北京冬奧會(hui) 已拉開大幕，美麗(li) 低碳的冬奧場館也吸引了越來越多關(guan) 注的目光。為(wei) 了給參賽運動員良好的冰麵體(ti) 驗，幫助他們(men) 發揮出最佳的競技水平，天津大學馬一太、田華教授團隊在國家重點研發計劃——科技冬奧專(zhuan) 項支持下，通過校企合作，研發了國際先進的二氧化碳跨臨(lin) 界直冷製冰技術，為(wei) 各國運動員支撐建造了“最美、最快的冰麵”。

　　花樣滑冰和短道速滑兩(liang) 個(ge) 項目在首都體(ti) 育館舉(ju) 行。對於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 項目而言，優(you) 質的冰麵有助於(yu) 運動員取得更好成績，而獲得優(you) 質冰麵除了製冰師高超技藝外，製冰係統所決(jue) 定的冰麵溫差均勻性和軟硬度均勻性則是關(guan) 鍵性基礎。

　　製冰機是人工冰場建設的關(guan) 鍵核心，從(cong) 曆屆冬奧會(hui) 冰場製冰機來看，主要采用氟利昂等人工合成製冷劑技術或者氨製冷技術，前者具有嚴(yan) 重的溫室效應問題、後者具有安全隱患。

　　以二氧化碳為(wei) 製冷劑、冰麵下直接蒸發的製冰機技術被認為(wei) 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(ye) 手中。此次以綠色、科技冬奧為(wei) 契機，通過產(chan) 學研協同攻關(guan) ，歐悅冰雪投資管理（北京）有限公司、天津大學和艾斯特製冷與(yu) 太陽能技術（北京）有限公司等8家單位聯合研發、設計和建造了具有自主知識產(chan) 權的二氧化碳跨臨(lin) 界直冷製冰機組，在首都體(ti) 育館冰場進行示範應用，服務冬奧會(hui) 和國家冰雪戰略。

　　田華介紹，該方案從(cong) 二氧化碳製冰係統壓縮、冷卻、節流和蒸發四個(ge) 過程進行節能設計：針對壓縮過程采用雙級壓縮讓源頭耗能實現“事半功倍”；針對冷卻過程設計全顯熱回收對冷卻熱量進行回收，實現冰場澆冰、融雪等不同溫度熱水需求；針對蒸發過程采用在冰麵下直接蒸發吸熱為(wei) 冰場提供穩定的冷量供應，並優(you) 化設計冰下蒸發盤管和土建保障冰麵溫度均勻。

　　值得一提的是，本方案製冰機從(cong) 關(guan) 鍵部件到整機集成，均實現國內(nei) 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(jue) 了首體(ti) 冷卻回路長的工程問題。

　　“方案的係統綜合節能達到50%以上，冰麵溫差控製在0.3—0.4℃以內(nei) ，無論是綜合能效還是冰麵溫差均達到國際先進水平，從(cong) 而為(wei) 運動員提供一個(ge) 軟硬度均勻穩定的優(you) 質冰麵。”田華說。

　　此外，由於(yu) 首都體(ti) 育館同時承辦花樣滑冰和短道速滑兩(liang) 個(ge) 項目，兩(liang) 者對冰麵的冰層厚度和冰麵溫度有不同的嚴(yan) 格要求，需要根據賽程不斷進行兩(liang) 塊冰的快速轉換。

　　項目組也充分利用了二氧化碳製冰溫度均勻的特點，結合精準控製係統和線性降溫策略，實現2小時內(nei) 的快速、高效冰麵轉換，遠遠小於(yu) 國際奧委會(hui) 3小時冰麵轉換的要求。

　　天津大學是國內(nei) 最早開展二氧化碳跨臨(lin) 界製冷熱泵技術研究的團隊之一。設備所采用的二氧化碳跨臨(lin) 界直冷製冰技術是國家重點研發計劃科技冬奧專(zhuan) 項“製冰機研發及應用示範”項目的核心成果，田華教授為(wei) 項目負責人。（記者 陳 曦 通訊員 劉曉豔）