浙江二氧化碳如何打造北京冬奧會“朂快的冰”?
時間: 2022-06-07 08:48:54來源: 上海境祥化工有限公司 閱讀次數:11509
北京冬奧會開賽以來,******速滑館“冰絲帶”里已經誕生了1個世界紀錄和6個奧運紀錄。這塊全世界朂快的“冰”下面藏著把二氧化碳變廢為寶的硬核技術。
******速滑館采用二氧化碳跨臨界直冷制冷系統(tǒng),是全球******采用二氧化碳跨臨界直接蒸發(fā)制冷的冬奧速滑場館,其采用的14立方米二氧化碳桶泵機組設計及應用為世界首例,集中式中壓回油在二氧化碳制冷系統(tǒng)上的應用為世界首例。
打造運動員腳下的這塊冰,原理和冰箱、空調制冷類似,就是通過制冷劑冷卻水,讓它結冰。以前的冬奧會,都是用氟利昂來充當制冷劑。但氟利昂卻對環(huán)境有著嚴重的破壞作用,使用一噸氟利昂就相當于排放3980余噸二氧化碳,會嚴重破壞臭氧層,加劇溫室效應。本屆北京冬奧會******采用二氧化碳跨臨界直冷制冰技術。據悉,這次用的二氧化碳都是工業(yè)排放的,以******速滑館為例,大概用了40噸到50噸?!?/span>
想象一下用溫室氣體二氧化碳來制冰,是不是感覺一頭霧水?其實,二氧化碳跨臨界直冷制冰技術是通過液態(tài)二氧化碳蒸發(fā)吸熱,來讓水凍成冰。在速滑館1.2萬平方米的冰面下,埋著十余層不同結構,其中一層就流淌著液態(tài)二氧化碳。和氟利昂相比,這種制冰技術碳排放趨近于零,能效可以提升20%以上,冰面溫差能夠控制在0.5℃以內,制成的冰不會出現冰面硬度不均勻的情況。
這些二氧化碳在細細密密的管道里,參與了整個場館的能量循環(huán)過程。當它們通過冰層下的管道時,液態(tài)的二氧化碳蒸發(fā)吸熱,把管道外的水凍成冰。北京大學工學院教授、******速滑館制冷系統(tǒng)專家張信榮介紹,二氧化碳在從液體變成氣體的過程中,溫度是不變的,這就保證了整個制冷過程冰面上幾乎沒有溫度差,制成的冰硬度更高,質量更好,這也是這塊冰之所以“快”的秘密所在?!罢麄€冰面溫差小于0.5度,國際上是要求1.5度以下,溫度決定硬度,在賽前我們也就預見到了,在這個冰上面比賽的選手會創(chuàng)造好成績?!?
二氧化碳在循環(huán)的過程中,還充當了“熱量”的“搬運工”。水凝結成冰的過程向外界釋放大量熱量,以往的制冰方式中,這些熱量都散到環(huán)境里,浪費掉了。而二氧化碳在70個大氣壓下會進入跨臨界狀態(tài),具有攜帶更多能量的特性,可以把制冰過程中吸收的熱量“運送”到需要的地方。張信榮說,場館里供暖、除濕、澆冰、預熱等都完全靠二氧化碳回收的能量,僅此一項,一年就能節(jié)電180萬度,這讓“冰絲帶”真正實現近零碳排放?!拔覀儼堰^去扔出去的能量,全部回收利用了,達到能源利用的更大化?!?
冬奧會只是一個起點,把系列化的二氧化碳產業(yè)打造好,對于2060年碳中和的高質量的實現,具有重要意義。研究人員表示,二氧化碳用好了還可以應用在發(fā)電、制冷、動力等多個領域。



