酒柜实现保湿功能的控制方法探讨

摘 要：分析制冷控制系统对冷藏红酒柜内部湿度的变化影响，对酒柜在制冷运行期间的湿度变化及不同措施下的效果进行对比，通过对压缩机、风机等控制规则的优化改善酒柜箱内湿度，实现保湿功能。

关键词：酒柜 湿度 控制

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0084-01

酒柜作为储藏红酒的家电产品，属于制冷器具的范畴，一直以来用于调节红酒的储藏温度作为主要功能。但随着消费者对于红酒口感要求的提高，湿度的控制也成了一个好的酒柜的重要特性，因为湿度会影响到红酒的软木塞，不合适的湿度会使软木塞干裂或湿腐，对葡萄酒的质量产生致命的影响。

由于制冷过程的除湿效应，过去对于酒柜的湿度控制没有定量的要求，直到欧盟的EUP指令No 643/2009的颁布，在指令的附录1中对于红酒储藏间室做了明确定义，明确了对于酒柜产品贮藏温度的变化小于0.5K以及相对湿度要控制在50%～80%之间，并在细则中明确了测试方法及具体要求。

本文以SC-102Y压缩式制冷酒柜为例，探讨通过控制方法实现酒柜保湿功能的方法。

1 酒柜制冷控制过程的湿度变化趋势

酒柜以纯直冷的方式运行，温度设定为12 ℃，感温点的温度控制开停按±1K进行压缩机控制的情况下，对应开机/停机时间为8 min/26 min，随着压缩机开停，箱内的湿度也在50%RH湿度的上下波动，由于压缩机开停机时间较长，湿度波动范围也较大（38%～60%），开机制冷时湿度下降，停机时湿度回升。

由于EUP指令要求的不是平均湿度，所以降低湿度波动范围是首先要解决的问题，对应到冰箱的控制则是在满足箱内温度控制的前提下减小冰箱的开停周期。

2 压缩机开停周期对于酒柜湿度波动的影响

为验证开停周期与箱内湿度波动的关系，脱离开原有温度控制系统，直接设定压缩机的开/停时间来分析箱内温度、湿度的对应的关系。

试验共设定四个不同的开停机时间参数，从左到右对比见表1。

从上表的数据对比，说明减小开停周期是能够降低箱内的温度和湿度的波动范围，而箱内湿度的波动大小与蒸发器温度变化是同步的。同时，开机率的变化不仅影响到箱内的温度，同时影响到箱内的湿度。当箱内温度为12 ℃时，湿度基本处于50%RH左右，如要继续提高箱内湿度，应增加其它有效措施。

而通过试验过程的温湿度变化曲线，可以看出，采样点本身的温度对湿度的影响不大，当温度从18 ℃～12 ℃的降温过程中，湿度处于一个基本稳定的状态。而且箱内湿度的高低与蒸发器的最低温度有著明显的对应关系。

所以提高蒸发器温度是提高箱内湿度的有效途径，但要兼顾箱内温度控制的要求。

3 风机循环对箱内湿度的影响

3.1 风机循环方案

通过降低开停机周期可以减小箱内湿度波动，而提高蒸发器表面温度则能提高箱内湿度值。提高蒸发器表面温度的一个方法是采用全金属内胆，该方法与控制系统无关，在本文中不做详细说明。另一个方法是增加风扇电机，提高蒸发器散热效率，在提高箱内温度均匀性的同时，提高箱内湿度。

通过对比风扇不同的安装位置的影响，确定只有当风扇对着蒸发器吹风时，才能提高箱内湿度。如果风扇远离蒸发器或吸风时，会影响到压缩机的开停，但对于湿度没有明显的效果。

3.2 风机控制规则的对比

风机按不同的控制时的对比如下。（如表2）

风机的加入通过提高蒸发器的换热效果，提高蒸发器温度来实现提高箱内湿度的目的。实际应用中，风扇电机与蒸发器的相对位置对于提高湿度的效果极为重要。

方案1波动太大且开机率高，不可行。方案2效果最为明显有效，但在实际应用中应注意与风扇位置及风量的配合。方案3的温度及湿度波动最小，也基本可满足要求。对比风机对蒸发器温度和箱内温度、湿度的变化影响，根据蒸发器感温头温度控制风扇电机的运行是最佳控制方案。

从压缩机开机/停机时间对比看，增加风扇电机后，由于感温头温度变化更快，导致开停机加快，在控制规则不变时箱内湿度波动变小，可同时降低耗电量。

4 酒柜湿度优化控制方案

而对于不带风扇电机的酒柜产品，要达到同时满足酒柜温度和湿度的控制要求，只有通过控制规则的改进在满足箱内温控的前提下减小湿度波动、提高最低湿度值，制冷控制规则的改进主要是：减小开停机温差，以实现加速开停的目的，当箱内温度与设定温度接近时，增加开停机的时间限制，稳定状态较快开停机，减少温度与湿度的波动。

要提高箱内在制冷状态下的湿度值，最为有效的方案是增加箱内循环风机，但应注意风机的位置及控制方式，使箱内的温度波动和湿度满足标准要求。

参考文献

[1] COMMISSION REGULATION （EC） No 643/2009 of 22 July 2009——implementing Directive 2005/32/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for household refrigerating appliances.

[2] 郑兆志，陈星，顾华，等.制冷装置电气控制系统原理与检修，人民邮电出版社，2007.