神奇的二氧化碳制冰技术
叶雨婷
①北京冬奥会开赛以来，国家速滑馆“冰丝带”四天六刷奥运会纪录。场馆中1.2万平方米的超大冰面被誉为“冬奥历史上最快的一块冰”。从开始建设到正式比赛，这块冰一直是外界瞩目的焦点。在百年冬奥历史上，它首次使用了二氧化碳作为制冷剂。
②传统的制冰技术使用氨或氟利昂。氨具有一定的爆炸和毒性危险，安全性难以控制，氟利昂则是臭氧层空洞和地球温暖化的元凶，这两种物质都无法与天然的二氧化碳比肩。另外，应用传统制冰技术，冰面不同区域的温差较大，会导致冰面软硬不均，影响参赛选手成绩。而二氧化碳制冰技术能将“冰丝带”的冰面温差控制在0.5℃之内，硬度均匀，任运动员驰骋其上。
③二氧化碳制冰技术的核心原理是二氧化碳热力学循环。通过液态二氧化碳吸热制冰，再将吸收热量的二氧化碳提升到高温高压状态下冷凝释放能量。释放出的能量也不会被浪费，用于冰面下地基防冻、冰面平整和场馆供暖，梯级利用，一举多得。
④为“冰丝带”制冰还面临着许多难题，比如巨大的冰面就相当于一个巨大的二氧化碳蒸发器，如何制作设计如此庞大的制冰系统是一个难题。另外冰面大了以后，如何保证硬度的均匀，达到运动员进行比赛的标准也是一个难题。为此，整个冬奥团队设计了超大型的二氧化碳蒸发器，并优化了二氧化碳跨临界循环系统，通过参数控制、动态调整等方式进行优化调控，成功解决了这些难题。
⑤相较于其他举办冬奥会的城市，北京冬季温度高，降雪偏少，造雪技术的运用对赛会成功举办至关重要。特别是到了冬残奥会举办的3月北京的平均气温可以达到8℃，而目前国内外造雪机普遍工作温度是零摄氏度以下，造雪极限温度不能超过2℃。这为北京冬奥会、冬残奥会出了又一个难题。
⑥目前国际上虽然已经有零摄氏度以上人工造雪技术的应用，但往往是先制冰，再将冰碾碎，索契和平昌举办冬奥会时采用的便是这种方法。这种“雪”硬度很大，会让高山滑雪运动员的膝盖承受较大压力，影响成绩。冬奥团队将二氧化碳制冰技术运用在人工造雪领域，成功实现在0℃-15℃甚至20℃- 25℃的人工造雪，直接造出与天然雪最接近的人工雪，这为保护高山滑雪运动员身体健康，取得好成绩，提供了有力保障。二氧化碳零摄氏度以上人工造雪技术，也使在春风暖阳中跃然雪上不再是梦。
⑦在后冬奥时代，二氧化碳制冰技术将飞入寻常百姓家，在生产生活的更多领域焕发光彩、发挥出更大的作用。带给我们无限惊喜。
(根据作者发表于《中国青年报》)的文章改写)
