嚴寒地區IMAX影院放映機房空調系統優化設計

王堯萍

（上海建筑設計研究院有限公司，上海200041）

嚴寒地區IMAX影院放映機房空調系統優化設計

王堯萍

（上海建筑設計研究院有限公司，上海200041）

以項目工程‘遼寧科技館’為例，介紹了北方嚴寒地區IMAX影院的膠片放映機房空調設計。該機房采用全空氣空調系統，露點送風方式。放映機房工作時采用直流運行模式，準備階段切換到一次回風工況。詳細說明了計算選型、系統切換方法。系統在直流模式運行下利用了觀眾廳的排風作為放映機房的部分送風，在使用必要的空氣過濾措施之后，也能達到較好的空調環境要求。

IMAX影院；膠片放映機房；一次回風；直流系統；切換

0 引言

在電影業面臨著網絡、電視等多種媒體展示平臺競爭的今天，IM AX電影以其無與倫比的視覺與聽覺感受獲得了極大好評。而伴隨著科技的發展，IM A X電影和技術也在不斷地完善與創新。與之相配套的各類輔助系統，例如空氣調節系統也應當適應調整。在北方嚴寒地區建造的IM AX影院膠片放映機房，其空調在氣候上有其特殊要求。以下將從項目工程遼寧科技館的室外氣溫特點出發，設計出合理的IM A X放映機房節能空調系統，并對該系統及其節能情況進行重點分析。

1 工程概況及空調負荷特點

遼寧省科學技術館項目位于遼寧省沈陽市，簡稱遼寧科技館。總建筑面積約100000m2，建筑高度約32.1m。其巨幕影院位于建筑首層的西南部，整個坐席數設計約為500座，影院通高至26m。該項目IM A X影院由觀眾廳及IM AX放映室組成。觀眾廳采用座椅送風。放映室包括眼鏡清洗間及放映機房。放映機房位于2層12m標高處，面積為193m2，吊頂下的高度為3.6m。

除了放映機與膠片輔助設備，在放映機房內設有整流器與變壓器等發熱設備，放映時形成的空調負荷大。放映機房設計使用人員數量很少，可近似認為只含顯熱負荷。

在放映電影時，由于IM AX的特別放映方式，膠片與空氣間層將產生摩擦、生熱、擠壓與分離，若此時整個放映機房的空氣比較干燥，膠片會產生靜電。靜電會使成卷的膠片粘合在一起，難以分開，給放映帶來麻煩。因此尤其是冬季，放映機房的相對濕度不能太低。

2 系統設計

2.1 系統選擇

巨幕影院的放映機房有使用恒溫恒濕機的設計方法[1]。但實際上膠片放映機房溫濕度控制精度要求并不非常高。再者，該項目放映機房位處建筑全內區，理論上室外氣候狀況對該區域的擾動影響不大。而且相較于恒溫恒濕機，使用全空氣系統并配合合適的空氣過濾設備，氣流清潔度更好。因此該項目的放映機房采用了全空氣空調系統，并就近設置了專門的空調機房，避免水管進入放映機房內。

2.2 系統切換與控制

根據《電影院建筑設計規范》JG J58-2008中7.2.5條要求，膠片放映機工作時放映機房空調系統不允許采用回風，需要做直流系統，并且排風換氣次數一般要不小于15次/h。在北方寒冷地區，冬季放映電影時放映機房若不設回風，完全使用直流空調系統的能耗巨大，非常不合理。在這樣的前提下，提出空調季節利用觀眾廳的排風作為放映階段放映機房的補風，當放映廳不工作時，放映機房空調可切換成一次回風空調方式。系統如圖1所示。

觀眾廳與放映機房分別配備一臺空調箱進行空氣調節，放映機房配備一臺排風機，為直流系統使用。放映機另設一臺排風機。控制切換方式見表1。

表1 空調系統設備運行控制

3 直流工況分析

3.1 計算依據與參數

根據《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調動力》中的要求，房間新風量應在人員設計新風量、補償放映機排風和保持室內壓力所需新風量之間取大值。其中保持正壓所需風量，宜按縫隙法計算。

圖1 空調切換系統圖

目前先進的膠片放映機已有設置獨立的排風系統直接排至室外，相較于原來的老式放映設備，室內有毒有害氣體已大幅度減少。根據業主提供的放映機資料，為保護膠片及保證放映效果，要求工作時放映機房保持微正壓≥15Pa。已有的《電影院建筑設計規范》JGJ58-2008中7.2.6條，放映機工作時，放映機房要保持負壓的要求已無法適用。按縫隙法計算得出維持放映機房正壓的新風量約為1400m3/h，遠高于設計人員新風量的要求；放映機要求的單獨排風量為2520m3/h。按此風量計算，放映機房的排風量為7840m3/h。

從IM A X的放映流程來看，放映機房分為準備時、放映時兩個狀態。房間溫濕度要求、設計負荷及換氣次數要求見表2。

表2 放映機房的溫濕度、氣流組織要求及房間各功能時段的設計負荷

3.2 夏季節能量計算

夏季工況的空調選型，首先必須保證放映階段最大負荷下的室內溫濕度要求。夏季空調室外計算干球溫度為31.4℃，濕球溫度為25.2℃。根據焓濕圖選擇露點送風，房間送風量約為11400m3/h；若直流系統全部采用室外新風，計算處理冷量達到約132kW。

借用觀眾廳的排風作為直流系統補風時，已知觀眾廳夏季設計干球溫度25℃，相對濕度60%，設計新風量12000m3/h，設計排風量為10000m3/h。此時放映機房的空氣處理焓濕圖如圖2所示。

室外新風與觀眾廳排風混合，經過空調箱表冷器處理到機器露點后送入放映機房。由于空調機房貼臨放映機房，且風管都設于管井內，不考慮管道溫升對送風溫度的影響。

計算得空調箱處理冷量降至約63kW，理論節能量為52.3%。故在夏季放映機運轉時運用觀眾廳的排風作為直流系統的大部分補風，能大大減小空調箱負荷。

圖2 夏季放映機房工作時的直流系統焓濕圖

圖3 冬季放映機房工作時的焓濕圖

3.3 冬季節能量計算

冬季放映階段，放映機房若使用直流新風空調系統，能耗巨大。房間冬季送風量11400m3/h與夏季相同。已知遼寧省冬季室外計算干球溫度為-20.6℃。全新風情況下，空調箱處理熱量達到230kW，加濕量85kg/h。利用觀眾廳的排風，作為一部分放映機房的補風時，為保證一定的加濕效果，室外新風需要進行預熱處理再與空氣混合后送入室內。空氣處理過程如圖3所示。

室外新風預熱后與觀眾廳排風混合，采用濕膜加濕降溫后由風機送入室內。得出新風預熱負荷為16.8kW，理論節能量達到92.7%；空氣加濕量約為: 22.1kg/h，節約量為74%。此時加濕后的空氣相對濕度約為65%。冬季放映機運轉時運用觀眾廳的排風作為直流系統的大部分補風，節能量非常顯著。

4 一次回風工況分析

4.1 夏季工況

放映機房在準備階段，IM AX觀眾廳的空調關閉，這時放映機房轉換為一次回風工況。空氣處理過程如圖4所示。

圖4 夏季放映機房準備階段的焓濕圖

若選擇露點送風，設計送風溫差不變，若此時恒定送風量，空氣能帶走的冷量要大于夏季放映機房準備階段的室內冷負荷。因此空調箱風機要選擇變頻來適應放映機房變化的冷負荷要求，而且要調節電動水閥開度，變露點調節室內溫濕度[4]。

4.2 冬季工況

與夏季的準備階段工況相同，冬季準備階段也采取一次回風定風量系統。但在室內無發熱設備的狀況下，空調負荷為熱負荷。空氣處理過程如圖5所示。

室外新風預熱后與放映機房回風混合，經空調箱加熱、濕膜加濕后送入室內。盤管加熱量為22.4kW，預熱量為16.8kW，加濕量11kg/h。

圖5 冬季放映機房準備階段的焓濕圖（帶預熱）

5 結語

優化后的IM AX放映機房空調系統考慮了直流系統的節能運行，充分利用觀眾廳的排風，在空調季極大減小了放映機房的新風負荷。

該系統的選擇有其先決條件和系統要求:

（1）放映機房要位于建筑的全內區，圍護負荷波動不能大。

（2）在觀眾廳放映電影時，需要恒定的觀眾廳排風量來保證放映機房的補風。

[1]王春香，馬友才，劉華斌.科技影院空調通風設計[J].暖通空調，2009, 39（3）:24-26.

[2]JG J58-2008,電影院建筑設計規范[S].

[3]《暖通空調·動力》分冊編寫組.全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調動力[M].北京:中國計劃出版社，2009.

[4]王啟震.紡織空調自動控制系統調節方案[J].科技信息，2010，22，395-396.

Air-conditioning System Optimal Design for an IMAX Projection Room in Cold Region

WANG Yao-ping
（Shanghai Architectural Design&Research（Co.Ltd），Shanghai 200041，China）

The sam ple projectforthis analysis is‘Liaoning science and Technology M useum’.In this project,the air-conditioning system design for an IM AX-film projectroom in cold region is written up.A ll-air system is used.Direct air-conditioning system is used in w orking tim e and prim ary return air system is for parttim e.D etails are focused on the design calculation and switching between the tw o system s.W hen in directsystem m ode,partofthe air supply is extracted from the auditorium.R equired surrounding environm entcan be reached with properfiltration m easurestaken.

IM AX-film project room；film-based projection room；prim ary return air system；direct air system；switching

TU 831

B

2095-3429（2017）02-0074-04

2017-03-31

修回日期:2017-04-14

王堯萍（1984-），女，江蘇淮安人，碩士，工程師，從事暖通設計工作。

D O I:10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.02.017