中央空调风管安装支架研究设计

刘志凡

（武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070）

随着中国特色社会主义经济不断发展，建筑行业迅速发展，环保与节能成为现代建筑的一个新要求。人们对建筑居住舒适度的要求不断提高[1-2]，导致空调能耗快速增加、居民生活不断改善，供暖供冷、生活热水的能源消耗量占整个建筑系统能源消耗的50%左右[3-4]。据统计，中国公共建筑能耗巨大，其中超过50%消耗于空调系统，为了响应中国提出的碳达峰、碳中和重要战略决策，促进经济高质量发展和生态环境改善，发展空调节能技术意义日益重大。

中央空调系统在现代建筑中越来越普遍，安装中央空调系统时常采用风管送风的方式[5]，而采用传统的吊顶风管安装方式时如果送风量过大会出现较大振动，从而增加了振动导致的能量损耗，并且存在一定的安全问题。因此，针对当前存在的问题，本文研究设计了一种新型中央空调风管安装支架以解决以上问题。

1 背景技术

中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成[5]，该系统不同于传统冷剂式空调，使用如单体机集中处理空气以达到舒适要求。采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的热负荷；制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境冷暖负荷。中央空调系统一般采用风管送风的方式，安装风管时一般采用吊顶的方式，在送风量过大的情况下风管会出现剧烈振动，振动会导致能量损耗明显，且存在一定的安全隐患。

2 中央空调风管安装支架设计方法

2.1 设计思路

本文的研究目的是通过控制风管在送风量过大情况下的振动幅度，设计一种可以节约能量、安全性高的中央空调风管安装支架，以解决上述提出的现存问题。根据相关技术背景，本文分析得到如下设计思路。在墙体和壁顶均设置带T形槽的底座，2个底座互相垂直，T形槽内活动连接盖板，2个盖板彼此垂直，在盖板上分别连接横板和竖板，横板和竖板也彼此垂直，在横板和竖板上分别与其彼此平行的底座之间用固定杆加固以提高刚度，并利用2个彼此垂直的底座和2个彼此垂直的横板、竖板，使风管支架在自然本体的4个侧面全部稳固，以防止风管支架强烈振动。在横板下设置支撑架加强横板的承载能力，进一步防止风管剧烈振动。

2.2 技术方案

为该中央空调风管安装支架，包括第一底座，所述第一底座下方开设有第一T形槽，第一T形槽内活动连接第一滑盖，第一滑盖下方连接竖板，竖板垂直于所设计的第一滑盖。竖板下设有横板，横板上活动连接风管本体，并且横板与竖板相互垂直。横板侧边连接第二滑盖，第二滑盖背面连接T形块，T形块活动连接第二底座。

横板下方连接多组固定柱，每组固定柱间连接一根支撑架的一端，支撑架的形状为Z形，每组固定柱上均开设有连接孔，连接孔内连接固定轴。其中第二滑盖上设有第一螺柱，第一螺柱螺纹连接第一固定杆的一端，第一固定杆穿过竖板，第一固定杆的另一端在竖板外通过螺纹连接第一螺母，第一滑盖下方设有2个第二螺柱，每个第二螺柱均通过螺纹连接第二固定杆的一端，每根第二固定杆均穿过横板，每根第二固定杆的另一端在横板下方均连接第二螺母。

3 中央空调风管安装支架细节描述

中央空调风管安装支架外观设计如图1所示。中央空调风管安装支架包括17个构件，分别为第一底座、第一滑盖、第二底座、第二滑盖、竖板、横板、风管本体、固定轴、支撑架、第二固定杆、第一螺母、第一螺柱、第一固定杆、圆销、固定柱、第二螺柱、第二螺母。

图1 中央空调风管安装支架外观设计图

一种便于拆卸的中央空调风管安装支架整体视图如图2所示。第一底座下方开设有第一T形槽，第一T形槽内活动连接第一滑盖，第一滑盖下方连接竖板，竖板垂直于第一滑盖。竖板下设有横板，横板上活动连接风管本体，横板与竖板相互垂直。横板侧边连接第二滑盖，第二滑盖背面连接T形块，T形块活动连接第二底座。横板下连接多组固定柱，每组固定柱间连接一根支撑架的一端，支撑架的形状为Z形，每组固定柱上均开设有连接孔，连接孔内连接固定轴，结构简单，方便安装。

图2 中央空调风管安装支架整体视图

该中央空调风管安装支架仰视图如图3所示。上下端均有固定装置，稳定性、安全性更好。

图3中A处的放大细节图如图4所示。该处有安装、固定、拆卸的作用，具体描述如下：第二T形槽活动连接横板下连接多组固定柱，每组固定柱间连接一根支撑架的一端，支撑架的形状为Z形，支撑架的另一端上均设有通孔，通孔内连接膨胀螺钉将支架固定在预设的墙壁上，每组固定柱上均开设有连接孔，连接孔内连接固定轴，同时每根第二固定杆均穿过横板，每根第二固定杆的另一端在横板下方均连接第二螺母。

图3 中央空调风管安装支架仰视图

图4 图3中A处结构放大图

第二滑盖和横板的位置如图5所示，横板侧边连接第二滑盖，第二滑盖背面连接T形块，T形块活动连接第二底座，再通过膨胀螺钉将第二底座固定在墙壁上，以稳固装置，起到减轻结构振动的效果。

图5 第二滑盖和横板的位置示意图

4 中央空调风管安装支架工作原理

该中央空调风管安装支架的使用方法如下：先使用膨胀螺钉分别将第一底座固定到墙顶，将第二底座固定到墙壁上，将第二滑盖插到第二底座内，将风管本体放在横板上，再将第一滑盖插入第一底座内，将第一固定杆穿过竖板与第一螺柱连接，将第一螺母拧紧，竖板在第一固定杆的作用向第二滑盖的方向压紧，风管本体在竖板的作用下向第二滑盖靠近；在竖板和第二滑盖的作用下，将风管本体的2个侧边固定，将第二固定杆穿过横和第二螺柱连接，拧紧第二螺母，在第二螺母的作用下横板向上移动，风管本体在横板的作用下向上移动，在横板和第一固定杆的共同作用下将风管本体的上下方向固定，将支撑架的一端连接到固定柱上通过固定轴将支撑架和固定柱固定，支撑架的另一端通过膨胀螺钉固定在墙壁上；最后将圆销插入第二底座内，防止第二滑盖落导致风管本体掉落，此时安装完成。拆卸时先将第一螺母拧松再将第二螺母拧松，然后将第二固定杆和第一固定杆取下，再将第一滑盖移出第一底座，此时风管本体就能被拆卸下来，方便拆卸。

5 设计创新效应

5.1 节约能源

由于该中央空调风管安装支架比较稳固，减少了风管在送风量过大的情况下来回摇晃而产生的机械能损耗，达到节能的效果。

5.2 安全稳固

多方面的固定装置使得该中央空调风管安装支架振动减小，稳定性好，使用时更加安全。

5.3 便于拆卸

相对于传统吊顶式中央空调风管安装支架，该中央空调风管安装支架通过各部件的巧妙组合，可被简易安装与拆卸，提高了支架的使用年限，便于管道维修。

6 结语

通过研究现有的中央空调风管安装支架，本文发现现有支架的创新之处是通过控制中央空调安装支架在使用过程中的振动问题，降低支架由于振动导致的机械损耗，可以节约能源，并提高了安全性和便捷性。该创新不仅可以应用于中央空调风管安装支架上，对其他设备安装、由于振动导致的机械能损耗的装置等都有一定的参考价值。该中央空调风管安装支架相对于传统中央空调风管安装支架具有优越性，对低碳经济发展和环境保护的意义很大，具有环保、节能、适用的优点，具有较高的推广应用价值，可为人类的环保事业作出一定贡献。