冬奥“温度”攻克战：中国制造如何破解温控密码？

21世纪经济报道记者叶碧华 实习生赵婧轩 广州、河北报道

万众瞩目的2022年北京冬奥会举办在即，随着冬奥会场馆和配套设施陆续竣工交付并投入使用，“科技冬奥”、“绿色冬奥”正走进现实。

不同于夏季奥运会，冬季奥运会对于“温度”的要求与把控更为严苛：如何给场馆恰到好处的“冷”以确保比赛顺利进行，如何给运动员、工作人员、观众合适的“暖”以提供温度保障，这都是这届冬奥会面临的重要挑战。

“温度”攻克战

作为北京冬奥速滑比赛场地，俗称“冰丝带”的国家速滑馆是本届冬奥会唯一新建的冰上竞技场馆，拥有亚洲最大的全冰面设计、冰面面积达1.2万平方米。与此同时，“冰丝带”也是冬奥会产生金牌数量最多的单个场馆。

冬奥期间，这里将诞生14块金牌，涵盖男女500米、1000米、1500米、团体追逐、集体出发等多个备受关注的速度滑冰项目。届时，运动健儿将在此展开激烈的冰上角逐，向世界展示奥运的速度奇迹。

然而，竞技并不仅限于场内，早在场馆规划建设阶段就开始了激烈竞争。据了解，速度滑冰不仅需要严格的冰面条件，对冷源系统和温度控制也提出了非常高的要求：如何在总冷负荷为11300KW（3214 RT）的条件下，满足冷冻水循环系统采用供回水温度为5/13℃的大温差系统的要求？这是“冰丝带”给设备供应商抛出的一大难题。

经过数轮技术对比和项目竞标，最终格力中标“冰丝带”的主体冷源部分，海尔参与该场馆的末端部分，开利则负责制冰系统。记者注意到，在该项目中，格力共投放了4台永磁同步变频离心机，比起普通离心机，可节能40%以上。

“离心机长期以来一直是美国厂家垄断的技术，随着中国厂家大量的研发投入，到今天我们的磁悬浮离心机已经做到了完全的自研，完全的自己开发自己生产。”美的集团副总裁兼美的楼宇科技总裁管金伟说道。

据了解，离心机单机制冷量大，其“出生”经历千道工序“考验”、万重规范“考核”，当之无愧是中国制造的代表之一，目前主要应用在公共交通、工业生产等领域。本届冬奥会期间，连接北京、延庆、张家口三个赛区的“主动脉”京张高铁车始发站清河车站及张家口南站车站就使用了8台由美的自主研发推出的新一代磁悬浮变频离心式冷水机组。

此外，在大兴机场、首钢园区、转播中心、冬奥村、鸟巢、水立方等均可发现中国制造的踪迹。曾服役2008年北京奥运的“鸟巢”国家体育场运行至今已超过十年，原有设备面临过时、能效低、耗电高等问题；而且场馆建筑面积大、末端室内机数量多，“一开全开，一关全关”，为降低空调管理成本、对场馆内不同区域的设备实现有效管控等方面带来了巨大挑战。如何借助冬奥契机对“鸟巢”进行暖通设备升级，实现场馆温度分区控制，同时满足当下需求与未来发展？这些都是美的团队当时遇到的难题。

与项目方进行多轮沟通后，美的楼宇科技氟机产品公司总经理罗彬及其团队发现鸟巢在此次冬奥会的改造需求主要集中在三个方面。首先是设备需要满足分区控制，“因为鸟巢一年可能160天都是在举办比赛，在不同的区间空间里面，他们希望得到一些不同温度的区分，这一块我们提供了多联机这样的产品。”

另外，考虑到北京的气候状况，冬天最冷可以到-20度，夏天最热37度，团队因此选择了最高效的产品，既可以喷气增寒，满足低温强热，同时又能冷门冷却，满足高温制冷。“而在机房空调这块，因为北京比较干燥，市中心对静电有要求，所以最后选择了给鸟巢提供带加湿功能的产品。”罗彬表示。

中国创新闪耀冬奥

类似的挑战每天都在上演。北京冬奥期间，国家游泳中心将从“水立方”化身“冰立方”，举行冰壶比赛，该场馆也因此成为了世界唯一承担夏冬两季奥运会、唯一冰上项目水上项目均可运行的“双奥”场馆。

但水上运动要求高温高湿，冰上项目却要求低温低湿，实现“水立方”到“冰立方”的转换绝非易事；此外，被称为“冰上贵族运动”的冰壶项目对赛场环境要求也十分严苛：场馆内要保证赛道冰面温度为-8.5℃，冰面以上1.5米处始终保持在8-12℃，以及看台观众区温度恒为16-18℃。

“如何实现冬季外界低温环境下也能高效制冷，实现冰场、比赛区、看台三层精准控温，成为了技术上需要重点突破的问题。”格力电器副总裁方祥建表示，针对技术难点和项目特性，格力在国家游泳中心采用了3台低温风冷螺杆机组，以及集成冷冻水系统、设备群控等多种智能化控制技术，以保证在室外极端环境温度-20℃下，能够稳定可靠制冷，提供0℃±0.5℃冷冻水，保障冰面以上1.5米处的温湿度，从而确保馆内条件符合赛事要求。

不仅是比赛现场，场外支持同样不可或缺。作为冬奥会历史上建筑规模最大的山地转播中心，张家口山地转播中心将对北京冬奥张家口赛区51个小项比赛和49个项目的颁奖仪式进行电视转播。但转播中心所在地气候寒冷，要想庞大的通信转播设备群正常运行，一方面需要提供适宜的温暖环境，另一方面需要及时冷却因24小时不间断运转产生的大量废热。

为了攻克温控难关，美的楼宇科技为转播中心提供了包括精密空调6台、直膨机9台、组合式空调箱3台及自然冷却机组2台的绿色暖通解决方案。考虑到转播中心对温度控制的极高要求，所有产品均搭载温度控制算法，可以将温差控制在1℃以内甚至更低。

为确保更大的节能效果，美的采用直接自然冷的机组，利用当地环境温度降温，减少压缩机做功带来的能耗。在精密空调控制系统中，美的在东京奥运场馆工艺的基础上做了提升，并采用行业首创的控制出风温度的工艺，更加满足冬奥赛事的保障需求。

“寒冷的问题，最核心是解决电的问题。”在产品研发方面，美的考虑到北京、张家口的严寒环境，罗彬告诉记者，公司不久前研发了新一代MDV8多联机组，采用了全行业领先的全密闭电控，整套系统的密闭电控盒内有加热模块，“甚至在-30℃的外界情况下，可以把定位和温度提升到电子元器件寿命可靠的-15℃以上。”得益于高温、低温都可以满足的SEM3.0热管理系统，“这一代多联机产品特别适合寒冷地区的应用。”罗彬说。

此外，在电力紧张的大环境下，也给美的产品研发带来了不少挑战。罗彬以多联机的芯片通讯问题举例，“这是整个行业40年来都没有人改变过的。在接线方式上，线要串联而不能任意连接；但在今天中国电力紧平衡的大环境背景下，电源线要统一拉电。”为了实现多联机产品的分区能源管控，团队在过去两年不断尝试，最终完成了芯片的自主研发，让区域能源管控的愿景成为现实。

北京冬奥会始终秉持绿色办奥理念，在保障冬奥会顺利进行的同时，将节能、高效融贯其中，要实现这一理念，依靠的就是中国制造强大的力量。在方祥建看来，制造业要为“碳达峰”、“碳中和”目标作出贡献，很大程度上取决于科技水平的提高和进步，尤其是在核心技术上实现创新突破。

在“双碳”大背景下，中国制造不仅用技术和品质助力北京冬奥会攻克“温度”难关，同时也将以此为契机，向世界展示中国制造在创新方面的硬核实力，向外界传递中国品牌创新力量。