光明日報(bào)記者 劉茜 陳建強(qiáng)

　　在首都體育館進(jìn)行的北京冬奧會(huì)短道速滑混合團(tuán)體2000米接力決賽中，中國隊(duì)勇奪首金。而遠(yuǎn)在天津大學(xué)，馬一太、田華教授團(tuán)隊(duì)通過校企合作，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(yīng)用在首都體育館的冰場上，他們努力為各國運(yùn)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(xùn)練后表示：“冰面平滑，跳躍好、旋轉(zhuǎn)也好，絲毫沒感到有什么障礙?！?/p>

　　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(yàn)看，冰場制冰機(jī)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(yán)重的溫室效應(yīng)問題，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(jī)技術(shù)被認(rèn)為是一種綠色低碳、高效節(jié)能的方案。此次以綠色冬奧、科技冬奧為契機(jī)，通過產(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(shè)計(jì)和建造了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二氧化碳跨臨界直冷制冰機(jī)組，在首都體育館冰場進(jìn)行示范應(yīng)用。

　　新方案的二氧化碳制冰系統(tǒng)分為壓縮、冷卻、節(jié)流和蒸發(fā)4個(gè)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)。該方案制冰機(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是國際上首次應(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%，冰面溫差控制在0.3～0.4℃以內(nèi)，無論是綜合能效還是冰面溫差均達(dá)到國際先進(jìn)水平，從而為運(yùn)動(dòng)員提供一個(gè)軟硬度均勻穩(wěn)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(xiàng)目對冰面的冰層厚度和冰面溫度有不同的嚴(yán)格要求，需要根據(jù)賽程進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。項(xiàng)目組也充分利用了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)的快速、高效冰面轉(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。

　　另悉，天津大學(xué)是國內(nèi)最早開展二氧化碳跨臨界制冷熱泵技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì)之一。設(shè)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(jì)劃科技冬奧專項(xiàng)“制冰機(jī)研發(fā)及應(yīng)用示范”項(xiàng)目的核心成果。