基于TRIZ的空调换新风装置研究

随着社会发展，人们经济生活水平的提高，对空调的要求也不再局限于简单的制冷制热，房间通风换气的要求也逐渐成为高端空调消费群体的追求。于是各空调厂家都在一些高端产品上配置独立换气装置，用来对房间内空气进行新风交换。一般实现方式为在室外侧增加一个小的离心风扇，并通过管道连接到室内侧(如图1-2)。当房间内空气质量变差时，空调控制风扇运转，向室内侧送新风或者把室内侧的污染空气排到室外，对于向室内送风还是向室外侧排出空气这个方面，不同厂家则不尽相同，但目的只有一个：通过室内、室外空气的交换实现室内空气质量的提升。但后来在实践发现，由于安装位置或使用环境，有时换气装置处的室外侧空气也较差，则如果是向室内送新风的新风装置，就会导致室内侧的空气更差;有时候换气装置处的室外侧空气较好，但窗户或门口处的空气差，则如果是安装的向室外侧排出空气的新风装置，虽然这时把室内的脏空气排出了，但通过窗户缝隙或门缝隙处进入的空气也较脏，起不到换新风的作用。

图1 向室外排风的换新风方案

图2 向室内送风的换新风方案

看到单向换新风存在的不足后，有厂家则设计了一种双管双向的换新风装置，如图3所示。通过两个新风管分别实现对室内空气的吸排。这样解决了环境的适应性问题，但安装时发现用户墙洞基本上是在装修时已经预留好，采用双管后墙洞不够大，需要安装现场重新打孔或扩孔，可操作性差。如何既满足消费者的使用要求又安装方便，成为换新风装置研究的方向。本文借助TRIZ理论指导，对换新风装置进行了创新性研究。

图3 双管双向换新风方案

1 TRIZ理论简介

1.1 TRIZ理论的来源

TRIZ来源于俄文，并按ISO/R9-1968E规定，直接转换成拉丁文Threoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写，直译成中文就是：解决发明问题的理论。他的英文全写是：Theory of Inventive Problem Solving，在欧美国家缩写成TIPS。TRIZ是由前苏联海军专利审查员G.T.阿奇舒勒和他的追随者在分析了上百万份专利的基础上，发现在不同领域中，解决不同问题的专利却有着极其相似的创新理念和类似的解决问题的方法，从而创建起来的一整套体系化、具有极其广泛通用性和可操作性的理论体系。该理论被认为是目前最全面系统的论述发明创造，实现技术创新的理论体系。

1.2 TRIZ的理论体系

TRIZ是一种建立在技术系统演变进化规律基础上的问题解决系统，根据TRIZ理论，技术系统演变的8大法则、39个工程参数、40个发明原理、冲突矩阵、76个标准解、发明问题解决算法、ARIZ、最终理想解、失效分析、资源分析、功能分析等一起构成TRIZ理论的方法体系，如图4。

图4 TRIZ的理论架构

按照TRIZ理论，产品进化过程就是不断解决产品所存在技术冲突的过程。设计人员不断发现并解决冲突，从而推动产品向理想化方向进步。在工程技术领域，为了解决(或提升)一种性能，往往会造成另一种不希望的性能出现或恶化。TRIZ就是用来解决这种问题的工具，并引入了一个专有名词“冲突”。TRIZ中的冲突分为技术冲突和物理冲突，技术冲突是指一个参数的改善造成另一个参数的恶化，解决技术冲突的通用方法如图1所示;物理冲突是指对一个参数来说，即希望其好又希望其坏。

1.3 TRIZ的理论基础

TRIZ能够解决问题的理论基础：

(1)问题及其解在不同的工业部门及不同的科学领域重复出现;

(2)技术进化模式在不同的工业部门及不同的科学领域重复出现;

(3)发明经常采用不相关领域中所存在的效应。

正是基于上述3条规律，TRIZ成为解决技术问题的普适方法。