淺談空調技術在多媒體廣播電視領域的實踐應用

英男

（中央廣播電視總臺，北京100866）

多媒體廣播電視行業中，直播節目的錄制是最為重要的工作保障，本文通過空調技術在多媒體行業制播工作中實踐應用發揮的作用，借鑒工作實踐經驗，淺談兩個不同專業領域之間內在的技術聯系，以及相互影響的潛在因素和調控技術手段。

1 空調的相關概念

空調（Air Conditioner）：是空氣調節的簡稱，是指通過人工方法，對某一特定空間或環境內空氣的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度進行調節和控制?？照{有制冷、制熱、去濕、加濕、凈化、消聲六大功能。用來處理并實現此空氣各項指標參數的系統稱之為空調系統。

2 空調發展簡史

1901 年，美國人開利（Willis H. Carrier）創建了第一所暖通空調方面的試驗研究所，提出了好幾個實踐驗證理論的計算方程式。1902 年他通過試驗結果，設計和安裝了彩色印刷廠的全年性空氣調節系統。他把噴嘴和檔水板裝置在噴水室內，改善了溫度、濕度的控制的效果，使全年性空調系統能夠滿意地應用于200 種以上不同類型的工廠。1890 年以后，空調技術獲得初步成就，既有了工藝性空調，又有了舒適性空調。舒適性空調目的是創造一個舒適的工作或生活環境，以利于提高工作效率或維持良好的健康水平。工藝性空調是為研究、生產、醫療或檢驗等過程提供一個有特殊要求的室內環境。廣播電視行業中的空調系統要求，需要同時滿足工藝性空調和舒適性空調的雙重標準。

3 空調系統常見分類

3.1 根據處理設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）空調系統。

3.2 根據冷媒形式可分為：風系統、水系統、氟系統。

風系統：轉換通風空調、定風量、變風量、蒸發冷卻、除濕空調。

水系統：風機盤管、輻射空調、水環熱泵。

氟系統：分體式空調、多聯機、水環熱泵。

4 空調系統主要組成

空調系統主要組成通常包括：主機、冷媒管道、分歧管、內機、膨脹水箱、冷卻塔、循環水泵、水過濾器，輔助設備有風機、空氣過濾器、加熱器、加濕器、去濕器等。

5 空調系統情況

5.1 系統初建情況

以某多媒體廣播電視單位業務樓空調系統為例。多媒體廣播電視制播過程復雜繁瑣，制作場地、空間、環境都有非常嚴格的技術要求。該業務樓空調系統，是同大樓建設工程一并組建的，大樓總建筑面積近50000 平方米，空調工況負荷面積約40000 平方米，夏季空調總負荷峰值可達1390RT（4900kw），工作區域根據制播工作特點，分為：公共區域、辦公室區域、直播、編播區域、技術設備機房、檔案存儲。全樓采用的中央空調集中處理+風機盤管系統進行空氣調節，屬于半集中半分散式空調系統。系統核心主機初始設計裝機容量1350RT，由3 臺Carrier 19XL 450RT 冷機組成供冷機組群聯合供冷。后因所在地區電力供應緊張，供電局嚴控用電指標，且行業當時提倡冰蓄冷技術，因此設計更改選用由兩臺核心制冷機組構成，一臺是上海合眾開利公司生產的Carrier 19XL 500RT 速度型離心式冷水機組，制冷量1760kw，負責空調工況供冷。另一臺是美國YORK 公司生產的440RT 容積型螺桿式冷水機組，制冷量1550kw，負責空調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，設計最大輸出冷量450 RT/h（1600kw），以實現設備錯峰運行時的供冷保障。除了核心機組外，整個系統還配有空調機組新風系統、冷卻塔、水泵、軟化水處理裝置等，輔助設施設備配套運行。大樓供暖熱源，則主要來源于市政外網管線的一次水引入，再經過二次水熱交換傳導，完成全樓供暖保障。

5.2 系統特性與不足

隨著多媒體廣播電視行業事業的快速發展和壯大，該樓內新增設部門和開播節目的增加，使樓內部環境布局、辦公室、機房區域也發生很大改變。各冷熱負荷空間的變化調整，內部冷熱負荷的分配調控，需要技術應對上更加靈活多變，能源需要更加節能環保。僅靠原始設計的工況，無法滿足這些新的技術要求。針對不同的工作區域和房間，各種設備環境的技術參數要求各不相同。該系統建設初期以滿足編播區域的溫度、濕度、風量和風速等基本參數為主。后期調控依靠人為調節，初始設計雖有一部分集中控制的智能系統，但在實際應用上，可調控范圍有限。工況設計一次成形，無法做到隨負荷變化及時調整。錄音制作機房初建數量少，且單個機房面積均在40 平米～50 平米之間，按照原始設計技術要求，無法實現精準把控各機房配置設備和人員散熱負荷，不能做到隨負荷變化時時調控。雖然總體指標能夠符合技術要求，但在智能化控制上不夠靈活，多需依靠技術人員現場巡查，再隨之調節。

6 技術改進措施

6.1 多媒體廣播電視技術新需求

近年來，業務樓為適應網絡智能化辦公的需求，陸續進行了數次施工改造，除了辦公環境變化外，制播機房的改造工作也是重中之重。業務樓中部分機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。專業技術要求上，除了嚴格執行國家規范的要求，還對音響效果、混響系數、聲響均勻度、噪聲評價曲線等技術參數追求更高的標準。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）；導播室混響時間0.25-0.35 秒（100Hz～4KHz 頻率范圍內）。直播室、演播室在通風、空調設備等正常運轉條件下噪聲級的限值不超過NR30 噪聲評價曲線NR 所規定的數值。其他一般技術房間的背景噪聲不大于NR35 噪聲評價曲線所規定的數值。同行業有的錄音室、廣播劇效果室甚至需要達到要求不大于NR25 噪聲評價曲線數值。

6.2 主要技術處理方法

6.2.1 聲波：聲波是影響和組成聲音的重要技術指標。物體振動時期周圍介質分子交替產生密集稀疏狀向外傳播而成的波動，稱為聲波。空氣調節除了要做好風速、風量控制，減少風壓、風噪，對播音機房內技術參數的影響。若在直播錄制中，風壓忽高忽低，風量忽大忽小，都會直接影響播音機房內聲波的變化，造成聲波的色散和激波的產生，破壞線性波的聲波方程，導致錄傳音過程中聲音采集質量的下降。對此，除了施工建設中對墻體、天花板、地板進行吸聲方面的技術處理外，在空調系統設計上，對空調機組和連接風道、送回風口設計布局上，也重新設計加入降噪減震技術處理，緩解機器和空氣流動產生的噪音干擾。機房溫度控制在23℃，濕度Φ=50%，空調精度分別為±2℃和±10%，空氣加濕采用優質品牌的濕膜加濕器，保證空氣濕度調節控制。

6.2.2 噪聲：為了解決空調設備的動力噪聲和風道的再生噪聲問題、風管相連而引起的房間之間的串音問題、空調設備的震動問題。設計中采用高效低噪的空調通風設備，空調系統的總送、回風干管設置消聲器，消聲器置于吊頂內。空調設備底部做重板隔震基礎，上設彈簧減震器，空調機房內壁做吸聲處理。風管穿墻或樓板處均做隔震和軟連接處理，風管采用減震吊架吊裝。風管內風速、風口風速及風口型式嚴格按照噪聲標準要求設計安裝。還在直播室、視頻演播室、導播室的送風管采用消聲風筒或固定百葉風口，風口盡量做到無遮擋的布置。組合式空調機組箱體內外保溫壁板均采用0.6mm 厚熱鍍鋅彩色鋼板，內底板采用1.0mm 厚不銹鋼板。機組采用鋁合金骨架框梁式結構，保溫板厚度不小于30mm，中間充注密實的聚氨酯發泡阻燃性保溫材料。機組箱體的斷面尺寸保證電子（靜電）過濾器的迎面風速在2.0～2.5m/s 范圍內，機組靜壓700Pa 時，機組噪聲低于80dB（A）。風機電機采用進口優質品牌，風機和電機的軸承采用進口優質SKF 或NSK 自潤滑密封免維護型軸承。皮帶輪采用錐套自鎖結構，傳動皮帶采用進口窄V 帶，結合彈簧減震。

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嚴重，導致大量呼吸系統及免疫系統疾病的發生。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、咽炎等呼吸系統疾病。播音主持的根本，是靠主持人來發聲，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。新的空調系統為了避免污染物對人體及精密設備的危害，進行了針對性的技術改進。設計中加入了對空氣中霧霾物的處理和消除，除了對技術空調機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構板式過濾器，并采用標準模數化尺寸610mm×610mmm。空氣電子過濾器采用靜電式集塵器，對于0.5μm 的塵粒計數效率達到85%（相當于歐洲標準F7）。

6.3 系統改造

機房布局通過改造后，增設了若干個10 平方米左右的錄制機房，同時固定配置具備后期編輯功能的設備。相對固定均勻的空間環境和硬件配置，對于房間內冷熱負荷的計算和設置智能化調控，提供了相對固定的技術指標參考保證。采用集中監控管理系統。改造后的空調自控系統與業務樓空調自控系統聯網集成，由統一計算機集中控制。

機組設備更換，對空調機房進行改造，拆除系統初始建設的冰蓄冷技術冰槽10 臺，添加了YORK 冷水機組一臺，制冷量1122kw，彌補供冷量的缺口。對原始空調系統的兩臺核心制冷機組也進行了更換，新換置2 臺特靈空調系統（中國）有限公司生產的RTHG400 型水冷螺桿式冷水機組，制冷量分別為1389kw和1383kw，占地面積更小，設備總功耗更低。加裝配置VRV 多聯機空調系統，代替分體空調以及老式空調系統的空調方式，實現更加靈活的系統組合形式。減少熱交換介質的熱傳導中間環節，節省成本和能量消耗損失，且運行噪聲更低。在-20C 時依然能夠正常運行。通過這些精細化的技術改進，新的播音制播機房實現了智能化集中監測控制，降低了人員巡視監測的時間成本。

結束語

隨著我國行業發展，空調行業各個環節幾乎都可以應用人工智能技術，比如將神經網絡和模糊控制技術等先進的智能方法應用于產品和工程設計、工藝過程設計、故障診斷、運行維護和使用等環節，實現產品本身的智能化、制造智能化、運行維護智能化。智能化是自動化的未來發展的必然趨勢和方向。