基于用户体验的家用立式冰箱冷藏柜创新设计

基于用户体验的家用立式冰箱冷藏柜创新设计

晏康福

海信（容声）广东冰箱有限公司 广东佛山 528305

摘要：近些年，随着人们生活水平的不断提高。为改变家用立式冰箱冷藏柜空间规划不合理，空间利用率低带来的食物易堆积，拥挤凌乱易串味等问题。经过调研和分析现有家用立式冰箱存储环境的现状、用户行为习惯和心理等设计因素，从用户体验角度出发，运用结构设计学知识，设计出了冰箱冷藏柜储物架旋转交互的创新结构，并进行了结构的合理性分析和场景应用分析。提出了基于用户体验的新型家用立式冰箱冷藏柜的创新设计。为冰箱未来的交互设计提供了参考

关键词：冰箱；冷藏柜；用户体验；设计

引言

随着生活水平的提高，冰箱已成为生活中必不可少的家用电器。冰箱中食物的保存质量直接依赖箱内的空气流场和温度场分布，耗电量也同其内部温度场的分布场密切相关。若箱内温差太大，就会造成放在高温部分的食物过早变质，而低温处的食物可能被冻坏。在耗能方面，箱内温差过大会使得开停机间隔时间缩短，加剧开停机损失，耗能因而增大。随着冰箱容量的大型化发展，这种因箱内温差过大造成的问题将会更加突出。因此对冰箱内温度场和流场研究变得非常重要，许多学者对此做了研究。

1冷藏室物理模型的建立

本文研究的冰箱冷藏室为直冷式，蒸发器嵌入在冷藏室后壁内部夹层中，位于后壁的上半部。冷藏室内部由两层金属网分为3部分。冷藏室内部空间尺寸为：左右宽50cm，前后深度为40cm，高为68cm，如图1所示。

当冰箱开机运行时，后壁内置式蒸发器散发的冷量使冷藏室后壁降温，致使壁面附近的空气温度降低。考虑到温度对空气密度的影响，被冷却的空气密度增大，在重力作用下，相对于原来的平衡位置向下运动。未被冷却的空气相对于平衡位置向上运动。这就构成了冷藏室内部冷量的传递，这种热量传递方式称为自然对流，流动方式为浮升力驱动的流动。

图1冰箱冷藏室三维模型示意图

2家用立式冰箱冷藏柜交互创新设计因素分析

2.1冰箱冷藏柜现状分析

现有家用立式冰箱的冷藏柜都是以隔层或者隔层加抽屉的空间形式呈现给用户，如图2所示。用户把新鲜的食物存入冰箱，在需要的时候取出来，在实用过程中，常常会遇到以下问题：

（1）冰箱里经常堆得满满的，取出冰箱深处的物品时，需要将靠前放置的物品先取出，之后还需要将靠前的物品逐一放回至冷藏柜内，费事费力；

（2）冰箱里的东西一多就易出现个别食物被遗忘，久而久之便会产生细菌甚至影响其他食物的新鲜度，因为遗忘用户可能会再次购入，导致生活资源的浪费，并进一步增加冰箱的存储负担，形成恶性循环；

（3）由于现有的冰箱冷藏柜大多空间规划不合理，空间利用率低即有效摆放空间少，冰箱里的物品一旦被堆得过满，食品与食物之间缺乏间隙，冰箱内部冷气的流动不畅难以作用到埋在内部的食物，影响保鲜效果，同时食物被闷住还会出现串味的情况，如图2。

2现有家用立式冰箱冷藏柜的常见空间形式

2.2用户行为习惯分析

用户正常使用冰箱的步骤为：开冰箱门——存取食物——关冰箱门，但中间环节往往实现起来却不是很快捷。这是由于冰箱内存储的物品形式各异，大小不一，在没有得到合理收纳的情况下拥挤、堆积、凌乱是冰箱的常态，而面对杂乱无章的存储环境实在很难便捷地执行整个步骤。为改善用户体验，满足用户在每次拿取物品时，目标物品可以快捷方便地出现在自己的面前，冰箱冷藏柜的空间规划上需要方便用户寻找和拿到目标物品，同时用户希望冷藏柜里的物品被摆放整齐，因此，要求冷藏柜的空间设计要方便用户秩序井然地存储和归纳他们的食物。

3家用立式冰箱冷藏柜交互改良创新设计

3.1设计问题发现

为了获得合理的解决方案和更精准的市场定位，通过文献调查、市场调查和用户调查三个主要途径，从产品、用户、市场和技术等方面进行了大量调查和分析，去发现设计问题。先通过文献调查、市场调查、用户访谈、观察等方法去发现用户使用冰箱的问题，再针对各种问题进行问卷调查，进一步探索用户使用冰箱的问题，通过发放调查问卷进行回收分析和整理，共发放120份，回收有效份数110份，进行分析整理得到图2结果，大多用户被冰箱拥挤凌乱等问题所困扰；超八成用户认为要拿冰箱冷藏柜深处的物品是一件很麻烦的事情；超七成用户存在储存的食物被遗忘的经历；超九成人对冰箱冷藏柜改良创新设计表示期待和支持。

3.2造型设计

储物架设计是冷藏柜设计的核心表现，在原有结构模型的基础上，结合三维软件Rhino辅助建模，并用渲染器Keyshot赋予储物架颜色与材质用于展示，最终的整体效果图，如图3所示。储物架转轴与层架外缘抓手部位的塑料套件采用白色ABS塑料，造型圆润流畅，白色体现干净卫生、塑料材质体现温和亲肤、圆润流畅的造型体现安全与灵活；为方便用户直观看到其他储物单元的物品，分隔板和层架采用透明亚克力或者玻璃作为材料。为保证储物架旋转的过程中放置在层架上的物品出于原有状态，和满足食物收纳多元化，在层架上设置一圈金属围栏或者透明挡板避免物品滑落，在底层架设置蔬果盒和啤酒筐等特殊收纳器具。整体造型从视觉上将纵向分割成三个单元，将横向分割成四个单元，多个独立单元紧凑环绕转动轴转动，满足用户的收纳多元化的需求，令食物的存储更加秩序更有条理。

图3冰箱冷藏柜储物架整体效果图

3.3分离式热管控温效果

图4所示为冷藏室内降温过程中分离式热管控温效果。热管可以在50min左右使冷藏室内平均温度由16℃降至8℃，并可以通过启停控制维持冷藏室温度稳定。冷藏室内上部腔体温度T1波动较小，波动幅度为0.8℃，下部腔体温度T2波动幅度为1.5℃，冷藏室内平均温度的波动幅度仅为1.1℃，优于普通直冷冰箱的温控精度(波动幅度约为2.5℃)。在一个启停周期内，分离式热管启动时传热功率能达到约100W，热管运行时平均传热功率接近75W，这主要是因在约6.5min的运行时间内热管与箱内空气的换热还未达到稳定，所以平均传热功率较高。热管停止时传热功率接近0W，分离式热管运行时间约为6.5min，停止时间约为42.8min，开停比率约为15.2%。初步验证了分离式热管具有良好的控温能力。

图4分离式热管控温效果

结语

为解决家用立式冰箱涌现出食物堆积、凌乱拥挤、容易串味等存储环境问题。文章通过调研和分析现有家用立式冰箱存储环境的现状、用户行为习惯和心理等设计因素提出相应的设计定位；从用户体验角度出发，运用结构设计学知识，结合头脑风暴和创新设计方法，设计出了冰箱冷藏柜储物架旋转交互的创新结构。提出了基于用户体验的新型家用立式冰箱冷藏柜的创新设计，为冰箱未来的交互设计提供了参考。

参考文献

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