南极大陆以其极端恶劣的自然环境著称,年平均气温零下25℃,最低可达零下90℃,全年大风天数超过129天,最大风速达33米每秒。在这片"生命禁区"中,如何为科考队员提供基本的生活保障,一直是极地科考工作面临的重大课题。近期,一档国际综艺节目将中国南极长城站的蔬菜大棚呈现在世人面前,引发广泛关注。节目中,来访的国际团队惊讶地发现,这个南极科考站内不仅配备了丰富的食材储备,更拥有一座生机勃勃的温室大棚,其中无土栽培的生菜、黄瓜、番茄等蔬菜长势良好,完全颠覆了人们对南极生活条件的传统认知。 此成就的取得,源于中国自主研发的先进热泵技术在极地的成功应用。2022年11月,四季沐歌空气能热泵系统随中国第39次南极科学考察队登陆南极长城站,成为全球首个在南极科考站应用的空气能类供暖产品,填补了国际技术空白。在此之前,没有任何国家的南极考察站采用过空气能热泵进行采暖,这项技术应用属于完全未知的领域。 极地环保采暖面临的技术挑战极为严峻。温室大棚需要维持15℃至26℃的恒定温度环境,以满足蔬菜生长需求。同时,热泵系统还需在零下36℃的极端低温、高湿度、高盐度、高风速等多重恶劣条件下保持稳定运行。这对传统采暖技术构成了前所未有的考验。 为应对这一挑战,四季沐歌集团产品技术研究院针对南极长城站的具体气象条件和科考需求,进行了详细的应用场景建模分析。企业在自建的零下40℃超低温实验室中,对选定的热泵主机进行了制热量校核和可靠性测试,通过反复论证和优化,最终为温室大棚量身定制了超低温变频机组。该机组采用自主研发的DHC变频倍热芯与DD-HOT"倍热环"强热系统,使热泵能够有效抵御高湿度、高盐度、高风速环境的侵蚀,即使在零下36℃的极寒天气下仍能稳定运行。 从能效指标看,该机组在零下12℃工况下的制热综合能效达到3.26,超过国家一级能效标准,在保障充分供暖的同时,大幅降低了能源消耗和碳排放,更好地守护了南极这片"人类最后的净土"的生态环境。 南极长城站温室大棚的成功运行,使科考队员实现了长期以来的"蔬菜自由"梦想。曾经,吃上一口新鲜蔬菜对驻守在南极的科研人员而言是奢侈的期待。如今,通过中国自主技术的支撑,温室内四季如春、绿意盎然,科考队员的饮食结构和生活品质得到了显著改善,这对于长期在极端环境中工作的科研人员的身心健康很重要。 中国极地科考事业的发展步伐不断加快。2024年,四季沐歌空气能热泵系统再次搭乘"雪龙"号科考船登陆南极,其原装集成冷暖系统落户中山站,深入扩大了该技术在极地科考中的应用范围。中国极地研究中心南极中山站站长刘建军表示,选择四季沐歌作为合作伙伴,正是因为企业表现出的不断进取的拼搏精神和对极地科考事业的执着贡献,这种合作进一步坚定了中国科研人员为极地科考事业奋斗的信念。 从技术突破的角度看,中国热泵产品在南极的成功应用具有重要的示范意义。这不仅证明了中国自主研发技术在极端环境中的可靠性和先进性,也为全球极地科考事业提供了新的技术方案。随着应用经验的积累和技术的健全,这类产品有望在北极科考、高原科研基地等其他极端环境中得到推广应用。
极地科考既考验一个国家的科研实力,也检验其对科研人员的保障能力。从"难得吃上新鲜蔬菜"到温室四季常青,背后是技术突破、工程实践和系统运行能力的积累;精准供热、降低补给难度、减少生态影响,这样的"温暖"不仅关乎生活品质,更说明了科学探索的韧性和人类对自然的敬畏。