中國“造冰”技術助力冬奧冰場屢破紀錄

  “短道速滑收官,共9個項目,7個項目破奧運紀錄,1個項目破世界紀錄……”

  2月16日晚上10時30分,國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項“制冰機研發及應用示范”項目制冰機總工程師劉楷給科技日報記者發來微信。

  北京冬奧會期間,首都體育館承辦花樣滑冰和短道速滑兩個項目的比賽。值守在制冰機房的劉楷,時刻關注著冰場上“破紀錄”的消息。

  在他看來,冰場上不斷被打破的紀錄,側面看也是對中國“造冰”技術的肯定。“破紀錄需要天時地利人和嘛!”劉楷操著一口濃重的重慶口音,不無自豪地說。

  “冬奧會冰場,制冰過程可不像普通人想象的那樣,直接把水澆上去就完了。”劉楷笑著說。

  他解釋說,制冰有好多步驟:先澆底冰,澳门49码生肖免费资料!再噴冰漆,然后覆蓋冰漆,再劃線,還要噴LOGO等等。一般噴一層水,隻能澆出0.5毫米厚的冰。就這樣,一層又一層,澆制出一塊冰場。

  不同比賽項目,對冰場也有不同要求。以冰溫來說,花樣滑冰一般要求冰面溫度-3.5攝氏度,這樣冰面比較軟,運動員在空中旋轉三周或四周后,落冰的沖擊力不至於太大。短道速滑一般要求冰面溫度-6.7攝氏度到-7攝氏度,冰面相對硬一些。太軟,不利於冰刀抓地﹔太硬,冰面又比較脆。

  整個制冰過程中,澆冰師在冰場發出各種指令,制冰系統則是幕后“神器”,負責滿足種種嚴苛要求。

  “優質的冰面有助於運動員取得更好成績,www.568kk.com,而獲得優質冰面除了制冰師高超技藝外,制冰系統所決定的冰面溫差均勻性和軟硬度均勻性則是關鍵性基礎。”“科技冬奧”重點專項“制冰機研發及應用示范”項目負責人、天津大學機械工程學院田華教授如此總結。

  “從歷屆冬奧會冰場制冰機來看,主要採用氟利昂等人工合成制冷劑技術或者氨制冷技術,前者存在嚴重的溫室效應問題,后者又存在安全隱患。”田華說。

  以二氧化碳為制冷劑的“二氧化碳跨臨界直冷制冰技術”,被認為是一種綠色低碳、高效節能的方案,但其技術一直掌握在歐美等國家企業手中。

  為助力綠色冬奧、科技冬奧,歐悅冰雪投資管理(北京)有限公司、天津大學等8家單位通過產學研協同攻關,聯合研發、設計和建造了具有自主知識產權的二氧化碳跨臨界直冷制冰機組,在首都體育館冰場進行示范應用。

  田華告訴科技日報記者,這套方案從二氧化碳制冰系統壓縮、冷卻、節流和蒸發四個過程進行節能設計。例如,採用雙級壓縮讓源頭耗能實現“事半功倍”,採用全顯熱回收對冷卻熱量進行回收。

  “制冰機從關鍵部件到整機集成,均實現國內設計、加工、組裝和運行,尤其是水冷式氣冷器為國際上首次應用,有效解決了首體冷卻回路長的工程問題,方案的系統綜合節能超過50%。”田華說。

  冬奧會期間,日本花樣滑冰名將羽生結弦點贊說:“我在這裡可以滑得非常輕鬆,跳得非常高,我太喜歡這個場館的冰面了。”

  “我們的制冰系統可以更好地控制冰面的溫差。”劉楷告訴科技日報記者,系統可以實現在1800平方米的冰場上,實際冰面溫差隻有0.3攝氏度,最佳時可達0.1攝氏度,冰面溫度非常均勻。

  劉楷說,之前的冬奧會冰場對冰溫沒有如此精細化的控制,而這次北京冬奧會上,澆冰師需要什麼樣的冰溫,制冰系統就可以精准提供什麼樣的冰溫。

  值得一提的是,由於承辦兩種賽事,整個冬奧會期間,首都體育館的冰場需要進行30次轉換,以滿足花樣滑冰和短道速滑兩種比賽項目的不同需求,有時中間隻有3個小時的轉換時間。

  “項目組充分利用二氧化碳制冰溫度均勻的特點,結合精准控制系統和線性降溫策略,實現2小時內完成快速、高效的冰面轉換,遠遠小於國際奧委會3小時冰面轉換的要求。”田華說。

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