基于TRIZ理論的家庭飲水設(shè)備發(fā)展分析

劉明晨+趙新軍

1引言

從2014年蘭州自來(lái)水苯含量超標(biāo)事件到南水北調(diào)江水進(jìn)京，彰顯飲水安全問(wèn)題成為了老百姓關(guān)注的熱點(diǎn)。而中國(guó)作為新興市場(chǎng)不斷吸引著國(guó)內(nèi)外家電廠商推出適合中國(guó)國(guó)情的小家電，但我國(guó)目前的家庭飲水設(shè)備與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定的差距，家庭飲水設(shè)備作為使用頻率高、與老百姓生產(chǎn)生活聯(lián)系密切的用品更應(yīng)該被重視。本文基于TRIZ理論分析家庭飲水設(shè)備的發(fā)展與演變，從而預(yù)測(cè)未來(lái)我國(guó)家庭飲水設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，這與每一位中國(guó)人切身利益是緊密相關(guān)的。

2家庭飲水設(shè)備的種類

家庭飲水設(shè)備顧名思義就是解決人們飲水問(wèn)題而誕生的家用產(chǎn)品。因可以提升人們的飲水質(zhì)量和生活品位而成為時(shí)尚備受國(guó)人喜愛(ài)。它們可按結(jié)構(gòu)分為三大類，飲水機(jī)、電熱壺、凈水器（又稱直飲機(jī)）三類（見(jiàn)圖1）。

最初的飲水機(jī)是人們飲用桶裝水的家用產(chǎn)品，分為立式（又稱落地式）和臺(tái)式（又稱座式）兩大類。為了滿足國(guó)人的飲水習(xí)慣，飲水機(jī)的功能又實(shí)現(xiàn)了加熱與制冷效果（圖1A）。伴隨著飲水設(shè)備的發(fā)展，電熱壺又走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，成為家庭中喜愛(ài)的燒水設(shè)備（圖1B）。凈水器也叫凈水機(jī)、過(guò)濾器，是對(duì)水的使用要求、對(duì)水質(zhì)進(jìn)行深度凈化處理的小型水處理設(shè)備（圖1C）。

飲水機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)電能來(lái)加熱和制冷飲用水的一種裝置，它不能依靠自身制出純凈水，必須通過(guò)外界提供桶裝水、凈水桶凈化的水。缺點(diǎn)是：（1）飲水機(jī)反復(fù)燒煮，既浪費(fèi)電，又容易形成千滾水，影響健康；（2）放水出來(lái)的時(shí)候，機(jī)內(nèi)會(huì)進(jìn)入空氣，隨之空氣中的雜質(zhì)也會(huì)進(jìn)去，形成二次污染（是指一次污染物在物理、化學(xué)因素或生物作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所形成的物化特征與一次污染物不同的新污染物，通常比一次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害更為嚴(yán)重）（3）就算是沒(méi)有以上兩種情況（這是不可能的），也只能解決喝水的問(wèn)題，而您的洗米、洗菜、煮飯、煲湯等廚房用水問(wèn)題仍然無(wú)法解決，還得使用二次污染的自來(lái)水；（4）桶裝水的衛(wèi)生狀況是否合格、灌裝的條件是否達(dá)標(biāo)等許多不可知的因素。

電熱水壺的優(yōu)點(diǎn)是方便快捷，燒開(kāi)一壺水只需幾分鐘，而且使用場(chǎng)所不受限制，占用面積小，更加安全衛(wèi)生。缺點(diǎn)在于電熱水壺長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生水垢，清除水垢比較麻煩，因此在使用過(guò)程中要注重保養(yǎng)；每次只能燒容量有限的水。

凈水器（又稱直飲機(jī)）的優(yōu)點(diǎn)是制出的純水或凈水相對(duì)于桶裝水更新鮮、更衛(wèi)生、更安全，它的用途非常廣泛：可以生飲，也可以燒開(kāi)喝；用于烹飪，更加衛(wèi)生，更加可口；可以提供給加濕器、蒸汽熨斗、美容儀等小家電所需用水，決不會(huì)出現(xiàn)讓人討厭的白色粉末；與制冰機(jī)配套使用，制成的冰塊晶瑩剔透，無(wú)任何異味。缺點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格昂貴，是普通飲水機(jī)的十幾倍，以及部分直飲機(jī)出現(xiàn)的出水量少、慢的特點(diǎn)。

3家庭飲水設(shè)備的發(fā)展歷程和基本工作原理

3.1原始時(shí)代—井和水缸的出現(xiàn)

距今七千年的河姆渡原始居民他們是最早解決吃水問(wèn)題、學(xué)會(huì)開(kāi)挖水井，使用水缸的，是他們使飲水變得較為方便。

3.2電氣時(shí)代—電熱水壺的出現(xiàn)

電熱水壺在1891年誕生于芝加哥。隨著科技的發(fā)展，快捷、安全、便利、充分利用能源日漸成為了電水壺的主要特點(diǎn)，嗜茶的英國(guó)人從此愛(ài)上了它。到了21世紀(jì)電熱水壺便成為全球的暢銷品。它當(dāng)初被發(fā)明后迅速在歐美國(guó)家得以普及，近代傳入亞洲。現(xiàn)在的電水壺也正在向多功能方向發(fā)展，如防漏、防燙、鎖水等。電熱水壺具有加熱速度快，保溫效果好，過(guò)濾功能強(qiáng)，式樣多等優(yōu)點(diǎn)。它又被分為帶分體式底座（底盤(pán)）和不帶底座兩種，底座上帶有加熱管，水壺要對(duì)應(yīng)放置在底座上方可加熱，這也是保護(hù)措施的一種。

工作原理：利用水沸騰時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽使蒸汽感溫元件的雙金屬片變形，并利用變形通過(guò)杠桿原理推動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，從而使電熱水壺在水燒開(kāi)后自動(dòng)斷電。其斷電是不可自復(fù)位的，故斷電后水壺不會(huì)自動(dòng)再加熱（見(jiàn)圖2）。

圖2 電熱水壺電路控制圖

3.3快節(jié)奏生活時(shí)代 —桶裝式飲水機(jī)和管線式飲水機(jī)

桶裝式飲水機(jī)興起于上世紀(jì)90年代，在小家電領(lǐng)域里的熱度隨著近年來(lái)國(guó)人生活水平的質(zhì)量提高而逐年攀升。1993年珠海永隆研發(fā)出國(guó)內(nèi)首款金屬外殼按壓式飲水機(jī)，加熱溫度為70℃，無(wú)防塵聰明座裝置。1994年深圳安吉爾推出塑料外殼飲水機(jī)問(wèn)世，飲水機(jī)外觀更加時(shí)尚，進(jìn)入小批量生產(chǎn)銷售階段。1996年突破加熱溫度和電子制冷技術(shù)，加熱溫度達(dá)90℃以上，制冷溫度低于10℃。1999年中國(guó)第一本關(guān)于飲水機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2452-1999發(fā)行，從此飲水機(jī)開(kāi)始有了自己的行業(yè)標(biāo)。2005年沁園和寧波祈禧電器相繼推出無(wú)熱膽即熱式飲水機(jī)。無(wú)熱膽技術(shù)興起，使健康、節(jié)能成為飲水機(jī)發(fā)展新潮流。2006年飲水機(jī)節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CSC/T42-2006正式發(fā)布實(shí)施。2007年2月飲水機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定啟動(dòng)大會(huì)召開(kāi)，標(biāo)志著飲水機(jī)有了自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2008年1月飲水機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22090-2008正式發(fā)布實(shí)施。

工作原理：（1）直冷式冷熱飲水機(jī)由水箱提供常溫水，進(jìn)水分兩路：一路進(jìn)入冷膽容器，經(jīng)制冷出冷水；另一路進(jìn)入熱罐，經(jīng)加熱出熱水；（2）按下制冷開(kāi)關(guān)后，制冷指示燈點(diǎn)亮，輸出直流電壓供半導(dǎo)體制冷組件制冷和風(fēng)機(jī)排風(fēng)；（3）按下加熱開(kāi)關(guān)，加熱指示燈亮，電熱管發(fā)熱，熱罐內(nèi)的水溫升高，到達(dá)設(shè)定溫度，溫控器觸點(diǎn)斷開(kāi)，自動(dòng)切斷加熱電源，加熱指示燈熄滅。絕大多數(shù)的飲水機(jī)最高溫度是95℃，再沸騰溫度是90℃，泡茶殺菌的溫度不夠，所以泡茶喝咖啡需要謹(jǐn)慎，其工作原理見(jiàn)圖3。

圖3 冷熱飲水機(jī)工作原理圖

管線飲水機(jī)（也有稱為管道飲水機(jī)）是通過(guò)使用接頭與水管直接連接到主供水水源（如自來(lái)水），也有通過(guò)一個(gè)凈水系統(tǒng)再連接至主供水水源。總之，不需要水桶。桶裝水與自來(lái)水一直在市場(chǎng)上對(duì)峙著，但在歐洲的一些酒店、餐館與招待場(chǎng)所，管線飲水機(jī)已日漸成為主流。這也標(biāo)明傳統(tǒng)基于辦公室使用的管道飲水機(jī)有很多市場(chǎng)機(jī)會(huì)。由于成本的節(jié)省，特別是高消費(fèi)量的地方，管線飲水機(jī)的市場(chǎng)份額

逐漸在增長(zhǎng)。事實(shí)上，歐洲的管線飲水機(jī)行業(yè)已經(jīng)有明顯的轉(zhuǎn)機(jī)，管線飲水機(jī)達(dá)到了發(fā)展的一個(gè)新階段，也因此誕生了很多重要的機(jī)會(huì)。與此關(guān)聯(lián)的公司數(shù)量也在不斷增長(zhǎng)，他們都看好了這些機(jī)會(huì)。歐洲飲用水與飲料權(quán)威媒體—Zenith的最新報(bào)道曾追蹤過(guò)超過(guò)300個(gè)分銷商。Zenith的最近一份統(tǒng)計(jì)標(biāo)明，美國(guó)市場(chǎng)的立式管道飲水機(jī)的銷量正在以每年12%的速度增長(zhǎng)，目前美國(guó)市場(chǎng)的無(wú)桶飲水機(jī)數(shù)量達(dá)到500，000臺(tái)。

3.4健康生活時(shí)代—凈水器的興起

我們平時(shí)所講的凈水器，一般是指作為家庭使用的小型過(guò)濾器。它起源于1832年英國(guó)倫敦霍亂疾病，英國(guó)的里德·斯帝沃創(chuàng)始發(fā)明。凈水器根據(jù)不同的凈化原理和工藝，可以分很多種類。一般有RO反滲透凈水器、超濾膜凈水器、陶瓷凈水器、家用凈水器、廚房?jī)羲?、中央凈水器、純水機(jī)等。

凈水器功能可有效濾除水中的鐵銹、砂石、膠體以及直徑大于5微米的一切雜質(zhì)；顆?；钚蕴紴V芯有超強(qiáng)的吸附力，可以有效的吸附水中的余氯、嗅味、異色、農(nóng)藥等化學(xué)藥劑；精密活性碳濾芯，可有效去除水中的細(xì)菌、毒素、重金屬等。有些家用凈水器結(jié)合紫外光燈技術(shù)和專利碳濾心放置于二合一濾心匣內(nèi)。濾心匣擁有高凈水流速，可達(dá)3.4升/分鐘，濾凈量為5，000升或可連續(xù)使用1年。

工作原理：大部分凈水器是采用阻篩過(guò)濾原理漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)方式，由多級(jí)濾芯首尾串接而成，濾芯精密度由低到高依次排列，以實(shí)現(xiàn)多級(jí)濾芯分?jǐn)偨亓粑畚铮?/p>

從而減少濾芯堵塞和人工排污、拆洗的次數(shù)以及延長(zhǎng)更換濾芯的周期（見(jiàn)圖4）。

4基于TRIZ理論的家庭飲水設(shè)備發(fā)展分析

目前我國(guó)通過(guò)眾多企業(yè)幾十年的努力，家庭飲水設(shè)備日趨完善。在產(chǎn)品的創(chuàng)造發(fā)展過(guò)程中，創(chuàng)造者們?yōu)榱诉_(dá)到創(chuàng)新改良現(xiàn)有產(chǎn)品的目的，使用了很多TRIZ理論中的發(fā)明創(chuàng)造原理，快速有效地解決了飲水設(shè)備中出現(xiàn)的問(wèn)題，使得與我們生活休戚相關(guān)的飲水設(shè)備得到了改良和完善。

從第一款國(guó)產(chǎn)飲水機(jī)下線開(kāi)始，人們逐漸擺脫了用老式電熱鋁壺?zé)畮?lái)的不便。其實(shí)從電熱鋁壺到飲水機(jī)是開(kāi)創(chuàng)了把水源和設(shè)備分開(kāi)處理的思想，將物體分成獨(dú)立的部分，使物體成為可拆卸的，大大提高了飲水的便捷性，它是運(yùn)用了TRIZ理論中的分割原理。而水桶采用曲面，利用其可旋轉(zhuǎn)的特性使送水工在運(yùn)送時(shí)省時(shí)省力，則運(yùn)用了TRIZ理論中的曲面化原理。

同一時(shí)期也出現(xiàn)了許多飲水機(jī)的衍生品，例如：飲水機(jī)更加多功能化（圖5A），在出水口處增加電熱壺，將飲水機(jī)的加熱功能與主體分開(kāi)，避免了飲水機(jī)反復(fù)加熱形成“千滾水”的現(xiàn)象，運(yùn)用了TRIZ理論中的中介物原理，利用有傳送作用的中間物體，改變了產(chǎn)品的加熱特點(diǎn)，從而達(dá)到目的。手壓式飲水器（圖5B）利用了TRIZ理論中反向作用原理，將本應(yīng)倒立放置的水桶正立放置，采取利用大氣壓抽水的辦法達(dá)到方便飲水的目的，在空間狹小的地方，這種方法尤其受到歡迎。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，凈水器生產(chǎn)企業(yè)迅速發(fā)展壯大，中國(guó)凈水器產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到3000多家生產(chǎn)企業(yè)，其數(shù)量每年仍以30%～40%的速度增長(zhǎng)。凈水器把飲水機(jī)的有形化為無(wú)形，轉(zhuǎn)為嵌套在廚房或洗手間中，達(dá)到凈水即開(kāi)即用的目的，這樣做不僅更加方便衛(wèi)生，還可以使其他生活用水更加安全衛(wèi)生，它是運(yùn)用了TRIZ理論中的嵌套原理。而凈水器其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)高級(jí)的過(guò)濾、殺菌裝置，它是運(yùn)用了TRIZ理論中的拋棄或再生原理，將無(wú)用的雜質(zhì)剔除出去。部分TRIZ理論的創(chuàng)新原理在家庭飲水設(shè)備中的應(yīng)用，如圖6所示。

5家庭飲水設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)

通過(guò)借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，我們可以看出，我國(guó)直飲機(jī)的發(fā)展將會(huì)成為必然，因?yàn)殡S著國(guó)內(nèi)社會(huì)體系的不斷完善，技術(shù)不斷提升，直飲機(jī)在中國(guó)大熱的時(shí)機(jī)越來(lái)越成熟。從用水的便捷和衛(wèi)生方面來(lái)說(shuō)，直飲機(jī)比桶裝水更具優(yōu)勢(shì)，然而，由于國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有完全普及，價(jià)格仍居高不下。即便如此，國(guó)內(nèi)仍有資料顯示，消費(fèi)者2012年在對(duì)直飲機(jī)認(rèn)知度的調(diào)查中，知道直飲機(jī)的消費(fèi)者已經(jīng)有75%，其中有購(gòu)買(mǎi)欲望的消費(fèi)者占30%，這些數(shù)據(jù)都表明直飲機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已呈快速上升趨勢(shì)。

直飲機(jī)（或凈水器）的好處就是使用安全、節(jié)能、飲水成本低，尤其適合工廠飲水、學(xué)校飲水等場(chǎng)合，相比起傳統(tǒng)的桶裝水，無(wú)論從成本或便利上都有很大的優(yōu)勢(shì)。不久的將來(lái)，直飲水機(jī)在市場(chǎng)中的地位，可能至少跟洗衣機(jī)、電冰箱、電視機(jī)等常用家電一樣重要，成為必需品。

在各種飲水設(shè)備的世界里，有沒(méi)有一種既方便、便宜又衛(wèi)生，想怎么用就怎么用、想用多少就用多少，又不必為此支付昂貴費(fèi)用的飲水設(shè)備呢？答案是有一臺(tái)直飲機(jī)，只要有自來(lái)水，電源，一切大功告成。它不僅很方便，而且也很便宜。不妨一起來(lái)算算：目前我國(guó)直飲機(jī)還比較貴，一般從數(shù)百元到數(shù)千元不等。但是，它是一次性投資，日后用起來(lái)只需要再支付少量的電費(fèi)和自來(lái)水費(fèi)就可以了，而電費(fèi)和水費(fèi)都是很便宜的。這樣核算下來(lái)，用直飲機(jī)自產(chǎn)一桶水，只需0.36元到0.38元。一般一桶純凈水10元左右，按一個(gè)月8桶水計(jì)算，真不如買(mǎi)一臺(tái)小型的直飲機(jī)劃算。另外，桶裝水是死的，而直飲機(jī)生產(chǎn)的開(kāi)水、溫開(kāi)水連接的是自來(lái)水，是活的。桶裝水一旦開(kāi)封使用，就不宜超過(guò)3天，而且它有二次污染的問(wèn)題。 還有一個(gè)消費(fèi)心理問(wèn)題：自己能看到直飲機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程，覺(jué)得放心。桶裝水也是凈水設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的，但因存在假冒偽劣問(wèn)題，消費(fèi)者不放心。即使是有信譽(yù)的廠家所生產(chǎn)，運(yùn)輸、倉(cāng)庫(kù)管理等流通過(guò)程也會(huì)影響保質(zhì)時(shí)限。再者，桶裝水長(zhǎng)期用起來(lái)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)不少煩惱，如老得打電話訂水、陌生人敲門(mén)送水等，很不方便。桶裝水是與三輪車式的送水服務(wù)離不開(kāi)的。讓人送水不方便，自己買(mǎi)水又太麻煩。

用直飲機(jī)自己制作開(kāi)水、溫開(kāi)水、凈化水等，這是一種新的水消費(fèi)觀念。可以說(shuō)，依賴于桶裝水的市場(chǎng)將會(huì)被直飲機(jī)取代，這只是時(shí)間早晚的事。因?yàn)?，飲水機(jī)或電熱水壺會(huì)使生活更加方便、實(shí)用，而飲水機(jī)所帶來(lái)的是與人們的健康密切相關(guān)的飲用水與生活用水。

6結(jié)論

家庭飲水設(shè)備的生產(chǎn)、發(fā)展和演變體現(xiàn)了諸多TRIZ理論的應(yīng)用，其發(fā)展理念彰顯了人們對(duì)生活品味的追求?？偨Y(jié)目前的家庭飲水設(shè)備的特點(diǎn)，可以看出是多元化的。如何更好地飲水—這一與生命息息相關(guān)的話題，始終是國(guó)人千百年來(lái)關(guān)注的焦點(diǎn)。

而現(xiàn)在，人們對(duì)健康、文明、時(shí)尚生活的追求與日益惡化的飲水水質(zhì)的矛盾，構(gòu)成我國(guó)飲水產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)因。所以我們有理由相信，未來(lái)幾年，“水家電”尤其是直飲機(jī)一定會(huì)有市場(chǎng)前景和無(wú)限的商機(jī)。更安全、快捷的飲水方式與理念才是現(xiàn)代社會(huì)所急需的。飲用水安全是一個(gè)世界性的話題，直飲機(jī)能滿足人們對(duì)自來(lái)水環(huán)保凈化的要求，這個(gè)新的飲水方式的流行和普及只是時(shí)間問(wèn)題。 責(zé)編/劉紅偉

參考文獻(xiàn)

[1]趙新軍.技術(shù)創(chuàng)新理論（TRIZ）及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5.

[2]北京公眾健康飲用水研究所[M]. 中國(guó)居民飲水指南.中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2012.3.

[3]朱月海.飲水與健康[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2009.11.

[4]國(guó)鐵科林.校園直飲水設(shè)備未來(lái)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)分析[R].百度文庫(kù)，2014.8.

[5]數(shù)據(jù)參考：維基百科http：//zh.wikipedia.org/

京東商城http：//www.jd.com/

廈門(mén)翼發(fā)http：//www.iofar.com/cn/