冬奧會已進入“北京周期”。記者日前從北京大學獲悉，該校工學院教授張信榮團隊承擔的服務冬奧課題——“零攝氏度以上人工造雪和儲雪一體化技術研究”取得階段性進展，已研發(fā)出我國首套零攝氏度以上環(huán)保型人工造雪設備，并在延慶石京龍滑雪場建成中試示范工程，示范樣機造雪量可達每小時6立方米。
目前，國內(nèi)外人工造雪技術大多針對零下環(huán)境，雖然也有能在零上2℃造雪的設備，但對天氣條件要求相當嚴苛，而且制冷技術多以含氟利昂類的制冷劑為主，易破壞臭氧層且導致大氣升溫。2022年冬奧會和冬殘奧會計劃于當年2月至3月舉辦，近年2月、3月氣溫偏高，破解零上溫度環(huán)保造雪難題，將保證賽事的順利舉辦。
課題組針對冬奧會的實際需求，計劃研制0℃到15℃甚至更高溫度環(huán)境下人工造雪、儲雪和供熱一體化工藝、技術與裝備，并進行示范應用。該團隊十幾年前就開始研制以天然工質(zhì)二氧化碳代替氟利昂類工質(zhì)的制冷技術，采用二氧化碳作為制冷媒介，研發(fā)出人工造雪參數(shù)條件下的二氧化碳工質(zhì)制冷熱力學循環(huán)系統(tǒng)，并優(yōu)化了制冷系統(tǒng)內(nèi)部的換熱部件與管路結構以及控制方案。課題組還發(fā)明了一種室內(nèi)用新型雪炮，通過控制雪炮的出水速度與方向，可快速形成雪花，團隊還利用保溫材料搭建出易拆卸的造雪房，并對其內(nèi)部流場進行優(yōu)化設計，從而實現(xiàn)造雪、儲雪一體化。
課題組成員、北大工學院副研究員鄭秋云透露，現(xiàn)有的零上造雪一般是“造冰”，也就是把機器產(chǎn)生的冰塊切割之后形成小冰粒，不是真正意義上的雪花，而且冰面比較硬，容易對運動員造成傷害。此次研發(fā)的環(huán)保型人工造雪設備造出來的是潔白松軟的雪花，與自然降雪非常接近，且雪的干濕度可根據(jù)需求來調(diào)整。此外，造雪機產(chǎn)生的熱量可直接回收利用，用于生活或者辦公，例如運動員洗澡、室內(nèi)供暖等。
去年秋冬季節(jié)，該團隊在延慶石京龍滑雪場開展中試示范工程，示范樣機造雪量每小時最高可達6立方米。研究人員在零上十幾攝氏度和零上兩三攝氏度范圍內(nèi)都已完成測試，造雪設備均能高效正常運轉。與將氟利昂類作為制冷媒介的造雪技術相比，這套設備能耗可降低三分之一到一半；與液氮造雪技術相比，這套技術的成本只有其三分之一。
鄭秋云表示，該技術可根據(jù)北京冬奧組委的實際需求，將造雪量提高至每小時80立方米到150立方米。課題組將在冬奧會滑雪場地相關實際工程中調(diào)整相關設計。（記者 任敏）