國家速滑館四天見證六次奧運(yùn)會紀(jì)錄刷新 “最快的冰”如何打造,?
長沙晚報2月9日北京訊(特派全媒體記者
趙紫名)“破紀(jì)錄”絕對是北京冬奧會速度滑冰項目的關(guān)鍵詞,。截至2月9日,,北京冬奧會速度滑冰項目進(jìn)行了4個小項的爭奪,冠軍成績?nèi)克⑿聤W運(yùn)會紀(jì)錄(其中兩項先后兩次刷新),。
能有這樣的佳績,,一方面體現(xiàn)了運(yùn)動員不斷超越極限、追求卓越的努力,,另一方面也說明比賽場地國家速滑館“冰絲帶”的冰面無愧是“最快的冰”,。9日,記者采訪到了北京大學(xué)工學(xué)院教授張信榮,,作為國家速滑館二氧化碳跨臨界制冷系統(tǒng)的專家,,他解釋了如何打造“最快的冰”。
冰面溫差最終控制在0.5℃
制冰傳統(tǒng)的方式是用氟利昂作為制冷劑,,但國家速滑館是世界上首個使用天然工質(zhì)二氧化碳制冷技術(shù)替代傳統(tǒng)制冷劑氟利昂來制造冰面,。在兩三厘米厚的冰面下,其實(shí)埋了十余層不同結(jié)構(gòu),,防潮層,、防凍層、滲透層……其中有一層,,是密布的制冰管,,里面流動著液態(tài)二氧化碳。
通過液態(tài)二氧化碳蒸發(fā)吸熱,,來讓水凍成冰,,這里面有個關(guān)鍵詞是“直冷”,。張信榮解釋稱:“這次冬奧會是1.2萬平方米的超大型冰面,面積越大,,越難保證冰面溫度的均勻性,。如果用過去使用防凍液間接制冷的話,防凍液本身鋪開后各個區(qū)域溫度不同,,會導(dǎo)致冰面硬度不均勻,。”
而“直冷”的意思是不使用防凍液,、直接用二氧化碳蒸發(fā)吸熱去制冰,。這個過程中溫度是不變的,因此做出來的冰非常均勻,。冰面的硬度和均勻度直接影響選手們的成績,,“冰軟會滑得慢一點(diǎn),冰硬會滑得快,。如果有些地方硬,、有些地方軟,就會影響滑冰的速度,?!?/p>
經(jīng)過研究與設(shè)計團(tuán)隊的努力,國家速滑館“冰絲帶”這塊通過二氧化碳制冷制造的冰面溫差最終控制在0.5℃,,低于奧組委提出的1.5℃標(biāo)準(zhǔn),,硬度均勻。去年9月份舉行的國際測試賽上,,6名運(yùn)動員中,,有5位在這塊冰面上創(chuàng)造了個人最好成績??梢哉f,,這一次中國是“打造了冬奧歷史上最快的一塊冰”。
“跨臨界”實(shí)現(xiàn)能量再回收
張信榮介紹,,這項技術(shù)中的另一個關(guān)鍵詞是“跨臨界”,,“過去利用氟利昂制冷,吸收了很多能量,,但它吸收的能量最終都散到環(huán)境里去了,浪費(fèi)掉了,。而二氧化碳進(jìn)到跨臨界狀態(tài)時,,具有攜帶能量的特性,這樣就可以把制冰過程中吸收和釋放的能量都回收利用,?!?/p>
傳統(tǒng)場館的熱水、供暖、除濕,、預(yù)熱,、防凍等都是需要燒鍋爐的,而這屆冬奧會中國家速滑館完全不需要燒鍋爐,,冰面下地基防凍,、冰面平整和場館供暖等,完全靠二氧化碳制冰時吸收的能量再回收實(shí)現(xiàn)的,。
“二氧化碳就是個搬運(yùn)能量的載體,,用二氧化碳把需要制冷區(qū)域的能量攜帶到需要制熱區(qū)域,這樣兩個區(qū)域的制冷,、制熱就同時實(shí)現(xiàn)了,,非常的節(jié)能環(huán)保?!?/p>
“這項技術(shù)已經(jīng)在國家速滑館得到了成功的應(yīng)用,,而它的意義不僅在于此,如何把二氧化碳這樣的溫室氣體變廢為寶,,其實(shí)是一個很大的課題,,通過冬奧會的成功實(shí)踐,也將為未來在更多領(lǐng)域的應(yīng)用打下基礎(chǔ),。這不僅僅是一塊冰的問題,,還關(guān)系到國家的綜合國力和國際競爭力以及未來雙碳目標(biāo)的達(dá)成?!睆埿艠s說,。
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