跨临界制冷,这片冰青岛造 冰面温差比国际标准还高两倍,制冷效能提升每年可节电200万度

经过紧张的调试,场馆已完全移交奥组委管理。资料图片半岛全媒体记者毛梓权

速滑,以0.001秒计时的高水平竞技,是冬奥会的焦点项目。而国家速滑馆是北京冬奥会唯一新建冰上竞赛场馆,由22条丝带状曲面玻璃幕墙环绕而成,又称“冰丝带”。它与“鸟巢”“水立方”一起,组成北京“双奥之城”的标志性建筑群。

“双奥总工”李久林介绍,国家速滑馆冰面面积约1.2万平方米,是目前亚洲最大冰面。其制冷方式,比传统方式效能提升20%以上,而且制冷均匀,不会出现各部位温度不同、冰面硬度不一的情况,每年可节电200万度。为揭秘这个采用先进技术的冬奥场馆,记者近日专程来到位于西海岸新区的青岛海尔开利冷冻设备有限公司探秘。

冰面温差比国际标准高两倍

据介绍,跨临界二氧化碳制冰技术是在冬奥会上首次应用。海尔开利全程参与了国家速滑馆制冰系统方案深化设计,系统安装调试以及首次制冰活动。

“虽然二氧化碳在自然界中更稳定,制冰技术更加环保,但是现在国内由于技术和开发成本,复叠机组居多。”青岛海尔开利冷冻设备有限公司工程及开发总监姜典举告诉记者,“按照国际滑联的要求,赛场整个冰面的温度偏差不能超过1.5℃,且冰面必须平整。单就从这个要求来说,是很严格的。对制冰主机的控制、智能制冷,制冰剂的传输、换热等集成要求非常高。选择合适的制冰方式成为问题的关键。经过多轮技术磋商和专家研究,国家速滑馆最终选择二氧化碳作为制冷剂并采用跨临界制冷方式,而我们更实现了冰面温差不超过0.5℃。”整个冬奥速度滑冰场馆的建设是一个联合体,海尔开利负责提供核心设备——二氧化碳制冰的主机包括调试。“要达到这个水准,首先要对二氧化碳三种形态的变化掌握得非常准。再就是阀件的设计和压缩机的应用,以及末端控制系统完美融合。单就这个技术来说,十多年的设备改进和技术升级已经让海尔开利做到了行业领航水准。”

首次制冰用了约20天

据海尔开利现场统筹王小林透露,按照奥组委的要求,竞赛场馆在移交给奥组委之前要经过一段试运行期以检验这个场馆所有的设施达到奥运会比赛的要求。“冰丝带”经过了2021年4月的“相约北京”冰上项目测试活动,以及2021年10月的“相约北京”速度滑冰中国公开赛的两次“考验”。这一年“两考”并没有出现对机组的运行机制变更、设计调整和设备改动等大范围修正需求。现在整个场馆已经完全移交本届冬奥会组委会来管理。

在首次制冰前的调试过程中,王小林遇到了抽真空的挑战。整个冰面系统规模非常大,盘管有120千米长。加之这个是国内首个大型跨临界二氧化碳系统,完全没有抽真空案例参考。最终,经过设计院、施工方和专家团队的多次商讨,制冰团队采取了分段抽真空的方法。他们把一个大的系统,切分成各个小的系统、小单元,分批分次抽；完成后再将小系统小单元整合成一个大的系统。在没有先例和经验的情况之下,只用了约20天就完成了首次制冰任务。

而现在王小林又一次来到了“冰丝带”,他将留在北京,直到冬奥会结束。2022年1月,冬奥制冰工作完成后,开始向各国运动员开放适应性训练。而王小林也来到“冰丝带”的制冰机房集控室开始制冰的工作。除了现场统筹外,他还要为投入冬奥赛时保障的公司技术团队制定24小时值守排班表,力争高质量、高效率、高水平地完成冬奥期间制冰系统的保障工作。

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