基于TRIZ的空調換新風裝置研究

隨著社會發展，人們經濟生活水平的提高，對空調的要求也不再局限于簡單的制冷制熱，房間通風換氣的要求也逐漸成為高端空調消費群體的追求。于是各空調廠家都在一些高端產品上配置獨立換氣裝置，用來對房間內空氣進行新風交換。一般實現方式為在室外側增加一個小的離心風扇，并通過管道連接到室內側(如圖1-2)。當房間內空氣質量變差時，空調控制風扇運轉，向室內側送新風或者把室內側的污染空氣排到室外，對于向室內送風還是向室外側排出空氣這個方面，不同廠家則不盡相同，但目的只有一個：通過室內、室外空氣的交換實現室內空氣質量的提升。但后來在實踐發現，由于安裝位置或使用環境，有時換氣裝置處的室外側空氣也較差，則如果是向室內送新風的新風裝置，就會導致室內側的空氣更差;有時候換氣裝置處的室外側空氣較好，但窗戶或門口處的空氣差，則如果是安裝的向室外側排出空氣的新風裝置，雖然這時把室內的臟空氣排出了，但通過窗戶縫隙或門縫隙處進入的空氣也較臟，起不到換新風的作用。

圖1 向室外排風的換新風方案

圖2 向室內送風的換新風方案

看到單向換新風存在的不足后，有廠家則設計了一種雙管雙向的換新風裝置，如圖3所示。通過兩個新風管分別實現對室內空氣的吸排。這樣解決了環境的適應性問題，但安裝時發現用戶墻洞基本上是在裝修時已經預留好，采用雙管后墻洞不夠大，需要安裝現場重新打孔或擴孔，可操作性差。如何既滿足消費者的使用要求又安裝方便，成為換新風裝置研究的方向。本文借助TRIZ理論指導，對換新風裝置進行了創新性研究。

圖3 雙管雙向換新風方案

1 TRIZ理論簡介

1.1 TRIZ理論的來源

TRIZ來源于俄文，并按ISO/R9-1968E規定，直接轉換成拉丁文Threoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的縮寫，直譯成中文就是：解決發明問題的理論。他的英文全寫是：Theory of Inventive Problem Solving，在歐美國家縮寫成TIPS。TRIZ是由前蘇聯海軍專利審查員G.T.阿奇舒勒和他的追隨者在分析了上百萬份專利的基礎上，發現在不同領域中，解決不同問題的專利卻有著極其相似的創新理念和類似的解決問題的方法，從而創建起來的一整套體系化、具有極其廣泛通用性和可操作性的理論體系。該理論被認為是目前最全面系統的論述發明創造，實現技術創新的理論體系。

1.2 TRIZ的理論體系

TRIZ是一種建立在技術系統演變進化規律基礎上的問題解決系統，根據TRIZ理論，技術系統演變的8大法則、39個工程參數、40個發明原理、沖突矩陣、76個標準解、發明問題解決算法、ARIZ、最終理想解、失效分析、資源分析、功能分析等一起構成TRIZ理論的方法體系，如圖4。

圖4 TRIZ的理論架構

按照TRIZ理論，產品進化過程就是不斷解決產品所存在技術沖突的過程。設計人員不斷發現并解決沖突，從而推動產品向理想化方向進步。在工程技術領域，為了解決(或提升)一種性能，往往會造成另一種不希望的性能出現或惡化。TRIZ就是用來解決這種問題的工具，并引入了一個專有名詞“沖突”。TRIZ中的沖突分為技術沖突和物理沖突，技術沖突是指一個參數的改善造成另一個參數的惡化，解決技術沖突的通用方法如圖1所示;物理沖突是指對一個參數來說，即希望其好又希望其壞。

1.3 TRIZ的理論基礎

TRIZ能夠解決問題的理論基礎：

(1)問題及其解在不同的工業部門及不同的科學領域重復出現;

(2)技術進化模式在不同的工業部門及不同的科學領域重復出現;

(3)發明經常采用不相關領域中所存在的效應。

正是基于上述3條規律，TRIZ成為解決技術問題的普適方法。