Однако при использовании ВХМ открытого цикла с турбохолодильниками возникает серьезная проблема обеспечения надежности, связанная с обмерзанием проточной части. Влага, примерзая к лопаткам турбохолодильника, уменьшает проходные сечения и нарушает его работу. Если в ВХМ закрытого цикла несложно осушить воздух, то при использовании открытого цикла, имеющего значительные преимущества, осушка воздуха представляет значительные трудности.

На кафедре С ДВС и У ДВГТУ более 30 лет разрабатываются ВХМ открытого цикла, в которых борьба с обмерзанием проточной части турбохолодильника осуществляется за счет сближения проточных частей турбодетандера и турбокомпрессора. Суть этого способа заключается в том, что часть тепла сжатия из компрессорной части используется для подогрева проточной части турбодетандера. При этом уменьшается адгезия льда к лопаткам турбодетандера и происходит его самоочистка за счет центробежных и газодинамических сил.

Основным вопросом совершенствования данного способа является создание конструкций турбохолодильников, в которых надежность работы сочетается с высокой экономичностью. В настоящее время разработано несколько турбохолодильников (их устройство защищено патентами на изобретения) надежно работающих при влажности 100%. Эти турбохолодильники предназначены для работы от систем сжатого воздуха низкого давления - до 1 МПа. Их эксплуатация в условия работы на сжатом воздухе реальных (заводских) пневмосистем показала высокую надежность и подтвердив правильность принятой концепции.

Для случаев, когда таких систем нет, разработан и изготовлен турбохолодильник с центростремительным турбодетандером и собственным центробежным компрессором. Применение таких ВХМ повышает удобство использования, так как появляется независимость от наличия систем сжатого воздуха.

В плане развития данного направления ведется разработка более мощной ВХМ с электродвигателем мощностью 42 кВт. Особенностью данной ВХМ является использование осевого турбодетандера и центробежного компрессора установленных в виде единого агрегата на валу приводного электродвигателя. Использование такой компоновочной схемы позволяет значительно упростить и удешевить установку.

Рабочее колесо турбодетандера расположено таким образом, что холодный воздух выходящий из него, обходит вокруг корпуса компрессора. При этом исключается намерзание льда, так как температура корпуса компрессора достаточно высока и частички льда не могут примерзнуть к нему. Необходимость упрощения ВХМ привела к использованию схемы с одноступенчатым сжатием воздуха. Достижение необходимой степени сжатия в сравнении с одноступенчатым требует повышенной частоты вращения ротора, либо увеличения диаметра рабочего колеса. Это в свою очередь накладывает требование по изменению компоновки элементов турбохолодильника и согласование диаметров рабочих колес турбодетандера и компрессора. Для этого необходимо провести согласование проходных сечений турбохолодильника и компрессора, что может быть осуществлено за счет изменения высот лопаток.