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科技冬奥:“冰丝带”制冷系统碳排放趋近于零 冰面温差在0.5度以内

  2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆国家速滑馆,又称“冰丝带”,是本届赛事唯一新建冰上竞赛场馆。

科技冬奥:“冰丝带”制冷系统碳排放趋近于零 冰面温差在0.5度以内

  国家速滑馆内景。新华社记者 鞠焕宗 摄

  冰面是场馆运行的关键设施。2019年,中粮工科北京院接到为国家速滑馆制冰任务后,在进行大量调研工作后认为,主流制冷剂氟利昂对环境破坏极大,制冷行业势必要面临一场绿色改革,决定采用二氧化碳跨临界制冷技术铺设冰面。不过,这一技术绿色环保,但尚未在冰雪比赛中广泛使用。

  国家速滑馆制冰系统设计负责人、中粮工科华商国际工程有限公司副总工程师马进表示,纯二氧化碳是在保证绝对安全的前提下,是最环保、最绿色的。国际上做二氧化碳跨临界直冷技术标准冰场有30*60,1800平米的冰场。但像一万多平米这样“超大的”,没有采用这种系统。这个方案世界没有先例。甚至国际同行质疑中国人搞不成,实现不了。

  但经过科研团队的不懈努力,2021年1月,在经专业测试之后,终于成功,实现了近零排放。当月,国家速滑馆顺利完成首次制冰,次月,国家速滑馆成功举办了“相约北京”冰上测试活动的速度滑冰比赛,“冰丝带”的冰接受了实战考验,冰面温差可控制在0.5度以内,有利于运动员创造好成绩,同时二氧化碳跨临界直冷制冰技术的绿色属性也在实践中得到了证明。这一科技创新成果,为我国以及国际冰雪产业的绿色低碳可持续发展发挥了引领和示范作用。

  马进介绍,这一技术可体现为三大亮点:

  一是高效环保。二氧化碳跨临界直冷制冰技术是当前冬季运动场馆最先进、最环保、最高效的制冰技术之一。据马进介绍,“冰丝带”采用了环保性和安全性最佳的自然冷媒——二氧化碳制冷剂,其ODP(破坏臭氧层潜能值)为0,GWP(全球变暖潜能值)为1,并且无异味、不可燃、不助燃,是可持续性最好的冷媒之一。与传统制冷系统比,能效提升20%以上。

  二是智慧节能。通过场馆的智能能源管理系统,还能够把制冰过程产生的废热用于除湿、冰面维护、场馆生活热水等。全冰面模式下每年仅制冷部分就能节省200多万度电(粗略的估算就是家里的电冰箱能用上8000多年),相当于约120万棵树实现的碳减排量,整个制冷系统的碳排放趋近于零,这一显著的节能环保效果,对于国际冰雪产业发展具有较强的示范引领作用。

  三是制造了滑起来最快的冰。很多速滑比赛的记录都是在高海拔地区创造的,因为高海拔地区空气稀薄阻力小,但北京海拔不高。

  “那我们就追求另一点。”马进表示,团队的设计思路是,控制温差是关键,这将决定冰面的平整度和硬度尽可能的均匀。经过努力,冰面温差最终控制在0.5度以内,低于奥组委提出的1.5度的标准。



标签: 冰丝带制冷系统  

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