Analiza egzergetyczna chłodziarek pracujących w elektrycznych kriokomorach ogólnoustrojowych

• Autorzy: Dorosz Paweł
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Krioterapia ogólnoustrojowa jest coraz powszechniej stosowanym zabiegiem, który polega na przebywaniu w komorze, w której panuje temperatura poniżej -100°C. Kriokomory podzielić można na dwie kategorie: komory zasilane ciekłymi gazami oraz kriokomory zasilane energią elektryczną. W przypadku kriokomór elektrycznych, do wytworzenia mocy chłodniczej wykorzystuje się obecnie głównie chodziarki kaskadowe. W artykule zaproponowano zastosowanie chłodziarki Joule’ a-Thomsona (J-T) zasilanej mieszaniną gazów, zamiast chłodziarki kaskadowej. Przeprowadzono analizę egzergetyczną dwóch chłodziarek, z uwzględnieniem strat w poszczególnych komponentach. Sprawność egzergetyczna chłodziarki kaskadowej i chłodziarki J-T, która wytwarza moc chłodniczą w kriokomorze, dla przyjętych warunków roboczych w obu przypadkach wynosi ok. 24%. Przy tej samej sprawności egzergetycznej, chłodziarka J-T zasilana mieszaniną gazów cechuje się prostszą budową, a przez to większą niezawodnością. Ponadto, koszt wytworzenia tej chłodziarki jest niższy (mniej komponentów), dlatego wykorzystanie tej chłodziarki do wytwarzania mocy chłodniczej w kriokomorze ogólnoustrojowej wydaje się być uzasadnione.

Słowa kluczowe

PL

kriokomora ogólnoustrojowa; chłodziarka kaskadowa; chłodziarka Joule'a-Thomsona; analiza egzergetyczna

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 6
• Strony: 1--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dorosz Paweł

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Inżynierii Kriogenicznej, Lotniczej i Procesowej

Bibliografia

• [1] Podbielska H, Skrzek A., Zastosowanie niskich temperatur w biomedycynie, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2012.
• [2] Dorosz P., Wojcieszak P., Malecha Z., Exergetic analysis, optimization and comparison of LNG cold exergy recovery systems for transportation, Entropy, 20, DOI: 10.3390/e20010059, 2018.
• [31 Malwe P.D., Gawali B.S, Thakre S.D, Exergy Analysis of Vapour Compression Refrigeration System, Int. J. Therm. Technol., 4, 54-57, 2014.
• [4] Ajuka L., Odunfa M., Ohunakin O., Energy and exergy analysis of vapour compression refrigeration system using selected eco-friendly hydrocarbon refrigerants enhanced with tio2-nanoparticle, Int. J. Therm. Technol., 6, 91-99, 2017.
• [5] Gholamian E., Hanafizadeh P., Ahmadi P., Advanced exergy analysis of a carbon dioxide ammonia cascade refrigeration system, Appl. Therm. Eng., 137, 689-699, 2018.
• [6] Yu J., Tian G., Xu Z., Exergy analysis of Joule-Thomson cryogenic refrigeration cycle with an ejector, Energy, 34, 1864-1869, 2009.
• [7] Nawaz Khan A.Z.K., Mamoon Md., Ashar M., Energy and Exergy Analysis of Vapour Compression Refrigeration System with R12, R22, R134a, Int. J. Emerg. Technol. Adv. Eng., 5, 210-216, 2015.
• [8] Chorowski M., Kriogenika. Podstawy i zastosowania, IPPU Masta, Gdańsk 2007.
• [9] Dorosz P., Chorowski M., Piotrowska A., Performance of the one-stage Joule-Thomson cryocooler fed with a nitrogen-hydrocarbon mixture and built from mass-produced components made for the refrigeration industry, International Journal of Refrigeration, 82, 252-261, 2017.
• [10] Dorosz P., Piotrowska A., Pyrka P., Bogdan P. Analysis of the LNG re-condensation system based on Joule-Thomson cooler, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng, 502, 1-5, 2019.
• [11] Mieczyński M. Egzergia w termodynamice. Teoria i zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [12] Ahamed J., Saidur R., Masjuki H., Review on exergy analysis of vapor compression refrigeration system, Renew. Sustain. Energy Rev., 15,1593-1600, 2011.
• [13] Lee C., Yoo J., Masjuki H., Visual investigation of solid-liquid phase equilibria for nonflammable mixed refrigerant, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 101, 1-8, 2015.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).