浅谈家电产品绿色设计

林水雄

摘 要 家电行业对我国的发展举足轻重，但厂家一直关注的是市场需求，而忽视了产品的环境属性，对产品在生产、使用和废弃过程中能源、资源的过度消耗和废弃物的过度排放所造成的环境问题没有引起重视。严峻的现实使厂家认识到，在满足产品的性能、寿命、质量和成本要求的同时，必须关注产品的环保特性。研究表明产品的环境特性70%～80%由设计决定，只有从设计源头避免产品环境污染，在设计时就按绿色产品的要求规划和开发，才能确保产品的绿色特性。

关键词 家电产品 绿色设计 节能

中图分类号：TM925 文献标识码：A

家电产品的绿色设计包括家电节能设计、家电节材设计，本项目针对家电产品选择典型的空调器和除湿机进行绿色设计研究，提出节能和节材关键技术，从设计源头解决绿色设计问题。

1空调器节能设计

1.1主要研究内容

空调器的核心部件主要是压缩机、电机、换热器、风道、变频控制器。

（1）双缸变容喷气增焓旋转式变频压缩机的设计。使用双缸变容喷气增焓旋转式变频压缩机可实现三种运行模式：单缸变频喷气增焓运行，双缸变频变容运行和双缸变频变容喷气增焓。新设计的压缩机结构大大提升了压缩机能力的调节范围，有效解决了普通双缸变频压缩机低频能效偏低的问题，而且通过中间压力回气喷射口补充制冷剂气体，增加压缩机排气量，加上双缸变容与喷气增焓的应用，大幅度提高了系统制热量，解决了空调器低温及超低温制热能力不足及单缸喷气增焓压缩机高频运行噪音大的问题。

（2）混合管径换热器及与高效风道耦合技术。根据制冷剂流动特性，在冷媒入口和出口处采用较粗的7mm管，并采用1-2路流路。由此来提高冷媒在进、出口的单相区的流速，提高其换热能力。在中部的二相区采用较细的5mm管和较多的流路4-8路，可以有效的降低二相区的冷媒流动阻力。另外设计每个流路的流经的传热管管数相同，传热管管径也相同。这样可以使得冷媒流经每一流路的压力损失尽量接近，能使得每个流路的分流尽可能的均匀，大幅度提升混合管径换热器的换热性能。

1.2拟采用的方法、技术路线以及工艺流程

（1）双缸变容喷气增焓旋转式变频压缩机的设计。使用双缸变容喷气增焓旋转式变频压缩机通过三通阀切换输入到下气缸的高低压气体来切换下气缸的工作与停止状态，具体控制方式（如图1）为：

①下气缸为变容气缸，变容方式采用的是吸气压力切换，在中储液器上端接三通阀（四通阀）出口，使下气缸可选择性地通入低压或高压气体。

②当吸气压力为低压（蒸发出口压力）时，由于壳体内部是高压，在压差的作用下，下滑片动作，下气缸压缩气体；

③当吸气压力为高压时，气缸及壳体内同为高压，二者無压差，滑片不动作，下气缸将处于休缸状态不压缩气体；

④上气缸是常运气缸，其喷气是每个压缩周期都进行的；下气缸的喷气口设置有截止阀，在休缸状态时，下气缸不喷气。

2家电节材设计

目前家用空调使用的材料大多已是通用级材料，经过多年持续的节材优化，同时对品质要求的提升，传统的材料替代手段等同于干毛巾里拧出水，难于维系，该如何破局？本项目经长期研究，利用特定材料的性能特点，通过结构、工艺优化，成型新零件，替代现有几个零部件的组合，实现工艺简化，效率提升，达到节材，实现绿色设计。

2.1 BMC电控盒

原电控盒使用的阻燃ABS材料属于热塑性材料，受热时还会再次变形、熔化，所以必须外加防护钣金，防止火焰冒出。使用阻燃热固性材料注塑或模压成型，制件受热后不再熔化、变形，可满足电控盒的使用要求。BMC（DMC）材料（Bulk（Dough）moldingcompounds），即团状模塑料，主要原料由玻纤、不饱和聚酯树脂、填料以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料，用于注塑或模压成型。具有良好的成型性、耐热性和阻燃性。经开模验证BMC电控盒，性能满足要求。收益：减少3个钣金编码，装配效率提升50%以上，无钣金接地问题，产品节材效果明显。

2.2 EPP接水盘

目前空调接水盘零件主要由ABS直接注塑成型，为防止凝露，需在背面整体贴一层保温海绵，工序繁琐。EPP材料具有良好的保温性、耐化学性和抗冲击性，有望在接水盘应用。开模验证，出水嘴用共聚PP注塑成型后嵌入泡沫模具中一起成型。经装机验证，凝露测试、可靠性验证OK。收益：使用EPP材料成型接水盘，可靠性提升，取消贴海绵，工艺简化，效率提升，技术节材成本下降约3元/台。

2.3免涂油轴套

目前空调摆叶使用POM轴套的同时还需涂布硅脂，以避免转动摩擦异音。因摆叶在出风口可见地方，涂硅脂后影响外观，且容易沾灰。使用硅酮、PTFE等润滑、耐磨助剂改性POM，降低摩擦系数。试模装机长运验证，不涂油，无异音。收益：更换新材料转轴后，取消涂布硅脂，效率提升，同时改善外观效果。因无硅脂干涸或沾灰问题，可靠性同时提升。每台机节材成本降低约0.02元。