劉志凡

（武漢理工大學土木工程與建筑學院，湖北 武漢 430070）

隨著中國特色社會主義經(jīng)濟不斷發(fā)展，建筑行業(yè)迅速發(fā)展，環(huán)保與節(jié)能成為現(xiàn)代建筑的一個新要求。人們對建筑居住舒適度的要求不斷提高[1-2]，導致空調能耗快速增加、居民生活不斷改善，供暖供冷、生活熱水的能源消耗量占整個建筑系統(tǒng)能源消耗的50%左右[3-4]。據(jù)統(tǒng)計，中國公共建筑能耗巨大，其中超過50%消耗于空調系統(tǒng)，為了響應中國提出的碳達峰、碳中和重要戰(zhàn)略決策，促進經(jīng)濟高質量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善，發(fā)展空調節(jié)能技術意義日益重大。

中央空調系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中越來越普遍，安裝中央空調系統(tǒng)時常采用風管送風的方式[5]，而采用傳統(tǒng)的吊頂風管安裝方式時如果送風量過大會出現(xiàn)較大振動，從而增加了振動導致的能量損耗，并且存在一定的安全問題。因此，針對當前存在的問題，本文研究設計了一種新型中央空調風管安裝支架以解決以上問題。

1 背景技術

中央空調系統(tǒng)由一個或多個冷熱源系統(tǒng)和多個空氣調節(jié)系統(tǒng)組成[5]，該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)冷劑式空調，使用如單體機集中處理空氣以達到舒適要求。采用液體氣化制冷的原理為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內環(huán)境的熱負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需熱量，用以抵消室內環(huán)境冷暖負荷。中央空調系統(tǒng)一般采用風管送風的方式，安裝風管時一般采用吊頂?shù)姆绞?，在送風量過大的情況下風管會出現(xiàn)劇烈振動，振動會導致能量損耗明顯，且存在一定的安全隱患。

2 中央空調風管安裝支架設計方法

2.1 設計思路

本文的研究目的是通過控制風管在送風量過大情況下的振動幅度，設計一種可以節(jié)約能量、安全性高的中央空調風管安裝支架，以解決上述提出的現(xiàn)存問題。根據(jù)相關技術背景，本文分析得到如下設計思路。在墻體和壁頂均設置帶T形槽的底座，2個底座互相垂直，T形槽內活動連接蓋板，2個蓋板彼此垂直，在蓋板上分別連接橫板和豎板，橫板和豎板也彼此垂直，在橫板和豎板上分別與其彼此平行的底座之間用固定桿加固以提高剛度，并利用2個彼此垂直的底座和2個彼此垂直的橫板、豎板，使風管支架在自然本體的4個側面全部穩(wěn)固，以防止風管支架強烈振動。在橫板下設置支撐架加強橫板的承載能力，進一步防止風管劇烈振動。

2.2 技術方案

為該中央空調風管安裝支架，包括第一底座，所述第一底座下方開設有第一T形槽，第一T形槽內活動連接第一滑蓋，第一滑蓋下方連接豎板，豎板垂直于所設計的第一滑蓋。豎板下設有橫板，橫板上活動連接風管本體，并且橫板與豎板相互垂直。橫板側邊連接第二滑蓋，第二滑蓋背面連接T形塊，T形塊活動連接第二底座。

橫板下方連接多組固定柱，每組固定柱間連接一根支撐架的一端，支撐架的形狀為Z形，每組固定柱上均開設有連接孔，連接孔內連接固定軸。其中第二滑蓋上設有第一螺柱，第一螺柱螺紋連接第一固定桿的一端，第一固定桿穿過豎板，第一固定桿的另一端在豎板外通過螺紋連接第一螺母，第一滑蓋下方設有2個第二螺柱，每個第二螺柱均通過螺紋連接第二固定桿的一端，每根第二固定桿均穿過橫板，每根第二固定桿的另一端在橫板下方均連接第二螺母。

3 中央空調風管安裝支架細節(jié)描述

中央空調風管安裝支架外觀設計如圖1所示。中央空調風管安裝支架包括17個構件，分別為第一底座、第一滑蓋、第二底座、第二滑蓋、豎板、橫板、風管本體、固定軸、支撐架、第二固定桿、第一螺母、第一螺柱、第一固定桿、圓銷、固定柱、第二螺柱、第二螺母。

圖1 中央空調風管安裝支架外觀設計圖

一種便于拆卸的中央空調風管安裝支架整體視圖如圖2所示。第一底座下方開設有第一T形槽，第一T形槽內活動連接第一滑蓋，第一滑蓋下方連接豎板，豎板垂直于第一滑蓋。豎板下設有橫板，橫板上活動連接風管本體，橫板與豎板相互垂直。橫板側邊連接第二滑蓋，第二滑蓋背面連接T形塊，T形塊活動連接第二底座。橫板下連接多組固定柱，每組固定柱間連接一根支撐架的一端，支撐架的形狀為Z形，每組固定柱上均開設有連接孔，連接孔內連接固定軸，結構簡單，方便安裝。

圖2 中央空調風管安裝支架整體視圖

該中央空調風管安裝支架仰視圖如圖3所示。上下端均有固定裝置，穩(wěn)定性、安全性更好。

圖3中A處的放大細節(jié)圖如圖4所示。該處有安裝、固定、拆卸的作用，具體描述如下：第二T形槽活動連接橫板下連接多組固定柱，每組固定柱間連接一根支撐架的一端，支撐架的形狀為Z形，支撐架的另一端上均設有通孔，通孔內連接膨脹螺釘將支架固定在預設的墻壁上，每組固定柱上均開設有連接孔，連接孔內連接固定軸，同時每根第二固定桿均穿過橫板，每根第二固定桿的另一端在橫板下方均連接第二螺母。

圖3 中央空調風管安裝支架仰視圖

圖4 圖3中A處結構放大圖

第二滑蓋和橫板的位置如圖5所示，橫板側邊連接第二滑蓋，第二滑蓋背面連接T形塊，T形塊活動連接第二底座，再通過膨脹螺釘將第二底座固定在墻壁上，以穩(wěn)固裝置，起到減輕結構振動的效果。

圖5 第二滑蓋和橫板的位置示意圖

4 中央空調風管安裝支架工作原理

該中央空調風管安裝支架的使用方法如下：先使用膨脹螺釘分別將第一底座固定到墻頂，將第二底座固定到墻壁上，將第二滑蓋插到第二底座內，將風管本體放在橫板上，再將第一滑蓋插入第一底座內，將第一固定桿穿過豎板與第一螺柱連接，將第一螺母擰緊，豎板在第一固定桿的作用向第二滑蓋的方向壓緊，風管本體在豎板的作用下向第二滑蓋靠近；在豎板和第二滑蓋的作用下，將風管本體的2個側邊固定，將第二固定桿穿過橫和第二螺柱連接，擰緊第二螺母，在第二螺母的作用下橫板向上移動，風管本體在橫板的作用下向上移動，在橫板和第一固定桿的共同作用下將風管本體的上下方向固定，將支撐架的一端連接到固定柱上通過固定軸將支撐架和固定柱固定，支撐架的另一端通過膨脹螺釘固定在墻壁上；最后將圓銷插入第二底座內，防止第二滑蓋落導致風管本體掉落，此時安裝完成。拆卸時先將第一螺母擰松再將第二螺母擰松，然后將第二固定桿和第一固定桿取下，再將第一滑蓋移出第一底座，此時風管本體就能被拆卸下來，方便拆卸。

5 設計創(chuàng)新效應

5.1 節(jié)約能源

由于該中央空調風管安裝支架比較穩(wěn)固，減少了風管在送風量過大的情況下來回搖晃而產(chǎn)生的機械能損耗，達到節(jié)能的效果。

5.2 安全穩(wěn)固

多方面的固定裝置使得該中央空調風管安裝支架振動減小，穩(wěn)定性好，使用時更加安全。

5.3 便于拆卸

相對于傳統(tǒng)吊頂式中央空調風管安裝支架，該中央空調風管安裝支架通過各部件的巧妙組合，可被簡易安裝與拆卸，提高了支架的使用年限，便于管道維修。

6 結語

通過研究現(xiàn)有的中央空調風管安裝支架，本文發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有支架的創(chuàng)新之處是通過控制中央空調安裝支架在使用過程中的振動問題，降低支架由于振動導致的機械損耗，可以節(jié)約能源，并提高了安全性和便捷性。該創(chuàng)新不僅可以應用于中央空調風管安裝支架上，對其他設備安裝、由于振動導致的機械能損耗的裝置等都有一定的參考價值。該中央空調風管安裝支架相對于傳統(tǒng)中央空調風管安裝支架具有優(yōu)越性，對低碳經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的意義很大，具有環(huán)保、節(jié)能、適用的優(yōu)點，具有較高的推廣應用價值，可為人類的環(huán)保事業(yè)作出一定貢獻。