光明日報記者 劉茜 陳建強

　　在首都體育館進(jìn)行的北京冬奧會(huì )短道速滑混合團體2000米接力決賽中，中國隊勇奪首金。而遠在天津大學(xué)，馬一太、田華教授團隊通過(guò)校企合作，研發(fā)出國際先進(jìn)的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，正式應用在首都體育館的冰場(chǎng)上，他們努力為各國運動(dòng)員建造“最美、最快的冰”。平昌冬奧會(huì )花滑男單銀牌得主宇野昌磨訓練后表示：“冰面平滑，跳躍好、旋轉也好，絲毫沒(méi)感到有什么障礙。”

　　田華介紹，優(yōu)質(zhì)冰面中，冰面溫差均勻性和軟硬度均勻性是關(guān)鍵。從歷屆冬奧會(huì )的經(jīng)驗看，冰場(chǎng)制冰機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)，前者具有嚴重的溫室效應問(wèn)題，后者則具有安全隱患。以二氧化碳為制冷劑、冰面下直接蒸發(fā)的制冰機技術(shù)被認為是一種綠色低碳、高效節能的方案。此次以綠色冬奧、科技冬奧為契機，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，天津大學(xué)等8家單位聯(lián)合研發(fā)、設計和建造了具有自主知識產(chǎn)權的二氧化碳跨臨界直冷制冰機組，在首都體育館冰場(chǎng)進(jìn)行示范應用。

　　新方案的二氧化碳制冰系統分為壓縮、冷卻、節流和蒸發(fā)4個(gè)過(guò)程進(jìn)行設計。該方案制冰機從關(guān)鍵部件到整機集成，均實(shí)現國內設計、加工、組裝和運行，尤其是水冷式氣冷器是國際上首次應用，有效解決了首體冷卻回路長(cháng)的工程問(wèn)題。方案的系統綜合節能超過(guò)50%，冰面溫差控制在0.3～0.4℃以?xún)龋瑹o(wú)論是綜合能效還是冰面溫差均達到國際先進(jìn)水平，從而為運動(dòng)員提供一個(gè)軟硬度均勻穩定的優(yōu)質(zhì)冰面。

　　此外，由于花樣滑冰和短道速滑兩個(gè)項目對冰面的冰層厚度和冰面溫度有不同的嚴格要求，需要根據賽程進(jìn)行快速轉換。項目組也充分利用了二氧化碳制冰溫度均勻的特點(diǎn)，結合精準控制系統和線(xiàn)性降溫策略，實(shí)現2小時(shí)內的快速、高效冰面轉換，遠遠小于國際奧委會(huì )3小時(shí)冰面轉換的要求。

　　另悉，天津大學(xué)是國內最早開(kāi)展二氧化碳跨臨界制冷熱泵技術(shù)研究的團隊之一。設備所采用的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)是國家重點(diǎn)研發(fā)計劃科技冬奧專(zhuān)項“制冰機研發(fā)及應用示范”項目的核心成果。