奖牌揭秘:首都体育馆的CO2制冷技术
2022-2-17 0:00:00 | 展商 | 博客压缩机(苏州)有限公司
不仅速滑选手、花样滑冰选手、冰球选手在滑冰比赛中竭尽所能,制冷技术也在日新月异不断进步。如果用体育形象来形容制冷设备,登上领奖台的供应商赢家必须在3个方面令人信服:经验丰富、设备效率高和环保。并且要具备如自由滑冰选手一样的耐久性。当代项目方案评审中,占主导地位的已经不仅是经济效率,环境和气候保护以及可持续运营往往也是最重要的衡量标准之一。
 
为服务2022年春季举办的各项冰上比赛,位于北京的15块冰在招标要求中非常注重制冷设备的环保性能,制订了新的制冷技术规范要求,其中7块冰要求采用CO2制冷系统,也就是说,它们使用天然制冷剂R744,GWP(全球变暖潜能值)为1,比过去的传统合成类制冷剂更环保。
 
久经验证的制冷剂,开启新的应用篇章
CO2是一种久经验证的制冷剂,已经在例如食品冷却等其它制冷场合被作为制冷剂使用了很长时间。相比之下,在观众密集度高的场馆中,比如中国的冰球场,CO2制冷剂的使用仍然相当罕见。因此,建造这样的CO2制冷系统是一项极具挑战性的任务,其挑战不仅在于设备中心的制冷机组,而且还有CO2直冷技术,也就是二氧化碳作为制冷剂在冰面下直接蒸发,从而维持冰面的冻结状态。通常冰面下需要长达数十公里的管道,使冰面温度保持在-9 °C~- 3°C之间不同的需求温度,根据冰面的功能,如花样滑冰和短道速滑还会需要不同的冰温,且要求各冰面的温度波动小于 0.4K,为此,优化的管道中CO2的温度要比冰面温度低7K 左右来冷却冰面,从而达到要求的冰温。冷却过程所需要的制冷能力由多台半封闭跨临界CO2压缩机组成的CO2并联机组提供。
 
 
博客(Bock)压缩机助力北京冬奥
北京采用CO2制冷剂回路运行的的7块冰中,有4块冰选用了博客(Bock)压缩机。这家来自德国的压缩机制造商总部位于德国Frickenhausen,在中国也有生产工厂,多年来博客(Bock)压缩机在跨临界和亚临界CO2压缩机的研发和制造方面积累了丰富经验,这是赢得订单的一个重要判据。
 
系统同时冷热联供
此前,博客(Bock)公司已经展示了多项冰场应用案例业绩,那些项目中使用博客(Bock)压缩机的系统实现了制冷和制热所需的各种温度。在这种情况下,制热是一个理想的副产物,这是因为制冷技术产生的余热还可以用来为公共区域提供热量和制备热水。通过同时冷热联供,可以节省大量能源。
顺便说一句,这听起来可能有点矛盾,热水制备是这项工作对制冰也很重要。原来,冰面被密集使用后,由于滑冰运动在冰上形成的各种沟槽必须被填充起来,最好的方法是用热水融化:采用水或融化的冰水再次结冰后填充凹槽,形成新鲜的、完美的冰。
 

中国冰场的首个跨临界系统

位于北京可容纳18000名观众的首都体育馆,冰场改造过程中实现了一个技术上的首次亮相:中国第一个采用CO2跨临界直冷式制冰技术的冰场。其主机设备由2套机组组成,每套机组包括12台博客(Bock)跨临界压缩机,具体型号为6台HGX34 /290- 4 S CO2T和6台HGX34 /310- 4 ML CO2T。总的来说,该系统提供了1100千瓦的制冷能力,并提供一定的冗余。这意味着,万一出现个别故障,也可以在不受干扰的情况下继续使用该61 x 31 米的冰面运动设施。

在首都体育馆附近新建的冰坛,也可以发现博客(Bock)跨临界压缩机,这里有2块冰,用于短道速滑训练,每块冰的面积也均为61 x 31米,这里共运行着2套压缩机并联机组,每套机组包括5台HGX46 /345- 4 S CO2T和5台HGX46 /440- 4 ML CO2T。在首都滑冰馆也有1块面积同样为61 x 31米的冰,所以也使用了1套相同配置的并联机组。所有上述使用博客(Bock)压缩机的几套并联机组总成均在中国由中国客户自行组装,拥有自主知识产权。

压缩机虽小,能力调节范围却很大
如果你了解博客(Bock)公司的CO2压缩机产品组合,上述几套并联机组的压缩机数量可能会显得不同寻常。理论上,也可以选择数量更少而排量更大的压缩机来提供所需的制冷能力。但在这里,却选择了排量较小的型号,这是因为它们允许制冷能力更好地适应实时制冷量需求。毕竟,初次制冰或冰面制备比仅维持冰面温度需要更多的能量。
令人瞩目的是,首都体育馆冰场近2000平方米的冰面要适应花样滑冰和短道速滑两项赛事的快速转场,该制冷系统的强大制冷能力足以在两个小时内就完成了花样滑冰比赛用冰温-3 ~ -5°C到短道速滑比赛用冰温-7 ~ -8°C的转换,也创造了历届最快转场纪录。因此,同一天同一场所可以举办两场不同的冰上项目比赛,运动员们在下午和上午都可以享受最适合的良好冰面条件。这项体育技术成就不仅配得上一枚奖牌,并且也创造了一项行业纪录。
 
 
关于博客(Bock)公司
 
博客(Bock)是一家源于德国的专业制冷压缩机制造商,始创于1932年。博客(Bock)压缩机被广泛用于客车,轨道交通,卡车拖车等移动应用领域以及食品加工,仓储,商超,医药,船舶,超低温制冷,热泵等众多固定应用领域。
在制冷和空调技术以及热泵和热回收行业,博客(Bock)是环保发展、节能解决方案等方面世界科技和创新的领导者之一,拥有全球最大的压缩机产品组合,提供诸如适用于 CO2(R744)和碳氢化合物等天然制冷剂、及其它各种低GWP(全球变暖潜能值)制冷剂的压缩机。