1886年,美國人約瑟芬·科克倫(Josephine Cochrane)發(fā)明了世界上第一臺實用洗碗機(jī),并在1893年芝加哥世界哥倫布博覽會上展出。她發(fā)明的洗碗機(jī)利用水壓和金屬架系統(tǒng)來清潔餐具,這奠定了現(xiàn)代洗碗機(jī)的技術(shù)原型。此后,洗碗機(jī)歷經(jīng)手動、半自動到全自動的升級演變,完成了從工業(yè)發(fā)明到普及型家用電器的歷史性跨越。
作為中國家電市場的新興品類,洗碗機(jī)近年來實現(xiàn)了從“舶來品”到本土化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變,市場關(guān)注度持續(xù)攀升。數(shù)據(jù)顯示,洗碗機(jī)銷量增速連續(xù)多年領(lǐng)跑國內(nèi)廚房電器市場,被國內(nèi)家電行業(yè)視為廚房電器領(lǐng)域乃至整個大家電領(lǐng)域為數(shù)不多的擁有增量空間的產(chǎn)品。然而,與歐美國家超過50%的普及率相比,洗碗機(jī)在中國市場的滲透率仍不到5%,許多中國消費(fèi)者對洗碗機(jī)仍存在認(rèn)知誤區(qū),擔(dān)心其耗水耗電,依然習(xí)慣于傳統(tǒng)手洗餐具。
據(jù)悉,洗碗機(jī)產(chǎn)銷規(guī)模位居亞洲首位、全球第三的佛山市順德區(qū)美的洗滌電器制造有限公司(以下簡稱“美的洗滌電器”)一直堅持創(chuàng)新研發(fā),自主研發(fā)出分水節(jié)流技術(shù)、回收水箱技術(shù)、自學(xué)習(xí)識別餐具數(shù)量技術(shù)等多項洗碗機(jī)節(jié)水技術(shù)并應(yīng)用于產(chǎn)品。其中,洗碗機(jī)分水節(jié)流技術(shù)被評為“2025廣東節(jié)水十大典型案例”(技術(shù)創(chuàng)新類)。這些技術(shù)不僅大幅提升了洗碗機(jī)的節(jié)水效率,更為行業(yè)樹立了新的標(biāo)桿。
分水節(jié)流" 水電皆省
在美的全球創(chuàng)新中心的廚房和熱水事業(yè)部的研發(fā)實驗室里,數(shù)十臺造型各異的洗碗機(jī)整齊陳列——從獨立式、嵌入式到臺式、水槽式,從適配中式廚房的緊湊機(jī)型到匹配歐式廚房的大容量款式,全方位展示著美的在洗碗機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新布局。“這是我們針對不同地區(qū)的廚房場景和用戶需求所開發(fā)的產(chǎn)品。”美的洗滌電器研發(fā)中心洗碗機(jī)開發(fā)部應(yīng)用研究負(fù)責(zé)人李翔對比著幾款產(chǎn)品向筆者介紹道,“比如這款嵌入式洗碗機(jī)就專門為中國小戶型家庭的廚房設(shè)計,而那邊高度820毫米左右的洗碗機(jī)就更適合歐美家庭的櫥柜。”
“美的是國內(nèi)最早布局洗碗機(jī)制造的企業(yè)之一,1999年開始涉足洗碗機(jī)領(lǐng)域,當(dāng)時制造的產(chǎn)品主要外銷。2015年,公司開始在內(nèi)銷市場發(fā)力,通過持續(xù)技術(shù)迭代與產(chǎn)能擴(kuò)張,逐步形成覆蓋多形態(tài)的產(chǎn)品矩陣。”李翔介紹說,目前美的洗碗機(jī)在全球的年產(chǎn)銷量約600萬臺,僅次于德國博世西門子、美國惠而浦。此外,美的不僅有洗碗機(jī)的設(shè)計和生產(chǎn)制造能力,早在國內(nèi)洗碗機(jī)興起之前,便以國際電工委員會(IEC)洗碗機(jī)標(biāo)準(zhǔn)委員會委員的身份參與修訂相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn);并將相關(guān)的經(jīng)驗和技術(shù)積累應(yīng)用于國內(nèi),主導(dǎo)參與了國內(nèi)洗碗機(jī)性能國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,極大推動了國內(nèi)洗碗機(jī)行業(yè)的良性發(fā)展。
李翔表示,消費(fèi)者對洗碗機(jī)的認(rèn)知還有偏差,不少人認(rèn)為洗碗機(jī)費(fèi)水,其實相比手洗餐具,使用洗碗機(jī)洗滌餐具所耗水量更少。以普通家庭使用水槽浸泡式手洗餐具為例,一般家用水槽容積多為54升,單次洗滌大概需要往水槽加入15~20升水,而完成餐具的清洗和漂洗預(yù)計需耗水45~60升。如果用流動自來水手洗餐具,則消耗水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于洗碗機(jī)的耗水。
洗碗機(jī)作為替代人類勞動的產(chǎn)品,其洗滌餐具的原理是機(jī)器通過加進(jìn)少量水后循環(huán)加壓并向餐具噴淋洗滌,而非用水浸泡洗滌,從而比手洗餐具更加節(jié)水。二三十年前的洗碗機(jī)產(chǎn)品完成一次洗滌周期所耗水量大約是二十幾升。“根據(jù)機(jī)型和洗滌模式的不同,傳統(tǒng)洗碗機(jī)平均單次周期洗滌餐具耗水量約12~18升。現(xiàn)在我們的機(jī)器采用分水節(jié)流技術(shù)優(yōu)化后,單次周期洗滌耗水量降至8~14升,節(jié)水率達(dá)20%~50%。”李翔自豪地說,分水節(jié)流技術(shù)在三個方面進(jìn)行了創(chuàng)新。
首先是采用動態(tài)水路分配技術(shù),讓洗碗機(jī)的分水閥結(jié)合時序控制邏輯,能夠根據(jù)預(yù)洗、主洗、漂洗3階段智能切換水路,實現(xiàn)“按需供水”。這一創(chuàng)新顛覆了傳統(tǒng)洗碗機(jī)全管路注水的模式,使得水流能夠更加精準(zhǔn)地覆蓋餐具表面,避免了冗余消耗。第二是采用單層噴臂的交替噴射模式,使洗碗機(jī)基于分水技術(shù)可實現(xiàn)單層噴臂分時分區(qū)噴射,以“脈沖式”水流來覆蓋餐具,突破了傳統(tǒng)噴臂需持續(xù)大水量維持覆蓋餐具的局限。三是根據(jù)使用場景的不同,洗碗機(jī)可實現(xiàn)單層碗籃清洗,避免在少量餐具場景下的無效區(qū)域清洗。
此外,分水節(jié)流技術(shù)還具有顯著的節(jié)電協(xié)同性。由于洗碗機(jī)洗滌過程中需要電加熱水,一般加熱1升水需耗電0.03千瓦時,所以使用分水節(jié)流技術(shù)的洗碗機(jī)在節(jié)水的同時減少了用于加熱水的耗電。這樣洗碗機(jī)單次周期洗滌綜合節(jié)電約10%,間接減少了碳排放,非常契合“雙碳目標(biāo)”的社會需求。
回收水箱" 循環(huán)利用
如果說分水節(jié)流技術(shù)是從源頭上減少了水的消耗,那么回收水箱技術(shù)則幫助洗碗機(jī)在使用過程中實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。“洗碗機(jī)洗滌餐具的最后漂洗水是基本干凈的,具有很高的回收再利用價值。我們的洗碗機(jī)回收水箱技術(shù)通過洗滌泵增壓,將漂洗階段的水泵入回收水箱,儲存起來用于下一周期洗滌的預(yù)洗階段。”美的洗碗機(jī)國內(nèi)產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理張永亮介紹道,實測數(shù)據(jù)顯示回收水箱技術(shù)可以讓洗碗機(jī)單次周期運(yùn)行節(jié)約1/4到1/3的用水量。
美的洗碗機(jī)通過首創(chuàng)的“增壓泵驅(qū)動水回收”技術(shù),突破了傳統(tǒng)洗碗機(jī)重力回流的低效性,提升了水循環(huán)效率與穩(wěn)定性。同時,回收水箱儲存的水溫度通常高于自來水的進(jìn)水溫度,當(dāng)洗碗機(jī)接著運(yùn)行下一周期洗滌時,可以減少預(yù)洗階段的加熱水所花費(fèi)時間和加熱耗能,進(jìn)一步降低了用電量。
張永亮介紹說:“我們通過模塊化集成設(shè)計,讓洗碗機(jī)的水回收系統(tǒng)和主洗滌泵深度耦合,無需給機(jī)器增加復(fù)雜管路,減少了額外驅(qū)動部件,也適配主流洗碗機(jī)結(jié)構(gòu),有效降低了整機(jī)的成本。”為了解決用戶對回收水水質(zhì)的疑慮,該公司研發(fā)團(tuán)隊還開發(fā)了洗碗機(jī)的自適應(yīng)清潔算法,機(jī)器能夠通過水質(zhì)傳感器與流量計,動態(tài)監(jiān)測、智能判斷回收水的可用性,有效避免污漬殘留導(dǎo)致二次污染。
在提升洗碗機(jī)自動化水平的過程中,美的洗滌電器把安裝各類傳感裝置和搭建智能控制模塊作為重點突破方向。通過集成高精度的傳感裝置,比如上述所說水質(zhì)傳感器、溫度檢測裝置等部件,讓洗碗機(jī)能實時掌握洗滌過程中的關(guān)鍵參數(shù)。例如,洗碗機(jī)運(yùn)行中可以實時檢測出水的清潔度、溫度波動情況,然后自動調(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)洗、快速洗等洗滌模式,確保每次洗滌都不廢水且達(dá)到理想的清潔效果。
在實際應(yīng)用中,回收水箱技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的節(jié)水潛力。以美的某款家用洗碗機(jī)為例,通過應(yīng)用回收水箱技術(shù),單次周期洗滌可節(jié)省2.8升水。如果按該款洗碗機(jī)的用戶每天使用一次洗碗機(jī)的頻次計算,其家庭每年可節(jié)約水量高達(dá)1022升。張永亮表示:“目前,中國市場洗碗機(jī)用戶數(shù)大約是1500~2000萬,如果回收水箱技術(shù)能夠在國內(nèi)市場銷售的洗碗機(jī)上推廣應(yīng)用,那么總的節(jié)水量將非常可觀。”
自學(xué)習(xí)識別" 智能調(diào)控
在節(jié)水技術(shù)的探索中,美的洗滌電器還研發(fā)出了洗碗機(jī)自學(xué)習(xí)識別餐具數(shù)量技術(shù)。這項技術(shù)通過溫度傳感器、濁度傳感器、電流檢測等多種傳感手段建模,實現(xiàn)了洗碗機(jī)自學(xué)習(xí)識別餐具的數(shù)量,進(jìn)而根據(jù)餐具的數(shù)量和臟污程度調(diào)用對應(yīng)的洗滌程序,從而避免過度的冗余洗滌,實現(xiàn)了省水和節(jié)能的雙重目標(biāo)。
“傳統(tǒng)的洗碗機(jī)為了實現(xiàn)基礎(chǔ)的洗凈性能,研發(fā)人員在設(shè)計產(chǎn)品時往往會在用水量和溫度上安排過多的余量,以確保能夠滿足多變的使用場景。”美的洗滌電器研發(fā)中心洗碗機(jī)開發(fā)部應(yīng)用研究先行性能中級研究員楊啟文解釋道,“這導(dǎo)致在餐具較少的輕污染場景下,洗碗機(jī)仍然會按照最大水量和溫度進(jìn)行洗滌,造成了水資源的浪費(fèi)。”目前,市場上銷售的洗碗機(jī)如果選用強(qiáng)力洗模式的話,其一次周期的用水量可能達(dá)20升,而在少量輕污染場景下應(yīng)用本技術(shù),水耗可以降到14升以下。
美的洗碗機(jī)自學(xué)習(xí)識別餐具數(shù)量技術(shù)的核心在于其多維度傳感器融合建模、自學(xué)習(xí)算法、實時動態(tài)響應(yīng)。該公司首次將電流檢測(用于負(fù)載判斷)與傳統(tǒng)濁度、溫度傳感器結(jié)合,構(gòu)建出餐具數(shù)量與臟污程度的綜合判定模型,提升了識別的準(zhǔn)確性。同時,洗碗機(jī)引入機(jī)器學(xué)習(xí)或自適應(yīng)算法,能持續(xù)優(yōu)化模型參數(shù),了解適應(yīng)不同家庭的使用習(xí)慣,實現(xiàn)個性化洗滌策略。
楊啟文進(jìn)一步介紹道,“這項技術(shù)的優(yōu)勢更在于其實時動態(tài)響應(yīng)的能力。具備該技術(shù)的洗碗機(jī),可以在洗滌過程中根據(jù)傳感器反饋,如油污溶解狀態(tài)等,實時調(diào)整水溫、水壓及洗滌時長,而非僅依賴預(yù)設(shè)程序,大大提升清潔效率。”
具備自學(xué)習(xí)識別餐具數(shù)量技術(shù)的洗碗機(jī)與傳統(tǒng)洗碗機(jī)產(chǎn)品對比,避免了使用固定程序發(fā)生的“小量餐具強(qiáng)洗”的資源浪費(fèi),節(jié)能節(jié)水效果優(yōu);和采用攝像頭AI圖像識別餐具的洗碗機(jī)相比,則該技術(shù)基于低成本傳感器與算法優(yōu)化,更易實現(xiàn)商業(yè)化落地,且無需改變用戶的使用習(xí)慣。尤其在水資源稀缺的地區(qū),推廣該技術(shù)后規(guī)模化的節(jié)水潛力很大。
隨著國內(nèi)以舊換新政策效應(yīng)持續(xù)釋放和洗碗機(jī)產(chǎn)品迭代更新,相信以美的為代表的家電企業(yè)一定能為中國消費(fèi)者提供更加節(jié)水、高效、便捷的產(chǎn)品,共同推動社會向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。