперативных теплообменников является причиной того, что в атмосферу сбрасывается поток азота с температурой не выше 110 К [9,10].

Для того чтобы рациональнее использовать жидкий криоагент, часть польских установок (см. таблицу 1.2.1) рассчитана на охлаждение жидким воздухом. В этом случае пары криоагента отводятся в окружающую среду через основную кабину и шлюзовые камеры, что позволяет перегреть пары до 260 К. Использование в качестве криоагента жидкого воздуха снижает проникновение влаги из атмосферы в кабину. Утилизация паров криоагента снижает его расход на 10% (см. таблицу 1.2.1).

Вместе с тем эксплуатационные затраты криоагента остаются значительными, а температура в основной кабине во время процедуры повышается на 40-60 К [9].

Польские производители связывают эти недостатки с потерями холодного воздуха через входной люк шлюзовой камеры.

Стремление снизить потери холодного воздуха при входе (выходе) пациентов стало причиной начала производства многоместных криобассейнов. Принцип действия криобассейна основан на использовании повышенной плотности холодного воздуха. Единственным примером многоместного криобассейна является польский КТК «Арктика». Отличительной особенностью криобассейнов является схема перемещения пациентов в низкотемпературной зоне. Из процедурного кабинета 1 (см. рисунок 1.2.2) пациенты по трапу 2 опускаются в шлюзовую камеру 4 и переходят в процедурную кабину 5. Статификация холодного воздуха в полостях 4 и 5 достигается за счет их расположения в пространстве. Холодный воздух не может вытекать из углублений, что обеспечивает снижение конвективного притока теплоты при входе (выходе) пациентов. Охлаждение кабины 5 осуществляется за счет ки-

пения в теплообменнике 6 жидкого воздуха. Пары криоагента отводятся в атмосферу через объем полостей 4 и 5. Перед сбросом в атмосферу температура пара за счет подвода теплоты от стенок кабины повышается до 200 К.

Обеспеченное конструкцией криобассейна снижение поступления атмосферного воздуха в зону охлаждения при входе (выходе) пациентов значительно уменьшает притоки теплоты в низкотемпературную зону. Несмотря на это в момент входа пациента температура газа в кабине 5 возрастает на 5060 К. Колебания температуры указывают на недостаточную теплоотводящую способность системы криостатирования.

Даже в сегодняшнем виде криобассейны являются наиболее энергоэффективным классом криотерапевтической аппаратуры [8,9,71]. Однако их распространение ограничивается по соображениям эксплуатационной безопасности. Использование в качестве криоагента жидкого воздуха требует от обслуживающего персонала соблюдения дополнительных мер безопасности. В большинстве стран Европы перевозить жидкий воздух запрещено. Кроме того, схема перемещения пациентов по полостям многоместного криобассейна создает ряд опасных ситуаций, связанных с падением или потерей созна-

ния пациента. Обеспечить быструю эвакуацию субъекта с ограниченной подвижностью из криобассейна достаточно трудно. По этим причинам многоместные криобассейны не получили широкого применения.

Анализ литературных источников показывает, что фактором, сдерживающим распространение многоместных КТК, является высокая себестоимость процедур, которая определяется значительными затратами на приобретение оборудования, а также существенными эксплуатационными затратами, связанными с приобретением криоагента. Основным недостатком КТК с жидкостными системами считается неоправданно высокий, по мнению авторов, расход криоагента [88]. В действительности затраты криоагента в многоместных КТК, заявленные производителями (см. таблицу 1.2.1), не покрывают расчетных выделений теплоты с поверхности объекта ОКВ. Показано [5,9], что суммарная плотность теплоты, отведенной от объекта криовоздей-ствия составляет 450 кДж/м . С учетом средней площади теплопередающей поверхности объекта ОКВ (1,5 м ) индивидуальное тепловыделение составляет 600 кДж. Учитывая то, что жидкий азот отводит теплоту в основном за счет кипения, затраты азота на одного пациента не могут составлять менее 3 кг. Для многоместного комплекса KR-2005 (см. таблицу 1.2.1), пропускная способность которого составляет 50 человек в час, минимальные затраты криоагента должны составлять 150 кг/час, в то время, как производитель заявляет лишь 100 кг/час. Дефицит криоагента составляет 50%. Следует отметить, что затраты на отвод теплоты от объекта охлаждения составляют лишь часть тепловой нагрузки на систему криостатирования. С учетом большого объема свободного пространства многоместного исполнительного устройства доля нерациональных затрат холодопроизводительности составляет не менее 50%. С учетом этого расчетные затраты жидкого азота в КТК KR-2005 должны составлять не менее 300 кг/час. Соответственно дефицит холодопроизводительности системы криостатирования составит 66%. Судя по всему, производители многоместных КТК недооценивают величину тепловой нагрузки, связанной с охлаждением поверхности тела пациента.

Нестабильность температуры в объеме исполнительного устройства характерна для всех групповых КТК с жидкостными системами криостатиро-вания. В результате сеанс ОКВ проходит при температуре, более высокой, чем заявлена производителем.

Нестабильность температурного режима многоместных КТК с жидкостным охлаждением создала условия для появления нового класса многоместных устройств для ОКВ, в которых используются компрессионные системы криостатирования [8].

Эти аппараты производят компании «Cryomedizintechnik» и «Zimmer». Для криостатирования объема исполнительного устройства КТК используются трехкаскадные холодильные машины.

Выбор цикла криостатирования определяет минимальный уровень температуры воздуха в низкотемпературной кабине комплекса. Для трехкаскад-ной холодильной машины минимальный уровень криостатирования составляет около 150 К, соответственно в кабине поддерживается температура не ниже 160 К.

Криотерапевтическим аппаратам этой группы присущи все недостатки КТК с жидкостной системой криостатирования. При входе пациентов в основную кабину температура воздуха повышается на 30-40 К и достигает 200 К. Этот уровень температуры теплоносителя не обеспечивает эффективность ОКВ, поэтому процедуры в «безазотных» установках практически бесполезны.

Несмотря на это компания «Cryomedizintechnik» наладила производство установок «Сгуо Ноте», в которых минимальная температура воздуха составляет 190 К. При полном несоответствии существующим требованиям по температуре теплоносителя «безазотные» установки активно рекламируются в качестве средства для реализации криотерапии.

На рисунке 1.2.3 приведен план размещения оборудования установки «Space Cabin». Система криостатирования построена на базе трехкаскадной холодильной машины, которая отводит теплоту из рекуперативных теплооб-

менников. Теплообменники размещены в отсеке, расположенном в торцевой части основной кабины. Температура в основной кабине (160 К) поддерживается за счет принудительной циркуляции воздуха через пространство основной кабины.

Циркуляция побуждается центробежными вентиляторами. Температура в предкамере (210 К) поддерживается за счет воздуха, поступающего из основной кабины в момент прохода пациентов через внутренний люк.

В таблице 1.2.2 приведена техническая характеристика совмещенных установок с компрессионными системами криостатирования.

Таблица 1.2.2 - Технические характеристики криотерапевтических комплексов с компрессионными системами криостатирования

Параметр, единица измерения Наименование установок

«Space Cabin» «Zimmer» «Сгуо Ноше»

Вместимость, человек 5 5 3

Температура газа кабине, К 160 160 195

Продолжительность процедуры, мин 4 4 3

Частота процедур 1/час 5 5 5

Выносной блок сплит-системы

т-ацсте

Конденсор_________

холодильной машины

Ш Ш\

I1

о •

Основная камера -1Ю*С

V Пульт управления

Рисунок 1.2.3 - План размещения оборудования криотерапевтической установки «Space Cabin»

Продолжение таблицы 1.2.2

Мощность привода, кВт 20 22 8

Размеры кабины:

- длина, м 2 2 1,3

- ширина, м 1,8 1,8 1,3

- высота, м 2,1 2Д 2Д

Установка «Zimmer» использует для криостатирования дроссельный цикл на газовых смесях [9,71,72]. Установка «Сгуо Ноте» охлаждается посредством двухступенчатой холодильной машины.

Следует отметить, что установки с компрессионным охлаждением не обеспечивают в основной кабине необходимый температурный уровень.

Выбор температуры определяется возможностями использованных циклов. Указанные в таблице 1.2.2 значения температуры являются нижней границей температурного диапазона работы соответствующих циклов.

На первый взгляд температурные различия не слишком велики. Оптимальная температура ОКВ составляет 140 К, а в «безазотных» КТК поддерживается температура 160 К. Однако, график зависимости продолжительности позитивного эффекта ОКВ от температуры теплоносителя (см. рисунок 1.1.1) показывает, что повышение температуры газа всего на 20 К снижает достигаемый эффект в 10 раз, что подтверждается материалами, посвященными клиническому применению «безазотных» установок. Продолжительность наблюдаемого анальгетического эффекта после процедур при 160 К составляет не более 30 мин [4,5], в то время как максимальный эффект ОКВ составляет 360 мин.

Аппараты этого класса производятся без учета теплофизической теории ОКВ, что ярко подтверждает производство и появление на медицинском рынке России установки «Сгуо Ноте», в которой температура воздуха составляет 195 К. Поставка этих аппаратов началась в 2005 году, когда основные положения теплофизической теории ОКВ уже получили мировое признание.

В заключение следует отметить, что установки с компрессионными охладителями также имеют значительный дефицит энерговооруженности. На практике это проявляется в значительных колебаниях температуры в основной кабине, где температура во время процедуры повышается до 190-200 К. Для восстановления температурного режима после очередной процедуры предусмотрен значительный перерыв. Установки проводят всего 5 сеансов ОКВ в час, общая продолжительность которых не превышает 20 мин (см. таблицу 1.2.2). Соответственно перерыв между сеансами составляет не менее 8 мин. Ограничение числа сеансов снижает пропускную способность установки до уровня 25 чел/час, что в два раза меньше, чем у КТК с азотным охлаждением (см. таблицу 1.2.1).

Заканчивая обзор многоместных КТК, следует отметить, что все эти аппараты имеют недостаточную энерговооруженность и неоправданно высокий уровень рабочей температуры.

Альтернативой многоместным аппаратам для реализации ОКВ является одноместные индивидуальные КТК.

С точки зрения организации физиотерапевтического лечения индивидуальная схема проведения процедур, безусловно, предпочтительней, так как позволяет в полной мере учесть все субъективные особенности пациента и получить максимальный лечебный эффект.

Индивидуальные криотерапевтические комплексы представляют собой самостоятельный класс криотерапевтических систем, так как отличаются от многоместных КТК температурным режимом, величиной удельного свободного пространства и энерговооруженностью.

Первоначально индивидуальные кабины разрабатывались с целью снижения себестоимости КТК и эксплуатационных затрат.

Считалось, что снижение размеров основной кабины уменьшит нерациональные затраты холодопроизводительности, поэтому первые образцы индивидуальных криотерапевтических систем отличались от групповых уста-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Савельева, Анна Викторовна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антонов А.Н. Исследование теплообмена при охлаждении среды со сложной структурой: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: МВТУ, 1983. - 16 с.

2. Архаров A.M., Архаров И.А., Беляков В.П. и др. Криогенные системы. В 2 т. Т. 2. Основы проектирования аппаратов, установок и систем. - 2-е издание переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1999. - 719 с.

3. Архаров A.M., Афанасьев В.Н. Теплотехника. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 712 с.

4. Баранов А. Ю., Баранов В. А. О преимуществах аппаратов для индивидуальной криотерапии// Криотерапия в России: Материалы I международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. С. 74-77.

5. Баранов А. Ю., Малышева Т. А., Антонова Е. В. Теоретические основы совершенствования техники и технологии общей криотерапии// Криотерапия в России: Материалы II международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. С.3-25.

6. Баранов А. Ю. Общая криотерапия, история развития метода в Европе// Криотерапия в России: Материалы I международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. С.3-25.

7. Баранов А. Ю., Савельева А. В., Сидорова А. Ю. Оценка энергозатрат при работе установки общего криотерапевтического воздействия// Криотерапия в России: Материалы II международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. С. 164-178.

8. Баранов А.Ю. 25 лет научно-исследовательской работы в области общей криотерапии// Криотерапия в России: Материалы IV международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2011. С.3-10.

9. Баранов А.Ю., Баранов В.А., Малышева Т.А. Энергетические основы эффективности криотерапевтической аппаратуры //Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - М.: Медицина, 2005. - №2.

10. Баранов А.Ю., Кидалов В.Н. Лечение холодом. - СПб: Пионер, - М.: Астрель, 2000. - 160 с.

11. Баранов А.Ю., Кирьянова В.В., Левин М.Л. Общая криотерапия - универсальный метод немедикаментозного обезболивания// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. -СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. С.29-32.

12. Баранов А.Ю., Левин М.Л., Максимов A.B. Экспериментальная оценка эффективности аппаратов для локальной криотерапии// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. -СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. С.32-41.

13. Баранов А.Ю., Малышева Т.А. Моделирование изменений поля температур покровных тканей человека при криотерапевтическом воздействии// Сборник научных трудов «Медицинская криология». - Н. Новгород, 2001. -№2.

14. Баранов А.Ю., Малышева Т.А. Моделирование нестационарного теплообмена в криомедицине// Вестник Международной Академии Холода, - 2000. - № 2 - С.38-41.

15. Баранов А.Ю., Малышева Т.А. Приходько С.В., Бургмистрова Е.С. Выбор и обоснование технологии аэрокриотерапевтического воздействия// Известия СПбГУН и ПТ, 2003. - №2.

16. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Шлейкин А.Г., Ятманов А.Н., Коваленко И.М. Моделирование переноса теплоты при контакте покровных тканей теплокровных с криогенной газовой средой// Материалы XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. Т.2. - 2005.

17. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Савельева A.B., Сидорова А.Ю. Перенос теплоты в объекте общего криотерапевтического воздействия// Вестник международной академии холода. - 2012. - Вып. 2. - 61 с. С.35-40.

18. Баранов А.Ю. Развитие техники и технологии криотерапии в России// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. С.3-16.

19. Баранов А.Ю., Трубников С.Н. Оптимизация технологии аэрокриотерапевтического воздействия// Сборник научных трудов «Медицинская криология». - Н. Новгород, 2001. - № 2.

20. Баранов И.А., Калинин Н.В., Смирнов М.С. Технико-экономическое обоснование перехода на дистанционную подачу криоагента в криотерапевтические комплексы «КАЭКТ-01 «КРИОН»// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУ-НиПТ, 2010. С.113-122.

21. Бартон А., Эндхолм О. Человек в условиях холода. - М.: Издательство иностранной литературы, 1959. - 280 с.

22. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы: Учебное пособие. - М.: Наука, 1987. - 475 с.

23. Богданов С.Н., Бучко H.A., Туйго Э.И. Теоретические основы хладотех-ники. Тепломассообмен. - М.: Агропромиздат, 1986. - 320 с.

24. Борзенко Е.И. Расчет и моделирование криогенных и массообменных процессов: Учебное пособие. - СПб: СПбГУНиПТ, 1995. - 97 с.

25. Бородич B.C., Вальвачев А.Н., Кузьмич А.И. Паскаль для персональных компьютеров. - М.: Высшая школа, 1991. - 364 с.

26. Бродянский В. М., Грезин А. К. Повышение эффективности низкотемпературных холодильных машин// Холодильная техника. - 1979. - № 3 - С. 1-6.

27. Бродянский В. М., Семеноз А. М. Термодинамические основы криогенной техники. - М.: Энергия, 1980. - 448 с.

28. Вальвачев А.Н., Крисевич B.C. Программирование на языке Паскаль для персональных компьютеров. Мн.: Высшая школа, 1989 - 223с.

29. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972. - 720 с.

30. Вассерман A.A., Казавчинский Я.З., Рабинович В.А. Теплофизические свойства воздуха и его компонентов. - М.: Наука, 1966. - 375 с.

31. Волков Е.А. Численные методы. - М.: Наука, 1982. - 256 с.

32. Герасимов Н. А., Румянцев Ю. Д., Сундиев Н. П. Влияние толщины слоя инея на эффективность работы воздухоохладителей// Холодильная техника. -1981.-№4. -С. 22-23.

33. Гоголин А. А. О сопоставлении и оптимизации теплообменных аппаратов холодильных машин// Холодильная техника. - 1981. - № 4. - С. 18-21.

34. Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенная техника. - М.: Машиностроение, 1977. - 230 с.

35. Григорьев В. А., Крохин Ю. И. Тепло и массообменные аппараты криогенной техники. - М.: Энергоиздат, 1982. - 312 с.

36. Григорьев В.А., Павлов Ю.М., Аметистов Е.В. Кипение криогенных жидкостей. - М.: Энергия, 1977. - 288 с.

37. Ежаков К.Б., Баранов И.А. Диверсификация комплектации криотерапевтических комплексов «КАЭКТ-01 «КРИОН»// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. С. 82-94.

38. Епифанова В. И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. -М.: Машиностроение, 1974. - 395 с.

39. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные турбомашины радиального типа. - М.: Машиностроение, 1984. - 374 с.

40. Жердев А. А., Сергеева А. А. Радиационный теплообмен в низкотемпературных камерах// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции, — СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. С. 73-74.

41. Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И. и др. Теория тепломассообмена. - М: Высшая школа, 1979. - 495 с.

42. Исаченко В.А., Осипова A.C., Сукомел A.C. Теплопередача. - М.: Энергоиздат, 1981.-416с.

43. Каганер М. Г. Тепловая изоляция в технике низких температур. - М.: Машиностроение, 1966. - 275 с.

44. Каганер М. Г. Тепломассообмен в низкотемпературных конструкциях. -М.: Энергия, 1979. - 256 с.

45. Капица П. JI. Турбодетаидер для получения низких температур и его применение для ожижения воздуха. - ЖТФ, 1939. - т. 9, вып. 2. - с. 99-123.

46. Кафаров В.В. Основы массопередачи: Учебник для студентов вузов. -М.: Высшая школа, 1979. - 439 с.

47. Кейс В.М. Конвективный тепло и массообмен. - М.: Энергия, 1972. -437 с.

48. Кирьянова В. В., Основы эффективности общей криотерапии// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С.26-36.

49. Кожевников И.Г., Новицкий J1.A. Теплофизические свойства материалов при низких температурах: Справочник. - 2-е издание переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1982. - 282 с.

50. Коченов В. И., Бурмистров А. Л., Козяйкин В. В., Гончаров О. П., Ермакова Е. А., Григорьев А. Г. Общая криомагнитотерапия в профилактической онкологии// Криотерапия в России: Материалы II международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. С.132-135.

51. Курылев Е. С, Герасимов Н. А. Холодильные установки. - Л.: Машиностроение, 1980. - 622 с.

52. Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

53. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - М: Наука, 1970. - 660 с.

54. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1987. - 840 с.

55. Максимов A.B., Кирьянова В.В. Аэрокриотерапия: Учебное пособие. -СПб.: МАЛО, 2000. - 20 с.

56. Малышева Т. А., Сидорова А. Ю., Савельева А. В. Исследование влияния варьирования температуры теплоносителя на процесс нестационарного переноса теплоты в объекте общего криотерапевтического воздействия// Криотерапия в России: Материалы II международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. С. 152-164.

57. Малышева Т.А., Баранов А.Ю., Сидорова А.Ю., Савельева A.B. О возможности использования опытов с лабораторными животными для исследования эффективности общей криотерапии// Криотерапия в России: Материалы IV международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУ-НиПТ, 2011. С.62-69.

58. Мартыновский В. С. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. - М.: Энергия, 1979. - 285 с.

59. Микулин Е. И. Криогенная техника. - М.: Машиностроение, 1969. - 216 с.

60. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1977.-344 с.

61. Научно-технический отчет: биоткань, локальное криовоздействие, криогенная, хирургическая аппаратура, расчет/ Архаров A.M., Антонов А.Н., Глу-хов С.Д., Жердев A.A., Чиванов C.B. - М.:МВТУ, 2006.

62. Новотельнов В.Н., Акулов A.A., Борзенко Е.И. Теплофизические свойства азота: Методические указания. - Л.: ЛТИХП, 1988. - 29 с.

63. Оничкина Л. Е., Сидорова А. Ю., Савельева А. В. Интенсивная технология криоконсервации// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. С. 108-112.

64. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло и массообмена. - М.: Наука, 1984. - 357 с.

65. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. - М.: 1984. - 405 с.

66. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. -Л.: Энергия, 1968.-303 с.

67. Резницкий В.Г. Разработка метода криовоздействия на биоткань. Создание криохирургических систем и их применение: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: МВТУ, 1984. - 243 с.

68. Рюттен Т., Франкен Г. Турбо Паскаль 7.0. - Киев: Издательство Грифон, 1992.-237 с.

69. Савельева А. В., Сидорова А. Ю., Баранов В. А. Дистанционная подача жидкого азота в криотерапевтические комплексы// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С. 93-99.

70. Савельева A.B., Баранов И.А. Применение сосудов газификаторов для снабжения азотом криомедицинской аппаратуры// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. - С. 102-113.

71. Савельева A.B., Сидорова А.Ю., Баранов И.А., Калинин Н.В. Оценка энерговооруженности действующих криотерапевтических комплексов// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. - С. 94-102.

72. Савельева A.B., Сидорова А.Ю., Малышева Т.А. Альтернативные способы криостатирования// Криотерапия в России: Материалы IV международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2011.-е. 98105.

73. Селезнев К. П., Галеркин Ю. Б. Центробежные компрессоры. - Л.: Машиностроение, 1982.-271 с.

74. Сидорова А. Ю., Оничкина Л. Е., Малышева Т. А. Интенсификация технологии общего криотерапевтического воздействия// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С.86-93.

75. Сидорова А. Ю., Савельева А. В., Баранов И.А. Организация криотерапевтических процедур с учетом индивидуальных особенностей пациента// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. - С.73-79.

76. Сидорова А. Ю., Савельева А. В., Баранов И.А. Оценка эффективности действующего криотерапевтического оборудования// Криотерапия в России: Материалы III международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. - С.64-71.

77. Справочник по паротурбинным установкам/ Шляхин П.Н., Бершадский M.J1. - 2-е издание дополненное. - М.:: Энергия, 1970. - 216 с.

78. Справочник по физико-техническим основам криогеники; под редакцией Малкова М.П. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 472 с.

79. Суздальницкий Д.В., Баранов А.Ю. Аппаратура и средства для локальной криотерапии. Вопросы курортологии. - 1999. - № 4 - С.51-53.

80. Таблицы стандартных справочных данных. Азот. Второй вириальный коэффициент, коэффициенты динамической вязкости, теплопроводности, самодиффузии и число Прандтля разряженного газа в диапазоне температур 65-2500 К. - ГСССД, - С.49-83. - М.: Издательство стандартов, 1984. - 34 с.

81. Таблицы стандартных справочных данных. Воздух влажный. Теплофи-зические свойства в диапазоне 5-95 °С при давлении 99325 Па. - ГСССД, -С.88-125. - М.: Издательство стандартов, 1988.

82. Таблицы стандартных справочных данных. Плотность, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость жидкого и газообразного азота при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-100 МПа. - ГСССД - С.8-79. - М.: Издательство стандартов, 1980. - 11 с.

83. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Данилова Г. Н., Богданов С. Н., Иванов О. П., Медникова Н. М. - Л.: Машиностроение, 1973. -328 с.

84. Терновой К.С., Гассанов Л.Г., Земсков B.C. и др. Низкие температуры в медицине. - Киев: Наукова Думка, 1980. - 280 с.

85. Техника низких температур; под ред. Микулина Е.И., Марфениной И.В., Архарова A.M. - М.: Энергия, 1975. - 511 с.

86. Турчак Л.И. Основы численных методов. - М.: Наука, 1987. - 319 с.

87. Цыганов Д. И. Криомедицина: процессы и аппараты. Монография. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2011. - 304 с.

88. Цыганов Д.И. Разработка методики и определение теплопроводности биоткани в интервале температур 77-320 К: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: МВТУ, 1986. - 142 с.

89. Чато, Шитцер Моделирование тепловых процессов в теле человека. Некоторые уравнения стационарной теплопередачи. Ракетная техника и космонавтика. - 1971. - 9 - С. 120-125.

90. Чугуй Е. В., Мельник Д. Д., Гюнтер В. Э., Мельник П. В. Криолечение -эффективный метод комплексной коррекции незаращения верхней губы// Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С.99-101.

91. Шиман А.Г., Кирьянова В.В., Максимов А.В., Баранов А.Ю. Клинико-физиологические аспекты применения криотерапии// Вестник СПб Государственной Медицинской Академии им. И.И. Мечникова. - 2001. - № 1 - 27 с.

92. Эккерт Б. Осевые и центробежные компрессоры. Применение, теория, расчет. - М.: Машгиз, 1959. - 679 с.

93. Юшков П.П. Приближенное решение задач нестационарной теплопроводности методом конечных разностей: Труды института энергетики АН БССР, 1958.- 159 с.

94. Baranov A.Y., Baranov V.A., Grigorieva D. Several methods to increase an effect of public cryotherapy: Simposium «LIFE WITHOUT PAINT». - Zgorzelec: 2007. - 97 p.

95. Baranov A.Y., Baranov V., Grigorieva D. The advantages of individual cabins for cryotherapy of open type (cryosauna): Simposium «LIFE WITHOUT PAINT». - Zgorzelec: 2007. - 43 p.

96. Baranov A.Y. Enegetic basis of cryotherapeutical installation efficiency: Simposium «LIFE WITHOUT PAINT». - Zgorzelec: 2005. - P.47-51.

97. Baranov A.Y, Malysheva T.A. Simulation of human skin tissues' temperature field changes under cryotherapeutic effect// The VIIIIIR International Conference Cryogenics, - 2003.

98. Baranow A., Malyszewa T.A. Metody zwi^kszania efektywnosci krio-genicznych systemow terapeutycznych: Konferencia «Mozliwosci wykorzystania temperatur kriogenicznych i lasrow w medycnie». - Zgorzelec: 2004. - 25 s.

99. Barron R.F., Heat transfer Problems in Cryosurgery// J. Cryosurgery. - 1968. -vol. 1-P.316-325.

100. Brück K. Physiologische Grundlagen der Kälteabwehrreaktion des Menschen// «Zeitrschift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 17» - 1988. - C.183-195.

101. Chamber for cryotherapy. Patent № LV 13230, 2005-07-20.

102. Cryotherapeutic device, № WO 2004/091457.

103. Curkovic B., Vitulic V., Babic-Naglic D., Dürrigl T. The influence of heat and cold on the pain threshold in rheumatoid arthritis. «Zeitschrift Rheumatologie» - 19 93. - P.289-291.

104. Engel P., Fricke R., Taghawinejad M., Hildebrandt G. Lungenfunktion und Ganzkörperkältetherapie bei Patienten mit chronischer Polyarthritis. «Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 16» - 1987. - 309 s.

105. Frank B., Lorenzoni E. Ergebnisse der Kryotherapie bei Phantom.

106. Fricke L, Fricke R., Wiegelmann: Beeinflussung hormoneller Reaktionen durch Ganzkörperkältetherapie. Physikalische Medizin, Balneologie, Med. Klima-tologie. - 1988. - 17. Jahrgang - S.363-364.

107. Fricke R. Ganzkorperkalteterapie. Zeitschriftfur Physikalishe Medizin, Balneologie, Med. Klimatologie. - Heft 5. - Oktober 1986. - Demer verlag, Grafel find.

108. Fricke R. Ganzkörperkältetherapie in einer Kältekammer mit Temperaturen um -110 °C. Physikalische Medizin, Balneologie, Med. Klimatologie. - 1989. -18. Jahrgang-S. 1-10.

109. Fricke R. Ganzkörperkältetherapie. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15- 1986.-S.311-312.

110. Fricke R.: M. Bechterew - Therapie in der Kältekammer: Mit minus 110°C gegen den Schmerz. Bechterew- Brief Nr. 69 - 1997. - Juni, 31 - S.31 und 65.

111. Fricke R.: Was leistet die Kältetherapie bei rheumatischen Erkrankungen? Rheuma-Journal - 1999. - März - S.28 und 29.

112. Gutenbrunner C, Englert G., Neues-Lahusen M., Gehrke A. Analgetische Wirkung von natürlichen Schwefelbädern und Kältekammerexposition bei Fibromyalgia. Phys Rehab Kur Med 9 - 1999. - S.56-62.

113.Häbler HJ., Jänig W. Physiologische Grundlagen der Kryotherapie. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15 - 1986. S.305-306.

114. Hocutt J.E., Jaffe R., Rylander C.R., Beebe J.K. Cryotherapy in ankle sprains. Am J Sports Med - 1982.- 10-S.316-319.

115. Jansen U., Fricke R. Änderung der Hauttemperatur unter lokaler Kaltlufttherapie (-175 °C) bei Kontrollpersonen und bei Patienten mit chronischer Polyarthritis. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15 - 1986. - S.308-309.

116. Jansen U., Fricke R. Änderung der Hauttemperatur unter lokaler Kaltlufttherapie (- 175 °C) bei Kontrollpersonen und bei Patienten mit Polyartriti. Zeitschriftfur Phisikalische Medizin, Balneologie, Med. Klimatologie. - Heft 5 -Oktober 1986. - Demer Verlag, Grafelfind.

117. Jonderko G., Fricke R.: Einfluß einer Ganzkörperkältetherapie auf das Gallenblasenvolumen. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 19 - 1990. - 225 s.

118. Kerschan-Shindl K., Uher E.M., Zauner-Dungl A., Fialka-Moser V. Kälte-und Kryotherapie. Eine Literaturübersicht über Grundlagen und praktische Anwendungen. Acta-Med-Austricaca - 1998. - (3) - S.73-78.

119. Knollmann B.C., Berliner M.: Vergleichende Untersuchung zur Wirkung von dreiverschiedenen Formen der Cryotherapie (Cryogelbeutel, Kaltluft und kalter Stickstoff) auf Hauttemperatur und Hautdurchblutung gesunder robanden. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 19. - 1990. - 225 s.

120. Krioterapia miescowa i ogolnosrojowa, pod.red.Z. Zagrobelnogo, Wydawnic-two Medyczne Urban & Partner. - Wroclaw: - 2003. - 190 s.

121. Patent №GB740945.

122. Patent № US4880003.

123. Patent № EP 0226107.

124. Perl W. Heat and Matter Distribution in Body Tissnes and Determination of Blood Flow by local Clearance Method/ J.Theoret.Biol. - 1962. - v.2 - p. 201-235.

125. Pöllmann L., Pöllmann B.: Zur Beeinflussung der Schmerzschwelle durch Kälteanwendungen. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15 - 1986. - 307 s.

126. Reinhart E. Hormesis und die Bewertung kleinster Dosen von Wirkstoffen. Biologishe Medicin. - 1998. - S.51-54.

127. Richter C, Fricke R. Wirkung einer Ganzkörperkältetherapie auf Zytokin-Serumspiegel bei chronischer Polyarthritis. Phys Rehab Kur Med 6 - 1996. - 162 s.

128. Schmidt K.L., Mäurer R., Rusch D. Zur Wirkung örtlicher Wärme- und Kälteanwendung auf die Hauttemperatur am Kniegelenk. ZeitschriftRheumatologie -1979. - 38 - S.213-219.

129. Schmidt K.L. Kältebehandlung rheumatischer Erkrankungen: Wirkungsweise, Verfahren und therapeutische Prinzipien. Akt Rheumatol 6 - 1981 - S.88-94.

130. Schramek E. Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Auflage 1992, R. Oldenbourg Verlag, R. Oldenbourg Verlag, München. Wien.

131. Stumpfschmerzen. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 16 - 1987. - 307 s.

132. Szeffer-Marcinkowska B.Die Verwendungsmöglichkeiten der Kalten Stickstoffdämpfe zur Behandlung der Hautbrandwunden. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15 - 1986. - 308 s.

133. Yamauchi T., Miura K.: Rehabilitation in chronic rheumatoid arthritis. Rehab. Med., 14- 1977.

134. Yamauchi T., Nogami S., Miura K.: Various applications of the extreme cry-otherpy and strennous exercise program - focusing on rheumathoid arthrits. Physiotherapy and Rehabilitation, 34 (5) - 1981.

135. Yamauchi T.: Whole Body Cryo-therapie is method of extreme cold -175°C treatment initially uses for Rheumatoid Arthrisis. Zeitschrift Phys. Med. Baln. Med. Klim. 15- 1986.-311 s.

136. Zagrobelny Z., Halawa B., K. Kuliczkowski, I. Frydecka, H. Gregorowicz: Wplyw ogolnoustrojowej krioterapii w komorze niskotemperaturowej oraz leczen-ia ruchem na subpopulacje limfocytow we krwi obwodowej u chorych na chorobe

zwyrodnieniowq stawow i reumatoidalne zapalenie stawow. Reumatologia - 34 (4)

- 1996.

137. Zagrobelny Z., Halawa B.: Zmiany hormonalne i hemodynamiczne wywolane schladzaniem calego ciala chorych na reumatoidalne zapalenie stawow. Pol. Arch. Med. Wewn. - 34 - 1992.

138. Zagrobelny Z.: Lecznicze zastosowanie zimna. Acta Bio-Opt. Inform. Med., 2

- 1996.-86 p.

ШРЮН

Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие

« К Р И О н»

АКТ

УТВЕРЖДАЮ альный директор #ШП «КРИОН», ^ Зашихин ДА. сентября 2013 г.

О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТ КАНДИДАТСКОЙ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ САВЕЛЬЕВОЙ АННЫ

ВИКТОРОВНЫ.

Комиссия в составе: председатель главный инженер Ежаков К.Б., члены комиссии: инженеры Максимов М.М., Сидорова А.Ю. составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы «Энергоэффективная система криостатирования исполнительного устройства криотерапевтического комплекса» представленной на соискание ученой степени кандидата, использованы в производственной деятельности ООО «НПП «КРИОН» при разработке

технической документации для модернизации элементов системы криостатирования криотерапевтического комплекса и инновационных проектах предприятия. В частности использованы:

1. Результаты численного эксперимента по определению структуры энергозатрат на реализацию технологического цикла криотерапевтического комплекса.

2. Методика расчета и моделирования процесса переноса теплоты в кабине криотерапевтического комплекса.

3. Математические модели элементов исполнительного устройства и программное обеспечение для реализации этих моделей.

4. Рекомендации по выбору способов повышения энергоэффективности криотерапевтического оборудования.

Использование указанных результатов позволило конкретизировать направление работ по модернизации криотерапевтических комплексов «КРИОН», повысить качество проектирования элементов системы криостатирования, сократить затраты на проведение опытно-конструкторских работ, за счет широкого внедрения в инновационную деятельность метода численных исследований.

Председатель комиссии^^^^^^^^^^К.К.

Члены комиссии: , //¡¿-/л Максимов М.М.

Сидорова А.Ю.

Россия, 197371, Санкт-Петербург, Долгоозерная ул., д. 13, литер А, пом. 6Н; Тел./факс: [phone]; ИНН 7814399203; КПП 781401001; ОГРН: 10 89847066154