首套零度以上环保造雪设备研发成功

冬奥会已进入“北京周期”。记者日前从北京大学获悉，该校工学院教授张信荣团队承担的服务冬奥课题——“零摄氏度以上人工造雪和储雪一体化技术研究”取得阶段性进展，已研发出我国首套零摄氏度以上环保型人工造雪设备，并在延庆石京龙滑雪场建成中试示范工程，示范样机造雪量可达每小时6立方米。
目前，国内外人工造雪技术大多针对零下环境，虽然也有能在零上2℃造雪的设备，但对天气条件要求相当严苛，而且制冷技术多以含氟利昂类的制冷剂为主，易破坏臭氧层且导致大气升温。2022年冬奥会和冬残奥会计划于当年2月至3月举办，近年2月、3月气温偏高，破解零上温度环保造雪难题，将保证赛事的顺利举办。
课题组针对冬奥会的实际需求，计划研制0℃到15℃甚至更高温度环境下人工造雪、储雪和供热一体化工艺、技术与装备，并进行示范应用。该团队十几年前就开始研制以天然工质二氧化碳代替氟利昂类工质的制冷技术，采用二氧化碳作为制冷媒介，研发出人工造雪参数条件下的二氧化碳工质制冷热力学循环系统，并优化了制冷系统内部的换热部件与管路结构以及控制方案。课题组还发明了一种室内用新型雪炮，通过控制雪炮的出水速度与方向，可快速形成雪花，团队还利用保温材料搭建出易拆卸的造雪房，并对其内部流场进行优化设计，从而实现造雪、储雪一体化。
课题组成员、北大工学院副研究员郑秋云透露，现有的零上造雪一般是“造冰”，也就是把机器产生的冰块切割之后形成小冰粒，不是真正意义上的雪花，而且冰面比较硬，容易对运动员造成伤害。此次研发的环保型人工造雪设备造出来的是洁白松软的雪花，与自然降雪非常接近，且雪的干湿度可根据需求来调整。此外，造雪机产生的热量可直接回收利用，用于生活或者办公，例如运动员洗澡、室内供暖等。
去年秋冬季节，该团队在延庆石京龙滑雪场开展中试示范工程，示范样机造雪量每小时最高可达6立方米。研究人员在零上十几摄氏度和零上两三摄氏度范围内都已完成测试，造雪设备均能高效正常运转。与将氟利昂类作为制冷媒介的造雪技术相比，这套设备能耗可降低三分之一到一半；与液氮造雪技术相比，这套技术的成本只有其三分之一。
郑秋云表示，该技术可根据北京冬奥组委的实际需求，将造雪量提高至每小时80立方米到150立方米。课题组将在冬奥会滑雪场地相关实际工程中调整相关设计。（记者 任敏）