中国“制冰”技术助冬奥冰场屡破纪录

“短道速滑以9项结束，7项打破奥运纪录，1项打破世界纪录……”

2月16日晚10点30分，国家重点研发项目冰机总工程师刘凯；d计划"科技冬奥"和"制冰机研发"。d及应用示范”，给科技日报记者发来微信。

北京冬奥会期间，首都体育馆举办了花样滑冰和短道速滑比赛。在制冰机室值班的刘凯时刻关注着冰场上“破纪录”的新闻。

在他看来，冰场上不断被打破的纪录，也是对中国“制冰”技术的肯定。“破纪录需要时间，需要地点，需要人！”刘杰操着浓重的重庆口音，不无骄傲。

“在冬奥会的冰场里，制冰的过程并不像一般人想象的那样，只是往上面浇点水就完成了。”刘杰笑着说。

他解释说，制冰有很多步骤：先浇底冰，然后喷冰漆，再覆盖冰漆，然后划线，喷LOGO等等。一般喷一层水只能浇0.5mm厚的冰。就这样，一层又一层，倒出一个冰场。

不同的项目对冰场有不同的要求。冰面温度方面，花样滑冰一般要求冰面温度在-3.5摄氏度，这样冰面比较柔软，运动员在空中旋转三四周后，掉冰的冲击力不会太大。短道速滑一般要求冰面温度在-6.7到-7，冰面比较坚硬。太软，不利于冰刀抓地；太硬了，而且冰很脆。

整个制冰过程中，制冰机在冰场里发出各种指令，制冰系统是幕后的“神器”，负责满足各种严格的要求。

“高质量的冰面有助于运动员取得更好的成绩。除了制冰机高超的技艺，制冰系统决定的冰面温差和硬度的均匀性是获得高质量冰面的关键基础。”天津大学机械工程学院田华教授，负责"科技冬奥"重点项目"制冰机研发；d及应用演示”，总结了一下。

可以说，制冰机是人工冰场建设的关键。

本届冬奥会的制冰系统被媒体称为冬奥会历史上“最环保”。

“从历届冬奥会冰场的制冰机来看，主要采用氟利昂或氨制冷技术等合成制冷剂技术。前者存在严重的温室效应问题，后者存在安全隐患。”田华说。

以二氧化碳为制冷剂的“二氧化碳跨临界直接制冷制冰技术”被认为是一种绿色、低碳、节能的方案，但其技术一直掌握在欧美企业手中。

为了助力绿色冬奥和科技冬奥，欧悦冰& amp斯诺投资管理(北京)有限公司、天津大学等8家单位联合研发、设计、建造了具有自主知识产权的二氧化碳跨临界直冷制冰机组，并在首都体育馆冰场进行了应用示范。

天华科技日报记者了解到，这一方案是从二氧化碳制冰系统的压缩、冷却、节流、蒸发四个过程进行节能设计的。比如采用两级压缩使源能耗“事半功倍”，采用全显热回收回收制冷热。

“制冰机从关键部件到整机一体化都在中国设计、加工、组装和运营。特别是水冷空冷器在国际上首次应用，有效解决了首体冷却回路长的工程难题，方案系统综合节能超过50%。”田华说。

冬奥会期间，日本著名花样滑冰运动员羽生结弦称赞说：“在这里，我可以滑得很轻松，跳得很高。我太喜欢这个场地的冰了。”

“一位法国滑冰爱好者体验了我们的制冰机，觉得太神奇了。”刘杰笑着说。

值得一提的是，整个冬奥会期间，首都体育馆的冰场需要更换30次，以满足花样滑冰和短道速滑的不同需求，有时中间只有3个小时。

但是这并没有影响到它背后的制冰系统。

“项目组充分利用二氧化碳均匀的制冰温度，结合精确的控制系统和线性冷却策略，实现了2小时内快速高效的冰转换，远小于国际奥委会3小时冰转换的要求。”田华说。