“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……”
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，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，只能澆出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，落冰的沖擊力不至于太大。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，不利于冰刀抓地;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。
“優質的冰面有助于運動員取得更好成績，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。
可以說，制冰機是人工冰場建設的關鍵。
本屆冬奧會的制冰系統，被媒體稱為冬奧史上“最環保”。
“從歷屆冬奧會冰場制冰機來看，主要采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，采用雙級壓縮讓源頭耗能實現“事半功倍”，采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：“我在這里可以滑得非常輕松，跳得非常高，我太喜歡這個場館的冰面了。”
這可離不開“中國造”制冰機的加持。
“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，實際冰面溫差只有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，澆冰師需要什么樣的冰溫，制冰系統就可以精準提供什么樣的冰溫。
“一位法國澆冰師體驗了我們的制冰機之后，認為它很神奇。”劉楷笑著說。
值得一提的是，由于承辦兩種賽事，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，有時中間只有3個小時的轉換時間。
但這并沒有難倒背后的制冰系統。
“項目組充分利用二氧化碳制冰溫度均勻的特點，結合精準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，遠遠小于國際奧委會3小時冰面轉換的要求。”田華說。(劉園園)
