酒柜實現保濕功能的控制方法探討

摘 要：分析制冷控制系統對冷藏紅酒柜內部濕度的變化影響，對酒柜在制冷運行期間的濕度變化及不同措施下的效果進行對比，通過對壓縮機、風機等控制規則的優化改善酒柜箱內濕度，實現保濕功能。

關鍵詞：酒柜 濕度 控制

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0084-01

酒柜作為儲藏紅酒的家電產品，屬于制冷器具的范疇，一直以來用于調節紅酒的儲藏溫度作為主要功能。但隨著消費者對于紅酒口感要求的提高，濕度的控制也成了一個好的酒柜的重要特性，因為濕度會影響到紅酒的軟木塞，不合適的濕度會使軟木塞干裂或濕腐，對葡萄酒的質量產生致命的影響。

由于制冷過程的除濕效應，過去對于酒柜的濕度控制沒有定量的要求，直到歐盟的EUP指令No 643/2009的頒布，在指令的附錄1中對于紅酒儲藏間室做了明確定義，明確了對于酒柜產品貯藏溫度的變化小于0.5K以及相對濕度要控制在50%～80%之間，并在細則中明確了測試方法及具體要求。

本文以SC-102Y壓縮式制冷酒柜為例，探討通過控制方法實現酒柜保濕功能的方法。

1 酒柜制冷控制過程的濕度變化趨勢

酒柜以純直冷的方式運行，溫度設定為12 ℃，感溫點的溫度控制開停按±1K進行壓縮機控制的情況下，對應開機/停機時間為8 min/26 min，隨著壓縮機開停，箱內的濕度也在50%RH濕度的上下波動，由于壓縮機開停機時間較長，濕度波動范圍也較大（38%～60%），開機制冷時濕度下降，停機時濕度回升。

由于EUP指令要求的不是平均濕度，所以降低濕度波動范圍是首先要解決的問題，對應到冰箱的控制則是在滿足箱內溫度控制的前提下減小冰箱的開停周期。

2 壓縮機開停周期對于酒柜濕度波動的影響

為驗證開停周期與箱內濕度波動的關系，脫離開原有溫度控制系統，直接設定壓縮機的開/停時間來分析箱內溫度、濕度的對應的關系。

試驗共設定四個不同的開停機時間參數，從左到右對比見表1。

從上表的數據對比，說明減小開停周期是能夠降低箱內的溫度和濕度的波動范圍，而箱內濕度的波動大小與蒸發器溫度變化是同步的。同時，開機率的變化不僅影響到箱內的溫度，同時影響到箱內的濕度。當箱內溫度為12 ℃時，濕度基本處于50%RH左右，如要繼續提高箱內濕度，應增加其它有效措施。

而通過試驗過程的溫濕度變化曲線，可以看出，采樣點本身的溫度對濕度的影響不大，當溫度從18 ℃～12 ℃的降溫過程中，濕度處于一個基本穩定的狀態。而且箱內濕度的高低與蒸發器的最低溫度有著明顯的對應關系。

所以提高蒸發器溫度是提高箱內濕度的有效途徑，但要兼顧箱內溫度控制的要求。

3 風機循環對箱內濕度的影響

3.1 風機循環方案

通過降低開停機周期可以減小箱內濕度波動，而提高蒸發器表面溫度則能提高箱內濕度值。提高蒸發器表面溫度的一個方法是采用全金屬內膽，該方法與控制系統無關，在本文中不做詳細說明。另一個方法是增加風扇電機，提高蒸發器散熱效率，在提高箱內溫度均勻性的同時，提高箱內濕度。

通過對比風扇不同的安裝位置的影響，確定只有當風扇對著蒸發器吹風時，才能提高箱內濕度。如果風扇遠離蒸發器或吸風時，會影響到壓縮機的開停，但對于濕度沒有明顯的效果。

3.2 風機控制規則的對比

風機按不同的控制時的對比如下。（如表2）

風機的加入通過提高蒸發器的換熱效果，提高蒸發器溫度來實現提高箱內濕度的目的。實際應用中，風扇電機與蒸發器的相對位置對于提高濕度的效果極為重要。

方案1波動太大且開機率高，不可行。方案2效果最為明顯有效，但在實際應用中應注意與風扇位置及風量的配合。方案3的溫度及濕度波動最小，也基本可滿足要求。對比風機對蒸發器溫度和箱內溫度、濕度的變化影響，根據蒸發器感溫頭溫度控制風扇電機的運行是最佳控制方案。

從壓縮機開機/停機時間對比看，增加風扇電機后，由于感溫頭溫度變化更快，導致開停機加快，在控制規則不變時箱內濕度波動變小，可同時降低耗電量。

4 酒柜濕度優化控制方案

而對于不帶風扇電機的酒柜產品，要達到同時滿足酒柜溫度和濕度的控制要求，只有通過控制規則的改進在滿足箱內溫控的前提下減小濕度波動、提高最低濕度值，制冷控制規則的改進主要是：減小開停機溫差，以實現加速開停的目的，當箱內溫度與設定溫度接近時，增加開停機的時間限制，穩定狀態較快開停機，減少溫度與濕度的波動。

要提高箱內在制冷狀態下的濕度值，最為有效的方案是增加箱內循環風機，但應注意風機的位置及控制方式，使箱內的溫度波動和濕度滿足標準要求。

參考文獻

[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] 鄭兆志，陳星，顧華，等.制冷裝置電氣控制系統原理與檢修，人民郵電出版社，2007.