葡萄酒冷藏柜内部湿度系统研究

王慧慧 汪允华 姜莉莉 程贵亮

（澳柯玛股份有限公司 山东青岛 266510）

葡萄酒冷藏柜内部湿度系统研究

王慧慧 汪允华 姜莉莉 程贵亮

（澳柯玛股份有限公司 山东青岛 266510）

简述葡萄酒冷藏柜所应具备的几个功能，并着重分析酒柜内部加湿方法，通过实验详细研究酒柜内部的加湿方案。

葡萄酒冷藏柜；湿度；空气对流；化霜；冷凝；蒸发；活性炭；火山石

1 引言

葡萄酒逐年受到人们的青睐。葡萄酒的存储也越来越受到饮用者的重视，葡萄酒的保存一般要注意的几个方面是：温度、湿度、光线和振动。

我们所研制的酒柜就是根据以上葡萄酒的保存方式为基础开发的。利用压缩机——冷凝器——毛细管——蒸发器制冷模式，通过温控器以及箱内风扇保持箱内设定温度的均衡性,如果温度不能稳定控制，忽高忽低，会加速葡萄酒的成熟，使得葡萄酒的口味变酸、变涩，降低其品质。另外使用专业印刷的防紫外线镀膜玻璃来隔绝外界紫外线，以免葡萄酒被紫外线照射，加速其氧化成熟，品质降低。利用橡木搁架、以及橡胶、减震垫等逐级减震来减少压缩机震动、风机震动、制冷剂流动等振动源引起葡萄酒的成熟加速。

不同的葡萄酒存储需要酒柜内部维持恒定相应温度，采用蒸发器制冷，所以酒柜内的水分大部分都凝结在蒸发器表面，导致箱体内部比较干燥，一般测得的湿度是30～40%。如果在这种干燥的环境中长期存储红酒，会导致瓶塞的干裂、漏气，使得空气大量流入到酒瓶中，加速酒的氧化，使得葡萄酒变质。这样的酒柜是不能做为长期存储红酒的器具的。所以我们要保证酒柜内部的湿度达到60%左右，才能保证存储的红酒不变质，才是我们想要的酒窖型储酒柜。

2 葡萄酒储藏柜内部湿度控制系统

为了达到长期存储的目的，酒柜制造商使用了很多方法增加酒柜内部湿度。通过对各种方法的逐一测试来分析得到较为理想的增湿方案。

图1为葡萄酒冷藏柜在正常制冷状态下，箱体内部的温度、湿度曲线，温度调整维持在11℃时，箱体内部的湿度在压缩机开停状态下维持在35%上下浮动，箱体内部湿度较低。

2.1 人工补水增湿技术

此种加湿方式是在箱体内部放置一个托盘，在其内部到上水，利用水的自然蒸发原理来给柜内加湿。

从图2中可以看到当水盘中的水不断蒸发到最终完毕后，箱内的湿度又变得比较干燥，所以此种加湿方式效果不太明显，需要人为地为水盘补充水量。由于成本比较低，一些老式酒柜一般都采取此种方法。由于水盘不能做的太大，表面

水的蒸发面积限制，此种方法加湿量比较低，而且较易引起酒柜蒸发器表面结霜、结冰，使得制冷效果逐渐变差，需要不断除霜等方式改善。如果在水盘中加放海绵，以增大水的蒸发面积，但通常湿度会增加较大，引起酒瓶塞的发霉变质。另外加入的水质也有较大要求，如果水不够纯净，水蒸发析出的固体物质会直接影响到海绵的表面积，很快就会使海绵变硬失去作用。另外海绵在水中长期使用后容易霉变，为酒柜长期存储带来不安全的隐患。这些方式总需要人的不断干预补水，开门、关门，导致酒柜内部温度、湿度不能稳定，而且也会引起较大的震动，非常不利于长期存储葡萄酒。

图1 温湿曲线图

2.2 超声波增湿技术

近期又出现了一种超声波加湿器，工作原理是通过超声波振动，将能量传递给水，使得水逐渐雾化，扩散到柜内，达到加湿效果。功耗小，效率高是其最明显的特点。将超声波发生器放在柜内准备好的水盘中，通电后水不断被激发雾化到箱内，迅速增加箱内的湿度。

当超声波工作时箱内的湿度较高，在90%左右波动，当超声波停止工作时，由于蒸发器制冷导致柜内的湿度极具下降到30%左右，柜内的湿度非常不稳定，通常会导致柜内湿度剧增，尤其在酒瓶塞周围会有水珠凝结，长时间会将外界的水倒吸入到酒瓶内部，非常不可取。不但成本较高，而且对水质有极高的要求。

以上的两种柜内加湿方法都是通过水的蒸发来保证湿度的，从简单到复杂，再到受控，也越来也精密。但都需要不断地向内部补水来完成，对水质要求也较高，而且也占用了酒柜内部空间。

2.3 自动增湿技术

在酒柜内部与外界增加透气孔，利用柜内制冷时形成的负压造成柜内外空气流动，引入水分对柜内进行自然加湿。此种方法清洁，主要利用空气对流原理，而且几乎不存在故障。只需要定期更换过滤装置即可。

还是利用同一台酒柜做实验。此柜为直冷柜，使用吹涨板蒸发器放于内胆后壁上，再在其表面箱体内部15mm处放置带有透气孔的蒸发器护板。首先实验测出未改造之前的实验数据，柜内平均湿度在30%～40%之间波动。这也是国内市场上大部分无加湿系统酒柜的实际情况。下面对其进行自动加湿改造：

第一次改造。将内胆后壁与箱体后壁增开透气孔，上下各一个，上孔在蒸发器顶部，下孔在箱体后壁的最底部，制冷时产生的压力差使得空气自动流动循环，由于柜内水汽不断被吸附在蒸发器表面，外界的新鲜空气不断被引入。用海绵将上下孔堵住，再安装上蒸发器、蒸发器护板。保持原实验状态开始试验，柜内稳定后实验测的湿度几乎没有变化。对试验进行分析后，找出失败原因，我们忽略了海绵虽有很强吸水性，但透气性较差。很快海绵表面就会因吸满而失去作用。

图2 水盘加湿温湿度曲线图

第二次改造。去掉上下海绵，直接试验。湿度有所增加，但仍不理想，平均湿度在

40%～45%之间波动。这和我们一开始的预测是有很大出入的，为什么柜内湿度仍然比较低呢？一次意外，在卸掉蒸发器护板后继续实验时，我们惊奇的发现开机制冷时蒸发器距开孔处结霜明显。通过这次意外，很明显外界空气在与柜内气体交换时，大部分水汽被蒸发器阻挡在其表面，无法进入箱体内部，造成柜内湿度变化不大，只有很少的提升。

图3 超声波加湿箱内湿度曲线图

第三次改造。用圆管将外界空气直接引入到箱内，穿过蒸发器，透过蒸发器护板，再按照原实验条件试验。可喜的是柜内湿度又有了较大的提升，从图4可以看出平均湿度接近60%。可以说我们对酒柜内部加湿的实验基本达到了预期目标。为防止外界异物、异味、虫子等进入酒柜内部，影响葡萄酒质量，在圆管内部放入活性炭以保证与外界的物质隔绝。

此种内外空气对流方法可以说是比较简单、有效的加湿方法，成本低，几乎没有故障，而且加湿效果相比明显，基本能够达到葡萄酒的储存要求，再配合电子温控器对柜内温度的控制，此款酒柜可以说是一款真正意义上的储酒柜，温度湿度基本都能满足要求。可是如果外界温度、环境改变，直接意义上的空气循环就会受到影响，箱内湿度也会随之改变，所以使得此种方法的广泛推广受到了一定限制。

程序控制蒸发器制冷后自动化霜得到化霜水，而这一部分化霜水纯净度还是比较高的。再在蒸发器底部增加一个容器以便存储化霜水，在容器内放入定量火山石，以便增加水的蒸发面积，已达到不断加湿作用。多次试验验证火山石加入量，一般在450g左右，火山石大小φ15～20左右，通过实验测得箱体内部湿度又增加了5%左右，湿度达到60%多一些。目前的酒柜就是我们设计之初的那款具有加湿功能的柜子了。另外随着环境湿度增加，柜内的湿度也会有一定量的增加，通常小于10%，还是能够接受的，也在标准要求的范围内。

但是当环境湿度逐渐降低，降到40%以下时，箱内的湿度也很难保持在50%上，通常也会降到40%左右。完全失去了加湿的作用。虽说标准要求测试的环境湿度一般都在50%以上，我们的柜子也是满足标准适用要求的。但是对于使用者来说，还是有可能在比较干燥的环境中使用的，这也重新给我们提出了新的课题。还是需要我们进一步研究开发，虽说目前已有解决方案以及初步的实验，但是还是需要大量的实验验证，以及真实的模拟实验才能解决。而且在这一过程中仍然存在着许多不可知的问题存在，需要我们不断探索改进。

3 结论

本文根据不同的加湿方案，以及实验验证，最终得到了一种较为合理，而且便于实现的葡萄酒酒柜内部加湿系统，在箱体内部较为合理的位置增加内外通气孔洞，通过引入外界空气中的水分来用于柜内的加湿，而且在蒸发器底部增加火山岩存留部分化霜水后，能够非常有较的使酒柜内部湿度提升到60%左右。此种方案实现简单，且只需付出较少的成本即可实现湿度提升，非常便于推广应用。

The research of interior humidity system for wine cooler

WANG Huihui WANG Yunhua JIANG Lili CHENG Guiliang
(AUCMA Company Limited Qingdao 266510)

This article briefly describes that wine cooler should have several functions, analyzing the interior humidity of wine cooler. Through the experiments, we detailed studied the humidification method of wine cooler.

Wine cooler; Humidity; Air convection; Defrost; Condensate; Evaporator; Carbon; Lava stone

图4 空气引入法箱内湿度曲线