光明日報記者 劉茜 陳建強(qiáng)

　　在首都體育館進(jìn)行的北京冬奧會短道速滑混合團(tuán)體2000米接力決賽中，中國隊勇奪首金。而遠(yuǎn)在天津大學(xué)，馬一太、田華教授團(tuán)隊通過校企合作，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，他們努力為各國運動員建造“最美、最快的冰”。平昌冬奧會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。”

　　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。從歷屆冬奧會的經(jīng)驗看，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個過程進(jìn)行設(shè)計。該方案制冰機(jī)從關(guān)鍵部件到整機(jī)集成，均實現(xiàn)國內(nèi)設(shè)計、加工、組裝和運行，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，從而為運動員提供一個軟硬度均勻穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)冰面。

　　此外，由于花樣滑冰和短道速滑兩個項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。項目組也充分利用了二氧化碳制冰溫度均勻的特點，結(jié)合精準(zhǔn)控制系統(tǒng)和線性降溫策略，實現(xiàn)2小時內(nèi)的快速、高效冰面轉(zhuǎn)換，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國際奧委會3小時冰面轉(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)是國家重點研發(fā)計劃科技冬奧專項“制冰機(jī)研發(fā)及應(yīng)用示范”項目的核心成果。