赵伟东
（佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 广东佛山）
摘要：本文简单介绍了家用电器绿色设计的概念，阐述了家用电器绿色设计的发展现状和趋势，对设计的关键技术重点进行了分析和探讨，提出一系列相应的绿色设计措施，以期为家用电器绿色设计提供参考。
关键词：家用电器；绿色设计；关键技术
一、绿色设计的概念
绿色设计是指在产品设计中，保证产品性能、市场需求等基本条件下，考虑其在使用过程中对资源和环境造成的影响，并对各种相关因素进行协调优化，使产品各项指标符合绿色环保要求。绿色设计要遵从“减少”、“回收”、“再生”三个设计标准，“减少”是指资源和能源消耗的减少，对环境污染的减少；“回收”是指产品寿命消耗尽后，其制作材料和零部件能够回收并再次利用；“再生”是指产品在出现故障时，能够通过维修更新得以重新利用。【1】
二、家用电器绿色设计的发展现状及趋势
目前家用电器绿色设计技术已经得到了国内外的广泛关注和认可。1998年美国SME“制造工程师”发表了关于绿色设计技术的蓝皮书《Green Designing And Manufacturing》，其中非常系统且详细地介绍了绿色设计技术的发展前景、设计理念以及设计效用等。【2】近几年，在很多国际会议中提到绿色设计与制造的相关内容，发展家用电器绿色设计与制造势在必行。家用电器绿色设计的发展趋势主要有这几个方面：社会的认可与参与，全球性，信息与技术的集成，参数与指标规范化，产业链条化。家用电器绿色设计要想得到社会的认可和参与，需要立法和行政规定其明确情况，政府可指定相关的经济政策，如相关资源价格政策，对不可再生资源以及影响环境的资源利用进行调控，减少这类资源的利用，从而使家用电器转为开发并利用新能源。家用电器的绿色设计在很多方面都体现了世界化的特征和趋势，如制造业，ISO14000系列标准的制定，进口家用电器绿色性能标志及认定。【3】家用电器绿色设计技术会涉及到制造业的各个方面，因此是一个非常复杂的系统工程，目前家用电器绿色设计的目标是家用电器绿色设计与制造的信息集成、产品性能和制造工艺设计以及产品材料选择体系的集成，市场需求与家用电器供应链的集成。家用电器绿色设计的相关参数与指标数据需进行规范化处理，以更好地实现各个指标的并行设计及更方便对产品或者方案进行评价。家用电器绿色设计会促使新兴产业的形成和发展，如家用电器绿色材料和配件制造业，实施家用电器绿色设计与制造的相关软件产业等。
三、家用电器绿色设计的关键技术
（一）家用电器的环境特性设计
家用电器绿色设计的前提是环保材料的使用，在选择家用电器材料时应遵循的原则有：第一，优先选择可回收、可再生利用的材料，尽量选用无毒、无腐蚀性、低耗能、易降解、无污染的原材料；第二，选择环保属性良好的材料及其零部件；第三，简化家用电器表面的处理工艺。在设计过程中可根据用者的要求和心理特点进行个人针对性设计，使用者舒心惬意，同时环境设计要求家用电器应避免有刺激性的气味、液体、噪音以及电磁辐射对人体造成危害。
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（二）家用电器的绿色结构设计
家用电器的绿色结构设计直接关系到产品的材料、零部件寿命，绿色结构设计在满足产品基本功能外，需详细考虑产品的结构易拆卸性和寿命性。为了方便解决家用电器在使用过程中出现的故障问题，或者是产品零部件、材料易于回收，绿色结构设计应遵循易于拆卸，便于维修的原则，考虑产品的整体结构，分析拆卸步骤和过程，推算时间及成本，以提出可行性的产品绿色设计计划和方案。尽量避免不可拆卸的连接方式，如焊接、铆接等；安装设置最好设计在同一平面上，便于产品零部件拆卸维修，如海尔空调的零部件数量比上一年减少了10%，【4】提高了可拆性性能，更加便于维修，作废时零件材料能更快地进行分类，从而回收利用。
家用电器的绿色结构设计包括了对产品寿命的设计，利用可重构性设计、可维修性设计、模块化设计、技术预测等最大限度地延长产品寿命，使产品能够满足一段时间的市场需求。如模块化设计，在设计空调时可将其分为主机组、循环通风系统、冷却水系统、控制系统、冷冻水系统这个大模块，模块设计提高了家用结构任意组装的自由性，丰富了产品的品种和型号，加快了产品的更新换代，缩短了产品的研制周期，同时也便于产品的维修及零部件再次利用。
（三）家用电器的节能设计
家用电器绿色设计的重要环节便是节能设计，节能设计是指利用新的设计理念、设计技术、设计工艺使产品实现功能合理化、结构简约化、低耗能、高回收利用的设计目标。比如采用变频及模糊控制技术、高校压缩机和电机，将蓄热相变材料、热管、热泵等应用于产品设计中，减少待机控制能耗，优化产品结构，减少产品存储及运输能耗。
（四）家用电器的制造过程设计
绿色制造是一个高效益的现代化制造模式，家用电器绿色制造主要包括清洁生产的研究，家电无铅焊接设计这两个方面。清洁生产的实现方法和途径有：第一，改善生产制造的工艺技术，寻找节能环保的新工艺，实现产品制造过程低能耗；第二，加强环境监测和生产管理，避免制造过程中大量的环境污染。家用电器无铅焊接设计是绿色设计中一个重要环节，由于2006年7月起欧盟市场禁止销售含铅、汞等有害物质的家电产品。家用电器无铅焊接工艺虽然逐渐实行，但是也引起了许多问题，诸如无铅钎料容易被氧化，无铅钎料润湿性不强，铺展性能差，焊接设备容易溶蚀损坏等。因此针对无铅焊接技术，还应采取弥补性的工艺措施，如：使用氮气和阻焊剂防治钎料氧化；更换回流焊炉以更好地控制焊接温度，预防产品发生溶蚀损坏；进行分布钎焊；应制定出组装生产技术、钎料合金成分、焊接检验以及试验方法等相关标准，以促进无铅焊接技术的改进和发展。
（五）家用电器的绿色包装设计
家用电器绿色包装是指安全卫生、节约资源、保护环境的包装，绿色包装力求减少废物、包装材料可回收利用，无毒、无污染、易降解等。家用电器绿色包装设计可通过选择环保、可回收的包装材料；精简包装这两种方法实现。可回收利用的包装材料不仅可以节约包装成本，节省物资，而且还能减少对环境的污染。如常用的包装材料，可发性聚苯乙烯（EPS）塑料，该材料不易降解，污染环境严重，因此可使用废纸加工的包装材料进行替代，达到节约物资，低能耗，低污染的要求。精简包装是指通过少量的包装达到保护产品的目的，精简包装可降低生产成本，节约物资，从而实现家用电器设计环保。精简包装应在增加产品抗破坏力能力，增强牢固性的前提下，进行精简。
（六）家用电器的回收与处理设计
家用电器的回收与处理也是绿色设计的一个重要环节，是提高资源利用率，降低环境污染的有效途径。绿色家电设计人应与原料生产人员、产品制造人、回收处理工艺人员共同研讨并负责家用电器产品的回收处理设计工艺，对能够再次利用的电器零部件进行维修并作第二次出售，不可再次利用的产品进行拆卸按品种分类回收，有毒有害材料作特殊处理，残渣焚烧提供热能加以利用。
参考文献：
[1]王淑旺,刘光复,刘志峰,宋守许. 绿色设计讲座第八讲 废旧家电产品回收再利用技术研究[J]. 家电科技,2013,01:70-72+74.
[2]崔维靖. 绿色、生态、可持续发展新理念——记第三届中国国际电子电器回收及处理技术大会[J]. 家电科技,2014.24:14-15.
[3]张健,芮延年,陈洁. 基于绿色产品家用电器模糊层次评价方法的研究[J]. 机电工程技术,2015,09:87-88+96.
[4]崔维靖. 绿色、生态、可持续发展新理念——记第三届中国国际电子电器回收及处理技术大会[J]. 家电科技,2014.24:14-15.
论文作者:赵伟东
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/23
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