“短道速滑收官，共9個(gè)項(xiàng)目，7個(gè)項(xiàng)目破奧運(yùn)紀(jì)錄，1個(gè)項(xiàng)目破世界紀(jì)錄……”
北京冬奧會(huì)期間，首都體育館承辦花樣滑冰和短道速滑兩個(gè)項(xiàng)目的比賽。值守在制冰機(jī)房的劉楷，時(shí)刻關(guān)注著冰場(chǎng)上“破紀(jì)錄”的消息。
在他看來，冰場(chǎng)上不斷被打破的紀(jì)錄，側(cè)面看也是對(duì)中國“造冰”技術(shù)的肯定。“破紀(jì)錄需要天時(shí)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(huì)冰場(chǎng)，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(chǎng)。
不同比賽項(xiàng)目，對(duì)冰場(chǎng)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(yùn)動(dòng)員在空中旋轉(zhuǎn)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(duì)硬一些。太軟，不利于冰刀抓地;太硬，冰面又比較脆。
整個(gè)制冰過程中，澆冰師在冰場(chǎng)發(fā)出各種指令，制冰系統(tǒng)則是幕后“神器”，負(fù)責(zé)滿足種種嚴(yán)苛要求。
“優(yōu)質(zhì)的冰面有助于運(yùn)動(dòng)員取得更好成績，而獲得優(yōu)質(zhì)冰面除了制冰師高超技藝外，制冰系統(tǒng)所決定的冰面溫差均勻性和軟硬度均勻性則是關(guān)鍵性基礎(chǔ)。”“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)“制冰機(jī)研發(fā)及應(yīng)用示范”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院田華教授如此總結(jié)。
可以說，制冰機(jī)是人工冰場(chǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。
本屆冬奧會(huì)的制冰系統(tǒng)，被媒體稱為冬奧史上“最環(huán)保”。
“從歷屆冬奧會(huì)冰場(chǎng)制冰機(jī)來看，主要采用氟利昂等人工合成制冷劑技術(shù)或者氨制冷技術(shù)，前者存在嚴(yán)重的溫室效應(yīng)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(shù)”，被認(rèn)為是一種綠色低碳、高效節(jié)能的方案，但其技術(shù)一直掌握在歐美等國家企業(yè)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(xué)等8家單位通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，聯(lián)合研發(fā)、設(shè)計(jì)和建造了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二氧化碳跨臨界直冷制冰機(jī)組，在首都體育館冰場(chǎng)進(jìn)行示范應(yīng)用。
田華告訴科技日?qǐng)?bào)記者，這套方案從二氧化碳制冰系統(tǒng)壓縮、冷卻、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)過程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。例如，采用雙級(jí)壓縮讓源頭耗能實(shí)現(xiàn)“事半功倍”，采用全顯熱回收對(duì)冷卻熱量進(jìn)行回收。
“制冰機(jī)從關(guān)鍵部件到整機(jī)集成，均實(shí)現(xiàn)國內(nèi)設(shè)計(jì)、加工、組裝和運(yùn)行，尤其是水冷式氣冷器為國際上首次應(yīng)用，有效解決了首體冷卻回路長的工程問題，方案的系統(tǒng)綜合節(jié)能超過50%。”田華說。
冬奧會(huì)期間，日本花樣滑冰名將羽生結(jié)弦點(diǎn)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(gè)場(chǎng)館的冰面了。”
這可離不開“中國造”制冰機(jī)的加持。
“我們的制冰系統(tǒng)可以更好地控制冰面的溫差。”劉楷告訴科技日?qǐng)?bào)記者，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在1800平方米的冰場(chǎng)上，實(shí)際冰面溫差只有0.3攝氏度，最佳時(shí)可達(dá)0.1攝氏度，冰面溫度非常均勻。
劉楷說，之前的冬奧會(huì)冰場(chǎng)對(duì)冰溫沒有如此精細(xì)化的控制，而這次北京冬奧會(huì)上，澆冰師需要什么樣的冰溫，制冰系統(tǒng)就可以精準(zhǔn)提供什么樣的冰溫。
“一位法國澆冰師體驗(yàn)了我們的制冰機(jī)之后，認(rèn)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(gè)冬奧會(huì)期間，首都體育館的冰場(chǎng)需要進(jìn)行30次轉(zhuǎn)換，以滿足花樣滑冰和短道速滑兩種比賽項(xiàng)目的不同需求，有時(shí)中間只有3個(gè)小時(shí)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
但這并沒有難倒背后的制冰系統(tǒng)。
“項(xiàng)目組充分利用二氧化碳制冰溫度均勻的特點(diǎn)，結(jié)合精準(zhǔn)控制系統(tǒng)和線性降溫策略，實(shí)現(xiàn)2小時(shí)內(nèi)完成快速、高效的冰面轉(zhuǎn)換，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國際奧委會(huì)3小時(shí)冰面轉(zhuǎn)換的要求。”田華說。(劉園園)
關(guān)鍵詞： 冬奧會(huì)冰場(chǎng) 奧運(yùn)紀(jì)錄 二氧化碳制冰系統(tǒng) 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)
