淺談空調(diào)技術(shù)在多媒體廣播電視領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用

英男

（中央廣播電視總臺，北京100866）

多媒體廣播電視行業(yè)中，直播節(jié)目的錄制是最為重要的工作保障，本文通過空調(diào)技術(shù)在多媒體行業(yè)制播工作中實(shí)踐應(yīng)用發(fā)揮的作用，借鑒工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談兩個不同專業(yè)領(lǐng)域之間內(nèi)在的技術(shù)聯(lián)系，以及相互影響的潛在因素和調(diào)控技術(shù)手段。

1 空調(diào)的相關(guān)概念

空調(diào)（Air Conditioner）：是空氣調(diào)節(jié)的簡稱，是指通過人工方法，對某一特定空間或環(huán)境內(nèi)空氣的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制?？照{(diào)有制冷、制熱、去濕、加濕、凈化、消聲六大功能。用來處理并實(shí)現(xiàn)此空氣各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的系統(tǒng)稱之為空調(diào)系統(tǒng)。

2 空調(diào)發(fā)展簡史

1901 年，美國人開利（Willis H. Carrier）創(chuàng)建了第一所暖通空調(diào)方面的試驗(yàn)研究所，提出了好幾個實(shí)踐驗(yàn)證理論的計(jì)算方程式。1902 年他通過試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)和安裝了彩色印刷廠的全年性空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。他把噴嘴和檔水板裝置在噴水室內(nèi)，改善了溫度、濕度的控制的效果，使全年性空調(diào)系統(tǒng)能夠滿意地應(yīng)用于200 種以上不同類型的工廠。1890 年以后，空調(diào)技術(shù)獲得初步成就，既有了工藝性空調(diào)，又有了舒適性空調(diào)。舒適性空調(diào)目的是創(chuàng)造一個舒適的工作或生活環(huán)境，以利于提高工作效率或維持良好的健康水平。工藝性空調(diào)是為研究、生產(chǎn)、醫(yī)療或檢驗(yàn)等過程提供一個有特殊要求的室內(nèi)環(huán)境。廣播電視行業(yè)中的空調(diào)系統(tǒng)要求，需要同時滿足工藝性空調(diào)和舒適性空調(diào)的雙重標(biāo)準(zhǔn)。

3 空調(diào)系統(tǒng)常見分類

3.1 根據(jù)處理設(shè)備的集中和分散形式不同，可分為集中式、半集中式、分散式（局部式）空調(diào)系統(tǒng)。

3.2 根據(jù)冷媒形式可分為：風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、氟系統(tǒng)。

風(fēng)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)換通風(fēng)空調(diào)、定風(fēng)量、變風(fēng)量、蒸發(fā)冷卻、除濕空調(diào)。

水系統(tǒng)：風(fēng)機(jī)盤管、輻射空調(diào)、水環(huán)熱泵。

氟系統(tǒng)：分體式空調(diào)、多聯(lián)機(jī)、水環(huán)熱泵。

4 空調(diào)系統(tǒng)主要組成

空調(diào)系統(tǒng)主要組成通常包括：主機(jī)、冷媒管道、分歧管、內(nèi)機(jī)、膨脹水箱、冷卻塔、循環(huán)水泵、水過濾器，輔助設(shè)備有風(fēng)機(jī)、空氣過濾器、加熱器、加濕器、去濕器等。

5 空調(diào)系統(tǒng)情況

5.1 系統(tǒng)初建情況

以某多媒體廣播電視單位業(yè)務(wù)樓空調(diào)系統(tǒng)為例。多媒體廣播電視制播過程復(fù)雜繁瑣，制作場地、空間、環(huán)境都有非常嚴(yán)格的技術(shù)要求。該業(yè)務(wù)樓空調(diào)系統(tǒng)，是同大樓建設(shè)工程一并組建的，大樓總建筑面積近50000 平方米，空調(diào)工況負(fù)荷面積約40000 平方米，夏季空調(diào)總負(fù)荷峰值可達(dá)1390RT（4900kw），工作區(qū)域根據(jù)制播工作特點(diǎn)，分為：公共區(qū)域、辦公室區(qū)域、直播、編播區(qū)域、技術(shù)設(shè)備機(jī)房、檔案存儲。全樓采用的中央空調(diào)集中處理+風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，屬于半集中半分散式空調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)核心主機(jī)初始設(shè)計(jì)裝機(jī)容量1350RT，由3 臺Carrier 19XL 450RT 冷機(jī)組成供冷機(jī)組群聯(lián)合供冷。后因所在地區(qū)電力供應(yīng)緊張，供電局嚴(yán)控用電指標(biāo)，且行業(yè)當(dāng)時提倡冰蓄冷技術(shù)，因此設(shè)計(jì)更改選用由兩臺核心制冷機(jī)組構(gòu)成，一臺是上海合眾開利公司生產(chǎn)的Carrier 19XL 500RT 速度型離心式冷水機(jī)組，制冷量1760kw，負(fù)責(zé)空調(diào)工況供冷。另一臺是美國YORK 公司生產(chǎn)的440RT 容積型螺桿式冷水機(jī)組，制冷量1550kw，負(fù)責(zé)空調(diào)工況和制冰工況雙工況供冷。搭配安裝美國Fafco 冰槽10臺，其中需冷量560RTH 冰槽8 臺，280RTH 冰槽2 臺，總蓄冷容量保持在4500RTH，設(shè)計(jì)最大輸出冷量450 RT/h（1600kw），以實(shí)現(xiàn)設(shè)備錯峰運(yùn)行時的供冷保障。除了核心機(jī)組外，整個系統(tǒng)還配有空調(diào)機(jī)組新風(fēng)系統(tǒng)、冷卻塔、水泵、軟化水處理裝置等，輔助設(shè)施設(shè)備配套運(yùn)行。大樓供暖熱源，則主要來源于市政外網(wǎng)管線的一次水引入，再經(jīng)過二次水熱交換傳導(dǎo)，完成全樓供暖保障。

5.2 系統(tǒng)特性與不足

隨著多媒體廣播電視行業(yè)事業(yè)的快速發(fā)展和壯大，該樓內(nèi)新增設(shè)部門和開播節(jié)目的增加，使樓內(nèi)部環(huán)境布局、辦公室、機(jī)房區(qū)域也發(fā)生很大改變。各冷熱負(fù)荷空間的變化調(diào)整，內(nèi)部冷熱負(fù)荷的分配調(diào)控，需要技術(shù)應(yīng)對上更加靈活多變，能源需要更加節(jié)能環(huán)保。僅靠原始設(shè)計(jì)的工況，無法滿足這些新的技術(shù)要求。針對不同的工作區(qū)域和房間，各種設(shè)備環(huán)境的技術(shù)參數(shù)要求各不相同。該系統(tǒng)建設(shè)初期以滿足編播區(qū)域的溫度、濕度、風(fēng)量和風(fēng)速等基本參數(shù)為主。后期調(diào)控依靠人為調(diào)節(jié)，初始設(shè)計(jì)雖有一部分集中控制的智能系統(tǒng)，但在實(shí)際應(yīng)用上，可調(diào)控范圍有限。工況設(shè)計(jì)一次成形，無法做到隨負(fù)荷變化及時調(diào)整。錄音制作機(jī)房初建數(shù)量少，且單個機(jī)房面積均在40 平米～50 平米之間，按照原始設(shè)計(jì)技術(shù)要求，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)把控各機(jī)房配置設(shè)備和人員散熱負(fù)荷，不能做到隨負(fù)荷變化時時調(diào)控。雖然總體指標(biāo)能夠符合技術(shù)要求，但在智能化控制上不夠靈活，多需依靠技術(shù)人員現(xiàn)場巡查，再隨之調(diào)節(jié)。

6 技術(shù)改進(jìn)措施

6.1 多媒體廣播電視技術(shù)新需求

近年來，業(yè)務(wù)樓為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)智能化辦公的需求，陸續(xù)進(jìn)行了數(shù)次施工改造，除了辦公環(huán)境變化外，制播機(jī)房的改造工作也是重中之重。業(yè)務(wù)樓中部分機(jī)房主要以播音廣播為主，對聲音收納采集處理的要求非常高。專業(yè)技術(shù)要求上，除了嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)范的要求，還對音響效果、混響系數(shù)、聲響均勻度、噪聲評價曲線等技術(shù)參數(shù)追求更高的標(biāo)準(zhǔn)。改造后新的直播室混響時間要求為0.20-0.30 秒（100Hz～4KHz 頻率范圍內(nèi)）；導(dǎo)播室混響時間0.25-0.35 秒（100Hz～4KHz 頻率范圍內(nèi)）。直播室、演播室在通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備等正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下噪聲級的限值不超過NR30 噪聲評價曲線NR 所規(guī)定的數(shù)值。其他一般技術(shù)房間的背景噪聲不大于NR35 噪聲評價曲線所規(guī)定的數(shù)值。同行業(yè)有的錄音室、廣播劇效果室甚至需要達(dá)到要求不大于NR25 噪聲評價曲線數(shù)值。

6.2 主要技術(shù)處理方法

6.2.1 聲波：聲波是影響和組成聲音的重要技術(shù)指標(biāo)。物體振動時期周圍介質(zhì)分子交替產(chǎn)生密集稀疏狀向外傳播而成的波動，稱為聲波?？諝庹{(diào)節(jié)除了要做好風(fēng)速、風(fēng)量控制，減少風(fēng)壓、風(fēng)噪，對播音機(jī)房內(nèi)技術(shù)參數(shù)的影響。若在直播錄制中，風(fēng)壓忽高忽低，風(fēng)量忽大忽小，都會直接影響播音機(jī)房內(nèi)聲波的變化，造成聲波的色散和激波的產(chǎn)生，破壞線性波的聲波方程，導(dǎo)致錄傳音過程中聲音采集質(zhì)量的下降。對此，除了施工建設(shè)中對墻體、天花板、地板進(jìn)行吸聲方面的技術(shù)處理外，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，對空調(diào)機(jī)組和連接風(fēng)道、送回風(fēng)口設(shè)計(jì)布局上，也重新設(shè)計(jì)加入降噪減震技術(shù)處理，緩解機(jī)器和空氣流動產(chǎn)生的噪音干擾。機(jī)房溫度控制在23℃，濕度Φ=50%，空調(diào)精度分別為±2℃和±10%，空氣加濕采用優(yōu)質(zhì)品牌的濕膜加濕器，保證空氣濕度調(diào)節(jié)控制。

6.2.2 噪聲：為了解決空調(diào)設(shè)備的動力噪聲和風(fēng)道的再生噪聲問題、風(fēng)管相連而引起的房間之間的串音問題、空調(diào)設(shè)備的震動問題。設(shè)計(jì)中采用高效低噪的空調(diào)通風(fēng)設(shè)備，空調(diào)系統(tǒng)的總送、回風(fēng)干管設(shè)置消聲器，消聲器置于吊頂內(nèi)。空調(diào)設(shè)備底部做重板隔震基礎(chǔ)，上設(shè)彈簧減震器，空調(diào)機(jī)房內(nèi)壁做吸聲處理。風(fēng)管穿墻或樓板處均做隔震和軟連接處理，風(fēng)管采用減震吊架吊裝。風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)口風(fēng)速及風(fēng)口型式嚴(yán)格按照噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)安裝。還在直播室、視頻演播室、導(dǎo)播室的送風(fēng)管采用消聲風(fēng)筒或固定百葉風(fēng)口，風(fēng)口盡量做到無遮擋的布置。組合式空調(diào)機(jī)組箱體內(nèi)外保溫壁板均采用0.6mm 厚熱鍍鋅彩色鋼板，內(nèi)底板采用1.0mm 厚不銹鋼板。機(jī)組采用鋁合金骨架框梁式結(jié)構(gòu)，保溫板厚度不小于30mm，中間充注密實(shí)的聚氨酯發(fā)泡阻燃性保溫材料。機(jī)組箱體的斷面尺寸保證電子（靜電）過濾器的迎面風(fēng)速在2.0～2.5m/s 范圍內(nèi)，機(jī)組靜壓700Pa 時，機(jī)組噪聲低于80dB（A）。風(fēng)機(jī)電機(jī)采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)品牌，風(fēng)機(jī)和電機(jī)的軸承采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)SKF 或NSK 自潤滑密封免維護(hù)型軸承。皮帶輪采用錐套自鎖結(jié)構(gòu)，傳動皮帶采用進(jìn)口窄V 帶，結(jié)合彈簧減震。

6.2.3 潔凈度：近年來，各類空氣污染源、霧霾等污染問題越發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致大量呼吸系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)疾病的發(fā)生。有越來越多的播音員、主持人、工作人員均患有不同程度鼻炎、咽炎等呼吸系統(tǒng)疾病。播音主持的根本，是靠主持人來發(fā)聲，清新潔凈的空氣是主持人工作的基本需求保障，一切影響人體舒適的客觀因素，都將直接影響整個制播工作。新的空調(diào)系統(tǒng)為了避免污染物對人體及精密設(shè)備的危害，進(jìn)行了針對性的技術(shù)改進(jìn)。設(shè)計(jì)中加入了對空氣中霧霾物的處理和消除，除了對技術(shù)空調(diào)機(jī)組的空氣過濾采用初效過濾器（G4）+電子（靜電）過濾器（F7）兩級過濾方式。初效過濾器采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)板式過濾器，并采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)化尺寸610mm×610mmm?？諝怆娮舆^濾器采用靜電式集塵器，對于0.5μm 的塵粒計(jì)數(shù)效率達(dá)到85%（相當(dāng)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)F7）。

6.3 系統(tǒng)改造

機(jī)房布局通過改造后，增設(shè)了若干個10 平方米左右的錄制機(jī)房，同時固定配置具備后期編輯功能的設(shè)備。相對固定均勻的空間環(huán)境和硬件配置，對于房間內(nèi)冷熱負(fù)荷的計(jì)算和設(shè)置智能化調(diào)控，提供了相對固定的技術(shù)指標(biāo)參考保證。采用集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。改造后的空調(diào)自控系統(tǒng)與業(yè)務(wù)樓空調(diào)自控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成，由統(tǒng)一計(jì)算機(jī)集中控制。

機(jī)組設(shè)備更換，對空調(diào)機(jī)房進(jìn)行改造，拆除系統(tǒng)初始建設(shè)的冰蓄冷技術(shù)冰槽10 臺，添加了YORK 冷水機(jī)組一臺，制冷量1122kw，彌補(bǔ)供冷量的缺口。對原始空調(diào)系統(tǒng)的兩臺核心制冷機(jī)組也進(jìn)行了更換，新?lián)Q置2 臺特靈空調(diào)系統(tǒng)（中國）有限公司生產(chǎn)的RTHG400 型水冷螺桿式冷水機(jī)組，制冷量分別為1389kw和1383kw，占地面積更小，設(shè)備總功耗更低。加裝配置VRV 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，代替分體空調(diào)以及老式空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)更加靈活的系統(tǒng)組合形式。減少熱交換介質(zhì)的熱傳導(dǎo)中間環(huán)節(jié)，節(jié)省成本和能量消耗損失，且運(yùn)行噪聲更低。在-20C 時依然能夠正常運(yùn)行。通過這些精細(xì)化的技術(shù)改進(jìn)，新的播音制播機(jī)房實(shí)現(xiàn)了智能化集中監(jiān)測控制，降低了人員巡視監(jiān)測的時間成本。

結(jié)束語

隨著我國行業(yè)發(fā)展，空調(diào)行業(yè)各個環(huán)節(jié)幾乎都可以應(yīng)用人工智能技術(shù)，比如將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)、故障診斷、運(yùn)行維護(hù)和使用等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品本身的智能化、制造智能化、運(yùn)行維護(hù)智能化。智能化是自動化的未來發(fā)展的必然趨勢和方向。