溜冰场|冰阔落里的透明冰块，可能是冬奥会溜冰场的远房亲戚( 二 )

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CO? 相图 | 图源自网络
CO? 直接蒸发式制冷优点十分突出。CO? 作为天然制冷剂对自然无危害，不可燃，无毒无味，只在浓度很高的时候才会对人体产生危害，价格低廉容易制取；冰面温度均匀性好，冰面温差不超过0.5℃；传热效率高；CO? 单位容积制冷量大，所需管网管径小，所需泵扬程小；当然，这种制冷方式也不是全是优点。CO? 直接蒸发式制冷中管路润滑油十分重要，因此需要设计回油系统，另一方面，CO?直接蒸发式制冷中管网运行压力高，对管网强度，焊接工艺要求都很高。

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CO? 跨临界直冷技术场地构造 | 图源自参考资料2
了解了制冷技术后，那我们就来看看究竟怎么制冰吧，先来看看我们的主角——国家速滑馆。
冰丝带冰丝带国家速滑馆，是本次冬奥会唯一新建场馆，其将与“鸟巢”、“水立方”共同组成“双奥”之城标志性建筑群。

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“冰丝带”国家速滑馆 | 图源自冬奥官网
在“冰丝带”冰面的铺设中，制冰师要用花洒一层一层地均匀地在场地上洒水，洒水时应保证步调一致，这样才能保证水层均匀，才能保证冰层均匀，洒的水也有讲究，用的是去除杂质的纯水。这样的洒水过程至少要进行四五十次，才能完成。对于速滑场馆，冰面厚度一般要求在40-50mm，400米的冰面铺设至少要一周以上，在制冰完成后，还要经历整冰和去冰融冰，才能得到符合要求的冰面。
如此复杂和精细的过程都是为了保证运动员的安全与发挥，冰面的任何瑕疵，都会给运动员带来致命失误，甚至让运动员受伤。速滑馆要求冰面要平整，没有气泡和裂痕。举个例子，“冰丝带”的冰面铺设完成后，任意3平方米的最大误差，不超过2mm，可见制冰之精细。

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“冰丝带”速滑馆布局图 | 图源自参考资料1
为了提高冰面质量，溜冰场可能还会在冰里加牛奶，这时因为牛奶油性大，往冰里加牛奶可以提高冰的弹性和抗裂能力，即使面对冰刀也可以减少划痕。不过，“冰丝带”可没有用牛奶，指望去现场吃牛奶刨冰的朋友可以安心看比赛了。
说到这，不知道大家有没有意识到一个问题，“冰丝带”里的冰要求没有裂痕和气泡，那我能不能利用这种制冰技术在家里去制作冰可乐里的冰块呢？
透明冰块当然是可以的，你也可以先撒很薄的一层水，等水凝成冰后，再在冰上继续洒水，让其凝固，如此下去，你也可以得到一大块没有气泡的冰。不过还有更简单的方法，你可以用一个保温箱，里面放满水，去掉盖子，放进冰箱，慢慢冷冻，不要彻底冻透，冻住上半部分就可以，让下半部分还是液态，这样冻好的上半部分就是没有气泡的“完美”冰块了。

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图源自pixabay
这个原理简单说，就是利用保温箱，让水只有表面接触冷源，这样水的结晶（即结冰）就会从上往下进行，就会将水中的杂质和气体“挤下去”，下层的水就是用来承接这些杂质和气泡的。这个过程其实和“冰丝带”制冰过程有异曲同工之妙，不过这里结冰的方向反了而已。当然，你也可以试着去除水中的杂质，不过仅是煮沸并不能完全去除杂质，建议蒸馏试试。
至于更详细的原理就要涉及到结晶的过程，我们简单介绍一下结晶的成核和生长理论。