水晶智能加濕器的設計研究

呂麗英，楊海生，徐千晶，涂淑清，李若涵

（江蘇海洋大學 藝術設計學院，江蘇 連云港 222000）

加濕器是近代新興的智能科技產品，經過多年的空氣質量概念普及、產品研發、市場培育，逐漸被人們熟悉并使用。隨著經濟的發展和生態環境的不斷惡化，人們對加濕器這一產品的需求也越來越高，現已成為干燥地區家庭必不可少的一種小型家電產品。但在當前市場中，加濕器的功能單一、智能類型較少，缺乏人性化考慮，甚至可能存在嚴重的安全隱患。

加大對空氣加濕器的研究與開發力度，有利于國內空氣加濕器行業的發展，有利于國民生活品質的提高和國民健康水平的提升。為了滿足人們對其使用功能和審美功能的需要，在探索健康科技團隊的努力下，空氣加濕器產品類型更加細化、造型更加豐富、材質更為細膩、顏色更為奪目，加濕器的市場前景不可限量[1]。本項目對智能水晶加濕器功能和外觀進行深入研究，設計方向和整體研究流程從空氣、濕度、溫度3個方面提升智能產品功能，探索水晶材料性能的創新運用，將兩者結合，創造新型多功能化加濕器產品。

1 智能加濕器在調節空氣方面的作用

如今，空調的廣泛使用導致人們出現皮膚緊繃、口舌干燥、咳嗽感冒等癥狀。通過超聲波方式對水進行霧化，能有效增加室內濕度，滋潤干燥空氣，并與空氣中飄浮的煙霧、粉塵結合，使其沉淀，能夠有效去除油漆味、煙味及臭味，使空氣更加清新。隨著工業的發展，空氣質量飛速下降。空氣質量直接影響人們的工作和生活，空氣質量差會使人注意力分散、工作效率下降，嚴重時還會使人產生頭痛、惡心、疲勞、皮膚紅腫等癥狀。人們急切盼望改善日益惡劣的居室、辦公環境，提高生活質量。

本產品雖是加濕器，但同時具備空氣凈化的功能。隨著空氣中PM2.5含量的不斷增加，人們迫切需要一款產品幫助改善空氣質量，如果只是普通的空氣加濕器，不但對預防PM2.5沒有幫助，甚至還會直接讓PM2.5爆表。因此，在研究產品的過程中，加入了空氣凈化器的部分功能，設計了一款空氣凈化與加濕器結合的產品。

空氣凈化器主要用來凈化空氣中的粉塵、細菌等，而加濕器主要用來增加空氣濕潤度。空氣凈化器主要利用活性炭物質的特性，吸附和過濾空氣中的微生物和污染物，沉降空氣中的粒子，對空氣進行循環凈化，同時還能有效消除異味，而且配有臭氧離子對空氣進行殺菌，使空氣中的有害漂浮物和細菌被凈化。尤其是帶有負離子的空氣凈化器，在凈化空氣的同時，會釋放出大量負離子，可以提升人體的免疫力。加濕器能有效提高室內濕潤度，滋潤干燥空氣。特別是北方的空氣比較干燥，會引發皮膚緊繃、口舌干燥等“空調病”。向加濕器加水，釋放出來的就是水霧；向加濕器加香薰，散發出來的就是另外一種氣味。本研究設計的加濕器還可以作為時尚擺件，美觀實用。PM2.5（細顆粒物）指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，能長時間懸浮于空氣中，其在空氣中的含量越高，代表空氣污染越嚴重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小、面積大、活性強，易附帶有毒、有害物質，例如重金屬、微生物等，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因此對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

普通空氣加濕器的危害：第一，如果加濕器本身不干凈，沒有定期清理，讓霉菌等微生物進入空氣中，進而被人體吸入，會危害人體健康。第二，如果不能正確使用空氣加濕器，會讓散落的灰塵、物品上的各種微生物在溫度適宜時快速繁殖，老人與兒童等弱勢群體吸入后容易感染。

本產品的凈化功能是在釋放霧氣的媒介中添加消毒凈化器，對產品內部的環境進行實時消毒，確保產品內外的健康和環保，避免了上述危害。

在智能科技化的生活中，在基礎的功能上添加空氣凈化與內部環境消毒凈化處理功能，能使加濕器的功能更加全面、更具科技感，使人們的生活更加便利、健康。

2 智能加濕器在調節濕度方面的作用

使用加濕器的最終目的是提高空氣濕度，而空氣的濕度會影響人們的舒適度。濕度是指空氣中的水汽量。空氣中含有一定量的水蒸氣，其含量取決于空氣的溫度。空氣溫度越高，水蒸氣的含量越大。較低的相對濕度意味著空氣比較干燥，在該溫度下本可以含更多的水分。

例如在25 ℃時，每立方米空氣中可以承載22 g水，這時的相對濕度是100%。如果只含有11 g水，相對濕度就是50%；如果空氣中不含水，相對濕度則是0%。

相對濕度在很大程度上影響人們體感的舒適程度。如果相對濕度是100%，水就不會蒸發，這是因為空氣中的水分已經飽和。人體需要水分蒸發來降溫，這樣人們感受到的溫度就會比實際溫度高，因為汗液不會蒸發。相對濕度越低，皮膚上的液體越容易蒸發，人們感覺越涼爽。在低相對濕度下，相同的溫度給人的感覺要比高相對濕度下涼爽，因為汗液很容易蒸發。低相對濕度的缺點是讓人感覺十分干燥。

低相對濕度對人類至少有3種影響：（1）使皮膚和黏膜干燥。如果房間濕度很低，人的嘴唇會干裂、皮膚也會皸裂，早上起床后嗓子干疼。（2）植物和家具表面干燥，增加靜電，大多數人都不喜歡觸摸金屬物品產生火花的感覺。（3）讓人感覺比實際氣溫低，加濕空氣比加熱空氣花費更少，一個加濕器可以節省很多成本。

為了讓室內舒適度達到最佳，并且保持人們的身體健康，45%的相對濕度是最理想的。在這種濕度條件下，人體感覺到的溫度和實際氣溫是一致的，并且皮膚和肺部也不會干燥。

雖然傳統加濕器已經能夠起到調節濕度的作用，但環境中的濕度會有不均勻的現象，當這一現象出現時，傳統的加濕器無法很好地滿足人們的需要，而智能加濕器可以聯動外置溫濕度傳感器，使空氣中的濕度更均勻。另外，智能加濕器擁有檢測空氣濕度的傳感器，可自動測濕并加濕，原理是：與濕度傳感器連接，根據濕度傳感器的空氣濕度信號和預設的加濕條件，控制加濕器運行的服務器。通過濕度傳感器對空氣濕度進行檢測，然后將空氣濕度信號發送給服務器，服務器根據接收到的空氣濕度信號和預設的加濕條件控制加濕器對空氣進行加濕工作，其中，加濕條件可以為預設在服務器內的濕度閾值，當檢測到的濕度低于濕度閾值的最小值時，服務器控制加濕器對空氣進行加濕；當濕度高于濕度閾值的最大值時，服務器控制加濕器停止運行。因此，本智能加濕系統可以根據空氣濕度的情況，將空氣濕度控制在人體適宜的范圍內。

智能加濕器具有紫外線殺菌功能，加上涉水部件選用了具有廣譜抗菌成分的ABS材質，確保了水霧的潔凈，非常適合老人、小孩以及過敏體質的人，能夠對室內濕度進行精確控制，完全不需要人工干預，自動化程度很高。

加濕器通過加速水分的自然蒸發，達到高效提升室內空氣濕度的目的。官方資料顯示，這樣的加濕器可以讓房間濕度提升得特別均勻，而且不會產生霧氣，辦公、寫作業時也不用擔心會打濕紙張、桌子與地板。在水量不足時，用戶可以直接通過機身頂部的出風口注水，并觀察水位指示燈了解實時水量，十分人性化。在使用傳統的加濕器時，水箱中都會滋生細菌，隨水霧一起擴散，吸入人體有引發疾病的可能。因此，為了保證人體的舒適和健康，智能加濕器是不二選擇。

3 智能加濕器在調節溫度方面的作用

空氣加濕器的工作原理：接通蒸汽源，飽和蒸汽在噴管外套中做橫向運動，環向流入彎管，進入蒸發室；由于蒸發室斷面突然增大，蒸汽減速，加之慣性作用及折流板的阻擋，蒸汽中所含的凝結水被分離出來，經蒸發室底部的冷凝水出口排出分離出水分的蒸汽，由分離室頂部進入已被預熱的干燥室，干燥室內充滿不銹鋼過濾材料，對蒸汽中殘留的水分進行過濾、分離；打開調節閥，干燥室內壓力下降，汽化溫度降低，殘留于蒸汽中的水分被加熱汽化，完成對飽和蒸汽的干燥處理；干燥的蒸汽經調節閥進入噴管，從帶有消聲金屬網的噴孔中噴出，實現了對空氣的加濕。

簡單來說，空氣加濕器就是將水分霧化，然后吹出來，使其飄散在空氣中，增加空氣濕度。使用空氣加濕器可以霧化水分，并且可以在空氣中增加負氧離子，有效增加室內濕度，滋潤干燥空氣，并與空氣中飄浮的煙霧、粉塵結合，使其沉淀，能有效除去油漆味、霉味、煙味及臭味，使空氣更加清新，保障用戶的健康。在水中添加植物精油或藥液等，隨水霧散發，滿室生香，使人體更易吸收，尤其對皮膚過敏、失眠、感冒、咳嗽、哮喘具有很好的緩解輔助效果，是傳統香薰產品良好的換代選擇。這款智能加濕器外觀采用可愛時尚的卡通造型，飄浮的云霧如夢如幻，缺水還可開啟自動保護，霧量可任意調節，濕度也能自動平衡。

4 水晶材料在智能水晶加濕器上的運用

正如中國海洋大學曲金良[2]教授在其著作《海洋文化與社會》一書中所述：“海洋文化就是有關海洋的文化，就是人類源于海洋而生成的精神的、行為的、社會的和物質的文明生活內涵。”海洋文化的本質，就是人類與海洋的互動關系及其產物。海洋文化不是獨立存在的，總是與一個國家的整體文化水平緊密聯系在一起，并且總是某一具體的國家、民族、階級意志的鮮明體現。海洋文化在不同的方面都有鮮明的特征，就其內置結構而言，具有涉海性；就其運作機制而言，具有外向的輻射性與交流性；就其價值取向而言，具有商業性和幕利性。新生產力理論認為，文化作為一種特定的力量，具有激發力、導向力、感通力3個作用。激發力賦予經濟活力，導向力賦予其經濟價值，感通力則賦予其經濟組織效能。良好的文化建設為經濟發展提供強大的動力支持，文化發展或遺產保護做得好，能對經濟產生持續帶動作用[3]。

東海水晶作為連云港最具特色的海洋文化之一，深受人們的喜愛。水晶作為一種材料，硬度高、耐磨，擁有細膩、平滑、柔和的肌理感和通透質感，具有多彩的光澤效果，與玻璃有許多相似之處，但是由于水晶具有特殊的雙折光性，當光線照射到水晶表面上時，出現的并不只是反射或折射現象。即使同一光源照射在水晶材料上，所產生的視覺效果也是非常豐富的[4]。只要在其外形上稍下功夫，光線通過雕刻的刻面就可以折射出好看的光芒。

因此，在造型外觀上，設計者可以根據水晶材料的特性進行創新，進一步提升加濕器的視覺美感。富有線條感的水晶裝飾品能使靜態產品產生流動感，改善人們對產品的視覺和使用感受。水晶裝飾賦予原本空洞、冰冷的室內空間豐富的內涵，使原本單調的室內空間變得活潑有趣。

5 結語

在科技快速進步的大環境下，加濕器的創新要加強科技創新理論研究，改良產品功能不足的問題。產品的設計創新并不是設計之后投放市場就結束，而是需要持續循環改進。產品設計理論中強調的不是最好，而是更好。隨著技術的改進、需求的增多、行為的改變等，產品設計的可持續創新成為保障產品競爭力的前提。海洋文化產品智能加濕器的開發設計需要融入創新創意科技文化內涵，以人為中心，結合新科技、新工藝、新造型，使智能加濕器產品不僅具有現代產品功能全、科技高、人性化、造型美等優勢，還具有深厚的地域性海洋文脈內涵。只有結合科技智能的功能化和海洋生物、水晶的文化創意對加濕器產品進行開發，才能使海洋文化和科技得到創新和發展。