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2022-02-25

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????????時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間2022北京冬奧會(huì)已經(jīng)順利閉幕，回顧本屆盛會(huì)，我國(guó)取得了九金四銀兩銅的歷史最佳成績(jī)，同時(shí)在此次奧運(yùn)會(huì)上還有多項(xiàng)奧運(yùn)紀(jì)錄和世界紀(jì)錄被刷新，其中少不了運(yùn)動(dòng)員們“四年磨一劍”的刻苦訓(xùn)練，更不能忽略我們的賽會(huì)保障工作。

????????此次冬奧會(huì)秉承08年夏奧會(huì)綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)的重要理念，采用了許多“黑科技”，其中就包括了CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)。新建的冰上競(jìng)賽場(chǎng)館國(guó)家速滑館，更是全球首個(gè)采用此技術(shù)冬奧場(chǎng)館，見(jiàn)證了8項(xiàng)奧運(yùn)紀(jì)錄和1項(xiàng)世界紀(jì)錄的誕生。

一、什么是CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)？

????????CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)采用CO?為制冷劑。

????????制冷劑是一種既容易液化又容易汽化的物質(zhì)，直冷制冰是指直接利用制冷劑汽化時(shí)產(chǎn)生的冷量與水進(jìn)行冷熱交換，逐步把水凍成冰塊。

????????所以CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)的整個(gè)過(guò)程就是先將氣態(tài)CO?通過(guò)改變溫度與壓強(qiáng)條件將其變?yōu)橐簯B(tài)，再利用汽化吸熱完成制冰的過(guò)程。

二．新制冰技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪？

1.節(jié)能環(huán)保，低碳減排

????????傳統(tǒng)制冰采用化學(xué)劑間接制冰，我們熟知的氟利昂就是化學(xué)制冷劑。

????????間接制冰即載冷劑制冷的方式，是指載冷劑將直接蒸發(fā)冷卻得到的冷量傳遞給水以完成降溫的過(guò)程。

????????傳統(tǒng)制冰技術(shù)的載冷劑不易控制溫度，容易導(dǎo)致冰面溫度不均勻，因此需要消耗大量能量來(lái)調(diào)節(jié)冰面溫度，耗能巨大。而且作為制冷劑的氟利昂還會(huì)破壞臭氧層，并不環(huán)保。

????????CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)可將自然界中采集到的CO?直接和水進(jìn)行熱交換，使得整個(gè)制冰系統(tǒng)換熱效率更高，相比傳統(tǒng)制冰系統(tǒng)，它每年可以節(jié)約用電近200萬(wàn)度，相當(dāng)于北京6000個(gè)家庭一個(gè)月的用電量。

????????CO?還是一種低碳環(huán)保的制冷劑，雖然它也是溫室氣體，但它的溫室效應(yīng)遠(yuǎn)低于其他人工合成制冷劑，在制冷的過(guò)程中，只是在利用CO?并非產(chǎn)生新的CO?，所以作為制冷劑的它是相當(dāng)?shù)吞辑h(huán)保的。

2.冰面溫度高度均衡

????????經(jīng)理論分析，CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)有把握實(shí)現(xiàn)冰表面溫差不超過(guò)0.5攝氏度，制冷均勻，不會(huì)出現(xiàn)各部位溫度不同的情況。

????????不同位置的冰溫可以體現(xiàn)在冰的硬度上，如果溫度不均勻，有的地方軟滑冰速度就慢，有的地方硬可能蹬不住冰，所以冰溫均勻能保證運(yùn)動(dòng)員滑到不同位置的感覺(jué)全是一樣的。特別是在以0.001秒計(jì)時(shí)的高水平競(jìng)技中，這些都是關(guān)鍵性的因素，有利于運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造更好的成績(jī)，實(shí)現(xiàn)“更快的冰”的目的。

三、新技術(shù)的制冰步驟

????????1.降溫：

????????要對(duì)場(chǎng)地表面的混凝土進(jìn)行降溫直至降到零下6-8攝氏度，采用化學(xué)制冷機(jī)間接制冷的冰場(chǎng)完成這一步驟需要48小時(shí)，而采用CO?跨臨界直冷制冰技術(shù)，由于它熱交換效率高制冷能力強(qiáng)，只需要8小時(shí)就能完成。

????????2.制冰：

????????對(duì)場(chǎng)地表面降溫完成后就可以開(kāi)始制冰了，首先要制一層約0.5-1厘米厚的基礎(chǔ)冰，基礎(chǔ)冰制好后接下來(lái)噴白色冰漆連續(xù)噴四遍，直到冰面看上去潔白無(wú)瑕，白漆噴好后再制一層5毫米厚的冰面，并在冰面上進(jìn)行劃線和貼賽事logo的工作，最后再制2-2.5厘米的冰面將線和logo冰封起來(lái)，至此制冰工作基本完成，整個(gè)冰層厚度大約4米。

????????冰凍三尺非一日之寒。在不了解的情況下，這塊冰看起來(lái)普普通通，但它的背后采用的技術(shù)是如此的先進(jìn)。從領(lǐng)先世界的科技理念到讓它發(fā)芽成果，離不開(kāi)默默奉獻(xiàn)的工作者們，正是因?yàn)檫@樣的每一個(gè)了不起的中國(guó)人，讓北京冬奧會(huì)成為體育史上的一次盛會(huì)！

????????綠色低碳的種子已然生根發(fā)芽，最快的冰并不僅僅代表著競(jìng)技場(chǎng)上的縱橫馳騁，更象征著人與自然和諧共生、共創(chuàng)美好生態(tài)環(huán)境的愿景。

參考文獻(xiàn)：

[1]百度百科 冬奧黑科技：二氧化碳快速“造冰”技術(shù)打造“最快冰面”

[2] 百度學(xué)術(shù) 《二氧化碳低溫制冷特性與跨臨界應(yīng)用研究》--王哲、龔毅、吳學(xué)紅?

[3]圖片素材來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

撰稿人：科技協(xié)會(huì)科創(chuàng)部 唐雪欣 劉戀 劉鑫禹

責(zé)任編輯： 科技協(xié)會(huì)執(zhí)行主席? ?馬浩然

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