冬奧會(huì)即有機(jī)會(huì)，也有責(zé)任，更有挑戰(zhàn)。

冰雪運(yùn)動(dòng)是冬奧會(huì)的主題。制冰、造雪的質(zhì)量是首要保證。無論是冰球館、冰壺館、速滑館、花滑館，還有大道館，最重要的是要有優(yōu)秀的冰。

全場(chǎng)冰溫一致、達(dá)到比賽冰溫就是最優(yōu)秀的冰！

沒有軟硬不一的冰面，運(yùn)動(dòng)員就會(huì)有安全和舒適感，所有技術(shù)動(dòng)作和比賽過程就會(huì)舒展流暢，沒有一秒猶豫和絲毫阻礙，一定會(huì)創(chuàng)造佳績(jī)，提高競(jìng)技水平；其次凍冰速度快，上半場(chǎng)和下半場(chǎng)冰質(zhì)沒有任何變化，充分體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在公平公正的競(jìng)賽條件下賽出好成績(jī)；絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)平昌冬奧會(huì)同一片冰，速滑運(yùn)動(dòng)員優(yōu)異成績(jī)破紀(jì)錄；花滑運(yùn)動(dòng)員不停摔倒影響比賽成績(jī)的痛心事故。

據(jù)技術(shù)人員介紹，看所有滑冰場(chǎng)的質(zhì)量，要按比賽標(biāo)準(zhǔn)的冰溫，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)冰溫均勻一致、快速凍冰和短時(shí)調(diào)整冰溫，是衡量滑冰場(chǎng)質(zhì)量的最基本和最重要的條件。而直接蒸發(fā)式制冷技術(shù)的一個(gè)重要的物理特性，就是一個(gè)壓力對(duì)正一個(gè)溫度，是其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。所以，直接蒸發(fā)式滑冰場(chǎng)不可能出現(xiàn)2°至5°的冰面溫差。這一技術(shù)突破，將給冬奧會(huì)舉辦比賽和訓(xùn)練的滑冰場(chǎng)創(chuàng)造出無溫差的好冰場(chǎng)，助理運(yùn)動(dòng)員取得好成績(jī)。

“冰冷”的故事

直接蒸發(fā)式制冷技術(shù)是直接將制冷劑打入場(chǎng)地制冷管道內(nèi)，制冷劑經(jīng)相變（油液體變氣體），遇熱蒸發(fā)制冷，非常節(jié)能。節(jié)能就是環(huán)保！

而間接蒸發(fā)式制冷技術(shù)是把載冷劑打入場(chǎng)地管道內(nèi)，載冷劑沒有相變過程，自身遇熱升溫，在場(chǎng)地管道中邊走邊升溫，所以場(chǎng)地進(jìn)口和出口載冷劑的溫度至少相差5度，升溫的載冷劑要不?；氐浇粨Q罐去降溫。然后，再由至少四臺(tái)水泵不停地工作把載冷劑打回到場(chǎng)地管道，故很耗電。耗電就是不環(huán)保！

既然直接蒸發(fā)式制冷技術(shù)節(jié)能、制冷效果好；冰箱、空調(diào)、汽車、醫(yī)療、冷鏈運(yùn)輸所有小制冷系統(tǒng)也全部采用直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)，而大型滑冰館寧愿忍受高能耗冰質(zhì)差，卻還是多數(shù)采用間接蒸發(fā)式制冰技術(shù)呢？

這里有關(guān)乎制冷劑使用技術(shù)的故事。

直接蒸發(fā)式制冷技術(shù)相對(duì)于間接蒸發(fā)式制冷技術(shù)，有兩個(gè)世界性難題：“回油難”和“不漏難”。解決這兩個(gè)難題不僅要懂制冷，還要會(huì)機(jī)械，也要熟知制冷劑物化屬性，更要有擔(dān)當(dāng)、有手藝。

“回油難”是指在18000米制冷管道中冷凍油比制冷劑比重輕且融合度極高的系統(tǒng)內(nèi)，冷凍油能否順利回收循環(huán)工作。

“不漏難”是指主機(jī)和18000米制冷管道無縫冷凍鋼管所有接口和閥門均做到制冷劑和冷凍油不泄露。

60年代首都體育館中國(guó)第一片冰，就是直冷，使用的制冷劑是“氨”；環(huán)保節(jié)能，冰質(zhì)優(yōu)異；冷凍油比制冷劑“氨”的比重大，沉在管道底層，回油容易，在八十年代之前被廣泛使用。但是，由于氨在空氣中達(dá)到16%就會(huì)發(fā)生爆炸，達(dá)到11%～13%時(shí)即可點(diǎn)燃，含量達(dá)到0.5%～0.6%時(shí)，人在其中停留半個(gè)小時(shí)即可中毒。因此，80年代初期，在中國(guó)所有體育場(chǎng)館內(nèi)的氨制冷劑滑冰場(chǎng)被明令禁止。

而取代“氨”的制冷劑是R22。

但是，“回油難”的問題一時(shí)難以得到解決。隨之，技術(shù)簡(jiǎn)單且高能耗的間接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。間冷式滑冰場(chǎng)的出現(xiàn)確實(shí)規(guī)避了氨爆炸、燃燒、有毒的危險(xiǎn)，但從此也讓滑冰場(chǎng)背上沉重的高能耗的包袱；這也是制約冰上運(yùn)動(dòng)發(fā)展的最大瓶頸。

之后，不僅高能耗，再也難見冰溫一致的好冰了。

當(dāng)R22直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)逐步成熟時(shí)，1987年蒙特利爾議定書的頒布使得許多發(fā)達(dá)國(guó)家R22又被禁用。中國(guó)也承諾提前達(dá)標(biāo)禁用R22。2022冬奧會(huì)申辦成功，綠色環(huán)保冬奧會(huì)，沒有商量拒絕R22的使用。

隨之，環(huán)保制冷劑“R134a”被發(fā)明出來，因其環(huán)保、安全、性能穩(wěn)定，目前已被廣泛用于多種小型直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，如空調(diào)、冰箱、汽車、醫(yī)療、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。其ODP值為0，不破壞臭氧層。GWP值（全球變暖潛能值）僅為1320，是符合被允許使用GWP值在1500以下的環(huán)保制冷劑。然而，因?yàn)椤盎赜碗y”和“不漏難”，難住了在18000米長(zhǎng)的制冷系統(tǒng)中，R134a直接蒸發(fā)式制冷技術(shù)的應(yīng)用。

在小型制冷循環(huán)系統(tǒng)（如冰箱、空調(diào)）里靠壓縮機(jī)吸口的壓力就能將油及時(shí)回收，但在大型制冷循環(huán)系統(tǒng)里，特別是長(zhǎng)18000米的滑冰館管道中，R134a的油汽混合物將無處不在，冷凍油不斷地滯留在管道內(nèi)終將會(huì)造成壓縮機(jī)失油。解決“回油難“的問題，是R134a直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)的核心。

世界制冷界的工匠們，始終在苦苦尋覓著如何能讓滑冰場(chǎng)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、高度環(huán)保并安全的解決方案。面對(duì)直冷式滑冰場(chǎng)制冰技術(shù)的“回油難”和“不漏難”的兩大世界性難題面前，許許多多做滑冰場(chǎng)的企業(yè)都經(jīng)歷過技術(shù)研發(fā)階段的磨難。有些做滑冰場(chǎng)的企業(yè)在過去的幾十年里，經(jīng)歷了一次次地失敗，最終都沒有做成一個(gè)成功的直冷式滑冰場(chǎng)。最后，只有在高額的研發(fā)成本和時(shí)間成本面前望而卻步。

技術(shù)的發(fā)展永遠(yuǎn)是向前的，對(duì)于R134a直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)什么時(shí)候才能應(yīng)用于大型滑冰場(chǎng)，世界在等待一個(gè)創(chuàng)新的出現(xiàn)。

逡巡全球找尋的目光，最后定格在中國(guó)。

北京以北，順義。

有“熱度”的創(chuàng)新技術(shù)

2016年，在離城區(qū)幾公里的北京順義城南體育中心，一座建筑新近落成，從外觀看一副標(biāo)準(zhǔn)體育館的模樣，不驚艷也不時(shí)尚，但在平凡掩映的后面，這座體育館卻是集世界領(lǐng)先水平的高效節(jié)能，高度環(huán)保的國(guó)際奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)滑冰館。

進(jìn)入滑冰館，奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)冰面熠熠生輝、潔白明亮，與雙側(cè)看臺(tái)的紅色座椅交映成輝，在場(chǎng)館內(nèi)你絲毫感覺不到寒冷，縱是場(chǎng)館外已經(jīng)是寒風(fēng)凜冽?！皥?chǎng)館室溫經(jīng)年保持12度到16度的舒適溫度，而冰溫是世界標(biāo)準(zhǔn)冰球場(chǎng)零下6度，這樣的室溫和冰溫，冰質(zhì)好，滑動(dòng)速度快，運(yùn)動(dòng)員體感舒適度良好。”負(fù)責(zé)滑冰場(chǎng)施工的北京艾爾豪斯膜式技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)人介紹。

原中國(guó)冰球隊(duì)隊(duì)員潘志強(qiáng)教練帶領(lǐng)北京加拿大國(guó)際學(xué)校冰球隊(duì)小隊(duì)員，在新落成的北京順義城南體育中心滑冰館訓(xùn)練。潘志強(qiáng)曾感嘆，在冰溫零下6度的條件下，冰面硬度高、滑冰速度塊、冰球滑動(dòng)速度也快，隊(duì)員們很自然的就提高了跑動(dòng)速度。冰溫低、冰面光滑，冰面冰溫一致運(yùn)動(dòng)員容易提高水平，會(huì)取得好成績(jī)；隊(duì)員們也感覺舒適快樂。這是目前我看到最好冰質(zhì)的滑冰館。其次室溫高讓運(yùn)動(dòng)員打球、滑冰感覺很舒服，觀眾和家長(zhǎng)也都能長(zhǎng)久地觀看，真正享受到冰球帶來的快樂。

這里有幾個(gè)數(shù)字值得關(guān)注：在標(biāo)準(zhǔn)工況（冰面4米以上室溫24度以內(nèi)，濕度不超過40%）365天24小時(shí)制冰，均達(dá)比賽要求的冰質(zhì)及冰溫，年耗電量不超過50萬度的滑冰場(chǎng)，這是全世界最節(jié)能省電，冰質(zhì)最優(yōu)的滑冰場(chǎng)，與傳統(tǒng)間接蒸發(fā)式滑冰場(chǎng)相比至少可節(jié)能70%以上，在冬季能耗更低，每天不超過500度電。

工作人員介紹：R134a直接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)是直接將制冷劑由場(chǎng)地中心輸送到場(chǎng)地，徹底擺脫了因間接交換而造成的大量能耗損失；更無需擔(dān)心交換罐易損易壞，停機(jī)修理，影響場(chǎng)地使用的問題。并且，確保全冰場(chǎng)任何一點(diǎn)的冰溫一致。因?yàn)橹苯诱舭l(fā)式制冰系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了：在密閉的管道中，一個(gè)壓力對(duì)證一個(gè)溫度的物理特性。冰面無溫差使得運(yùn)動(dòng)員在滑冰時(shí)擁有更高的舒適性，為運(yùn)動(dòng)隊(duì)成績(jī)提高提供了技術(shù)支持。

高效節(jié)能、高度環(huán)保的R134a直接蒸發(fā)式滑冰場(chǎng)是全世界首創(chuàng)。其中最大的三個(gè)創(chuàng)新：1、解決制冷劑易泄露難題；2、解決冷凍油和R134a環(huán)保制冷劑分離回油難題；3、解決了間接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)主機(jī)占地面積大、噪音高的世界級(jí)難題?！?

??走進(jìn)滑冰場(chǎng)的機(jī)房，里面出奇的安靜，只有一個(gè)大型冰箱一般的柜機(jī)，柜機(jī)采用全封閉，無人值守，一鍵操作，就像家用的電冰箱一樣。 ?

首先，直接蒸發(fā)式滑冰場(chǎng)的管道中流動(dòng)的是環(huán)保制冷劑R134a，而不是間接蒸發(fā)式滑冰場(chǎng)的管道中流動(dòng)的價(jià)格便宜又不環(huán)保的載冷劑（乙二醇溶液或鹽水）。為了確?；鶊?chǎng)質(zhì)量使用的制冷劑全部為美國(guó)杜邦公司直接進(jìn)口制冷劑。

還有，滑冰場(chǎng)的場(chǎng)地排管均為按照北美直冷式滑冰場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)配裝的無縫鋼管，只有鋼管和混凝土的結(jié)合才是最穩(wěn)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，管道壽命長(zhǎng)。而間接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)的排管為塑料管道，其與混凝土的膨脹系數(shù)不相等，造成場(chǎng)地的壽命短。并且，直冷式滑冰場(chǎng)的制冰面積只限于冰球圍板以內(nèi)。圍板四個(gè)圓角以外的面積均不凍冰，可有效節(jié)省能耗。

再者，R134a直接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)的心臟—R134a壓縮機(jī)在加工過程中與其他壓縮機(jī)有差異，主要是由于R134a的特性對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓降非常敏感，對(duì)冷量的影響很大。壓縮機(jī)內(nèi)部的流道、內(nèi)部排氣口形狀以及配合間隙等，與其他壓縮機(jī)相比需要更昂貴的設(shè)備加工及精密的裝配工藝。

對(duì)于冷卻油難以分離的世界級(jí)難題，通過艾爾豪斯機(jī)械師團(tuán)隊(duì)多年來出色的工藝設(shè)計(jì)以及在北美的科研實(shí)驗(yàn)與不斷調(diào)整改進(jìn)的技術(shù)成果，圓滿解決了回油難的難題。

“目前世界上只有我們克服了這個(gè)難題，出訪美國(guó)受到了滑冰館業(yè)內(nèi)人士的贊許和追捧。不大的主機(jī)里集成了多項(xiàng)專利技術(shù)，就像一個(gè)聚寶箱”。?

節(jié)能、環(huán)保、安全始終是艾爾豪斯的技術(shù)核心。從滑冰場(chǎng)連續(xù)數(shù)月的運(yùn)行結(jié)果看，選擇了?R134a?直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)，就是選擇了高效節(jié)能、高度環(huán)保、智能安全、冰質(zhì)優(yōu)異的滑冰場(chǎng)。符合?2022?年冬奧會(huì)提出的可持續(xù)發(fā)展理念，低于?50?萬千瓦的年耗電量的滑冰場(chǎng)，才能真正解決制約冰上運(yùn)動(dòng)發(fā)展瓶頸問題?！?

艾爾豪斯的第二代制冰系統(tǒng)，是更加節(jié)能的制冰系統(tǒng)，總裝機(jī)功率僅為185千瓦。最大亮點(diǎn)是：可以選用更加環(huán)保的R1234yf制冷劑，在無需更換任何設(shè)備的情況下完美替代R134a。更加智能化的制冰系統(tǒng)，手機(jī)遠(yuǎn)程操控以及管理制冰系統(tǒng)，降低更多人力成本。真正實(shí)現(xiàn)制冰一體機(jī)。

2018年5月1日，美國(guó)空調(diào)、采暖和制冷工程師學(xué)會(huì)滑冰館分會(huì)前任會(huì)長(zhǎng)，Art Sutherland先生調(diào)研了順義城南體育中心直接蒸發(fā)式制冰的滑冰館。他說：在我從事溜冰場(chǎng)行業(yè)40年的工作中，我曾與許多直接和間接制冷系統(tǒng)合作過，并且對(duì)這兩種系統(tǒng)的風(fēng)格都有非常好的理解。我用這個(gè)經(jīng)驗(yàn)作為我意見的基礎(chǔ)。首先，直接制冷系統(tǒng)使用比塑料管道系統(tǒng)具有更好傳熱率的碳鋼或不銹鋼管道系統(tǒng)；傳熱速度非常快。其二，在直接制冷系統(tǒng)中，制冷劑直接送至制冰管道，無需在兩種流體之間傳熱，并保持在保持良好冰條件下所需的溫度；直接制冷系統(tǒng)的好處是在整個(gè)冰場(chǎng)區(qū)域制冷劑溫度的一致性。直接制冷系統(tǒng)的另一個(gè)好處是：取消了冷交換罐。整個(gè)滑冰行業(yè)有數(shù)百臺(tái)冷交換罐出現(xiàn)故障、多次導(dǎo)致系統(tǒng)受污染、計(jì)劃外停機(jī)和昂貴的鹽水清理。直接制冷系統(tǒng)在機(jī)房?jī)?nèi)沒有冷交換罐，一直不會(huì)出現(xiàn)維修交換罐費(fèi)時(shí)耗力和額外支出費(fèi)用。

Art Sutherland先生在他的調(diào)研報(bào)告總結(jié)道:直接R-134 A制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于比間接系統(tǒng)更高效；全場(chǎng)冰溫一致；易于控制冰面溫度；冰溫反應(yīng)靈敏；制冰管道壓力低；沒有冷交換罐。

中國(guó)北京順義城南體育中心滑冰場(chǎng)直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)的成功，是世界滑冰場(chǎng)制冰技術(shù)的進(jìn)步，也將是北京冬奧會(huì)給世界的又一個(gè)驚喜！

R134a直接蒸發(fā)式制冰技術(shù)必將促進(jìn)2022冬奧會(huì)競(jìng)技水平提高，破解后奧運(yùn)場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)難。創(chuàng)新技術(shù)讓冬奧會(huì)體育經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能綠色環(huán)保的中國(guó)制造也將大放異彩。