「短道速滑收官，共9個項目，7個項目破奧運紀錄，1個項目破世界紀錄……」

　北京冬奧會期間，首都體育館承辦花樣滑冰和短道速滑兩個項目的比賽。值守在製冰機房的國家重點研發計劃科技冬奧專項「製冰機研發及應用示範」項目製冰機總工程師劉楷，時刻關注著冰場上「破紀錄」的消息。

　在他看來，冰場上不斷被打破的紀錄，也是對中國「造冰」技術的肯定。「破紀錄需要天時、地利、人和嘛！」劉楷操著一口濃重的重慶口音，不無自豪地說。

　製冰機：人工冰場建設的幕後「神器」

　「冬奧會冰場，製冰過程可不像普通人想像的那樣，直接把水澆上去就完了。」 劉楷笑著說。

　他解釋說，製冰有好多步驟：先澆底冰，再噴冰漆，然後覆蓋冰漆，再劃線，還要噴LOGO等等。一般噴一層水，只能澆出0.5毫米厚的冰。就這樣，一層又一層，澆制出一塊冰場。

　不同比賽項目，對冰場也有不同要求。以冰溫來說，花樣滑冰一般要求冰面溫度-3.5度，這樣冰面比較軟，運動員在空中旋轉三周或四周後，落冰的衝擊力不至於太大。短道速滑一般要求冰面溫度-6.7度到-7度，冰面相對硬一些。太軟，不利於冰刀抓地；太硬，冰面又比較脆。

　整個製冰過程中，澆冰師在冰場發出各種指令，製冰系統則是幕後「神器」，負責滿足種種嚴苛要求。

　「優質的冰面有助於運動員取得更好成績，而獲得優質冰面除了製冰師高超技藝外，製冰系統所決定的冰面溫差均勻性和軟硬度均勻性則是關鍵性基礎。」科技冬奧專項「製冰機研發及應用示範」項目負責人、天津大學機械工程學院田華教授如此總結。

　可以說，製冰機是人工冰場建設的關鍵。

　冬奧史上「最環保」 系統綜合節能超50%

　本屆冬奧會的製冰系統，被媒體稱為冬奧史上「最環保」。

　「從歷屆冬奧會冰場製冰機來看，主要採用氟利昂等人工合成製冷劑技術或者氨製冷技術，前者存在嚴重的溫室效應問題，後者又存在安全隱患。」田華說。

　以二氧化碳為製冷劑的「二氧化碳跨臨界直冷製冰技術」，被認為是一種綠色低碳、高效節能的方案，但其技術一直掌握在歐美等國家企業手中。

　為助力綠色冬奧、科技冬奧，歐悅冰雪投資管理（北京）有限公司、天津大學等8家單位通過產學研協同攻關，聯合研發、設計和建造了具有自主知識產權的二氧化碳跨臨界直冷製冰機組，在首都體育館冰場進行示範應用。

　田華告訴科技日報記者，這套方案從二氧化碳製冰系統壓縮、冷卻、節流和蒸發四個過程進行節能設計。例如，採用雙級壓縮讓源頭耗能實現「事半功倍」，採用全顯熱回收對冷卻熱量進行回收。

　「製冰機從關鍵部件到整機集成，均實現國內設計、加工、組裝和運行，尤其是水冷式氣冷器是國際上首次應用，有效解決了首體冷卻迴路長的工程問題，方案的系統綜合節能超過50%。」田華說。

　冰面溫差0.3度冰面轉換僅需2小時

　冬奧會期間，日本花樣滑冰名將羽生結弦點讚說：「我在這裏可以滑得非常輕鬆，跳得非常高，我太喜歡這個場館的冰面了。」

　這可離不開「中國造」製冰機的加持。

　「我們的製冰系統可以更好地控制冰面的溫差。」 劉楷告訴科技日報記者，系統可以實現在1800平方米的冰場上，實際冰面溫差只有0.3度，最佳時可達0.1度，冰面溫度非常均勻。

　劉楷說，之前的冬奧會冰場對冰溫沒有如此精細化的控制，而這次北京冬奧會上，澆冰師需要什麼樣的冰溫，製冰系統就可以精準提供什麼樣的冰溫。

　「一位法國澆冰師體驗了我們的製冰機之後，認為它很神奇。」劉楷笑著說。

　值得一提的是，由於承辦兩種賽事，整個冬奧會期間，首都體育館的冰場需要進行30次轉換，以滿足花樣滑冰和短道速滑兩種比賽項目的不同需求，有時中間只有3個小時的轉換時間。

　但這並沒有難倒背後的製冰系統。

　「項目組充分利用二氧化碳製冰溫度均勻的特點，結合精準控制系統和線性降溫策略，實現2小時內完成快速、高效的冰面轉換，遠遠小於國際奧委會3小時冰面轉換的要求。」田華說。