为北京冬奥制冰造雪，这项前沿技术功不可没

奋进的中国再度点燃激情与梦想的圣火，世界翘首以待的北京冬奥会将于2022年2月4日开幕。

“水立方”变身“冰立方”、“百米级、分钟级”精准气象预报、国家速滑馆世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面、5G信号覆盖所有场馆、8K比赛画面实时传输……科技冬奥是北京2022年冬奥会和冬残奥会的主要特色，是体现我国综合国力的舞台，更是实现高水平科技自立自强的舞台。

中国科协网开设“科技奥运的背后故事”专题，挖掘冬奥高科技的幕后故事、幕后英雄，展现中国科协所属全国学会及广大科技工作者在“科技冬奥”中的拼搏、奉献、创新、超越，记录科技工作者助力北京冬奥冰雪史诗的感人故事。

北京2022年冬奥会期间，国家速滑馆“冰丝带”将承办速度滑冰比赛，14块金牌将在这里产生。举办这样顶级的赛事，冰面上若有一丝一毫瑕疵，都可能会对运动员的发挥产生影响。这就要求每一寸冰面光洁平整、温度均衡。

而要做到这点，背后的制冰系统是非常关键的要素。 “科技冬奥”重点专项“国家速滑馆智慧场馆建设和应用关键技术研究与示范应用”项目，为解决这一难题贡献了“中国方案”。经过联合攻关，圆满完成北京冬奥场馆的多功能超大冰面亚临界、跨临界多工况并行二氧化碳直接蒸发制冰集中式制冷系统，亚临界、跨临界多工况并行二氧化碳集中式制冷中压回油系统。

“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。”中国制冷学会高级会员、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介绍，国家速滑馆“冰丝带”采用了自然冷媒二氧化碳作为制冷剂，其环保性和安全性都是最好的。

经研究发现，二氧化碳制冷剂的ODP(破坏臭氧层潜能值)为0，GWP(全球变暖潜能值)为1，无异味、不可燃、不助燃，是可持续性最好的冷媒之一；且与传统制冷系统相比，能效提升20%以上。

马进表示，北京赛区共有15块冰面，其中7块采用了清洁、低碳的二氧化碳跨临界直冷制冰技术。

取得这样的成功，离不开团队的协作。“我们设计院集合了中粮工科冰雪团队20余位设计师，以及全院的技术力量和各专业总工团队的全程参与。”中粮工科华商国际工程有限公司工业设计研究院院长、中国制冷协会理事王斌说，“冬奥项目的成功实施，是依靠团队的力量而非个人的力量，体现了伟大的新时代冬奥精神。”

在国家高山滑雪中心，如今可以坐着索道上去。“但建设初期施工条件特别差，当时现场是无路、无水、无电、无通信的‘四无’山区，情况极为复杂，刚开始没有条件进行机械作业，只能靠骡马等原始的方式进行物料运输。”回顾往昔，王斌不禁感触良多。

詹前忠是中粮工科团队一位临近退休的结构总工程师。建设初期，詹前忠去零下十几摄氏度的山上查勘现场、解决技术问题，都是自己背着干粮，在寒风中吃饭、工作。

“他经常在野外工作一整天，非常辛苦，也令人敬佩。”王斌说，在冬奥项目中遇到的这些困难，大家都已经习以为常了。

张伟是团队里的一位电气总工程师，全程参与了国家雪车雪橇中心的制冰自控系统设计和调试。有一次，张伟刚做完心脏支架手术后没多久，就赶上了制冰系统的自控调试。而这时刚好是寒冷的一月，张伟顾不上身体完全康复就赶赴一线，在延庆的项目现场户外指导调试。

团队里的暖通总工程师陈锦远、建筑总工程师李英，从冰雪团队刚成立就作为指导专家全过程参与了工作。

“老一辈专家无论是在技术经验，还是对工作的态度上，都给了年轻的设计师很大的支持和激励，这也是我们这个团队不惧挑战、攻坚克难的动力和底气所在。”王斌说，正是这样的传承，让这支冰雪团队实现了从小到大、从弱到强的发展。

在中粮工科冰雪团队副总监、国家雪车雪橇中心制冰系统设计负责人李坤看来，从设计前期到最后的保障工作，是一个有始有终的过程，“很期待也很兴奋”。