淺談家電產品綠色設計

林水雄

摘 要 家電行業對我國的發展舉足輕重，但廠家一直關注的是市場需求，而忽視了產品的環境屬性，對產品在生產、使用和廢棄過程中能源、資源的過度消耗和廢棄物的過度排放所造成的環境問題沒有引起重視。嚴峻的現實使廠家認識到，在滿足產品的性能、壽命、質量和成本要求的同時，必須關注產品的環保特性。研究表明產品的環境特性70%～80%由設計決定，只有從設計源頭避免產品環境污染，在設計時就按綠色產品的要求規劃和開發，才能確保產品的綠色特性。

關鍵詞 家電產品 綠色設計 節能

中圖分類號：TM925 文獻標識碼：A

家電產品的綠色設計包括家電節能設計、家電節材設計，本項目針對家電產品選擇典型的空調器和除濕機進行綠色設計研究，提出節能和節材關鍵技術，從設計源頭解決綠色設計問題。

1空調器節能設計

1.1主要研究內容

空調器的核心部件主要是壓縮機、電機、換熱器、風道、變頻控制器。

（1）雙缸變容噴氣增焓旋轉式變頻壓縮機的設計。使用雙缸變容噴氣增焓旋轉式變頻壓縮機可實現三種運行模式：單缸變頻噴氣增焓運行，雙缸變頻變容運行和雙缸變頻變容噴氣增焓。新設計的壓縮機結構大大提升了壓縮機能力的調節范圍，有效解決了普通雙缸變頻壓縮機低頻能效偏低的問題，而且通過中間壓力回氣噴射口補充制冷劑氣體，增加壓縮機排氣量，加上雙缸變容與噴氣增焓的應用，大幅度提高了系統制熱量，解決了空調器低溫及超低溫制熱能力不足及單缸噴氣增焓壓縮機高頻運行噪音大的問題。

（2）混合管徑換熱器及與高效風道耦合技術。根據制冷劑流動特性，在冷媒入口和出口處采用較粗的7mm管，并采用1-2路流路。由此來提高冷媒在進、出口的單相區的流速，提高其換熱能力。在中部的二相區采用較細的5mm管和較多的流路4-8路，可以有效的降低二相區的冷媒流動阻力。另外設計每個流路的流經的傳熱管管數相同，傳熱管管徑也相同。這樣可以使得冷媒流經每一流路的壓力損失盡量接近，能使得每個流路的分流盡可能的均勻，大幅度提升混合管徑換熱器的換熱性能。

1.2擬采用的方法、技術路線以及工藝流程

（1）雙缸變容噴氣增焓旋轉式變頻壓縮機的設計。使用雙缸變容噴氣增焓旋轉式變頻壓縮機通過三通閥切換輸入到下氣缸的高低壓氣體來切換下氣缸的工作與停止狀態，具體控制方式（如圖1）為：

①下氣缸為變容氣缸，變容方式采用的是吸氣壓力切換，在中儲液器上端接三通閥（四通閥）出口，使下氣缸可選擇性地通入低壓或高壓氣體。

②當吸氣壓力為低壓（蒸發出口壓力）時，由于殼體內部是高壓，在壓差的作用下，下滑片動作，下氣缸壓縮氣體；

③當吸氣壓力為高壓時，氣缸及殼體內同為高壓，二者無壓差，滑片不動作，下氣缸將處于休缸狀態不壓縮氣體；

④上氣缸是常運氣缸，其噴氣是每個壓縮周期都進行的；下氣缸的噴氣口設置有截止閥，在休缸狀態時，下氣缸不噴氣。

2家電節材設計

目前家用空調使用的材料大多已是通用級材料，經過多年持續的節材優化，同時對品質要求的提升，傳統的材料替代手段等同于干毛巾里擰出水，難于維系，該如何破局？本項目經長期研究，利用特定材料的性能特點，通過結構、工藝優化，成型新零件，替代現有幾個零部件的組合，實現工藝簡化，效率提升，達到節材，實現綠色設計。

2.1 BMC電控盒

原電控盒使用的阻燃ABS材料屬于熱塑性材料，受熱時還會再次變形、熔化，所以必須外加防護鈑金，防止火焰冒出。使用阻燃熱固性材料注塑或模壓成型，制件受熱后不再熔化、變形，可滿足電控盒的使用要求。BMC（DMC）材料（Bulk（Dough）moldingcompounds），即團狀模塑料，主要原料由玻纖、不飽和聚酯樹脂、填料以及各種添加劑經充分混合而成的料團狀預浸料，用于注塑或模壓成型。具有良好的成型性、耐熱性和阻燃性。經開模驗證BMC電控盒，性能滿足要求。收益：減少3個鈑金編碼，裝配效率提升50%以上，無鈑金接地問題，產品節材效果明顯。

2.2 EPP接水盤

目前空調接水盤零件主要由ABS直接注塑成型，為防止凝露，需在背面整體貼一層保溫海綿，工序繁瑣。EPP材料具有良好的保溫性、耐化學性和抗沖擊性，有望在接水盤應用。開模驗證，出水嘴用共聚PP注塑成型后嵌入泡沫模具中一起成型。經裝機驗證，凝露測試、可靠性驗證OK。收益：使用EPP材料成型接水盤，可靠性提升，取消貼海綿，工藝簡化，效率提升，技術節材成本下降約3元/臺。

2.3免涂油軸套

目前空調擺葉使用POM軸套的同時還需涂布硅脂，以避免轉動摩擦異音。因擺葉在出風口可見地方，涂硅脂后影響外觀，且容易沾灰。使用硅酮、PTFE等潤滑、耐磨助劑改性POM，降低摩擦系數。試模裝機長運驗證，不涂油，無異音。收益：更換新材料轉軸后，取消涂布硅脂，效率提升，同時改善外觀效果。因無硅脂干涸或沾灰問題，可靠性同時提升。每臺機節材成本降低約0.02元。