葡萄酒冷藏柜內部濕度系統研究

王慧慧 汪允華 姜莉莉 程貴亮

（澳柯瑪股份有限公司 山東青島 266510）

葡萄酒冷藏柜內部濕度系統研究

王慧慧 汪允華 姜莉莉 程貴亮

（澳柯瑪股份有限公司 山東青島 266510）

簡述葡萄酒冷藏柜所應具備的幾個功能，并著重分析酒柜內部加濕方法，通過實驗詳細研究酒柜內部的加濕方案。

葡萄酒冷藏柜；濕度；空氣對流；化霜；冷凝；蒸發；活性炭；火山石

1 引言

葡萄酒逐年受到人們的青睞。葡萄酒的存儲也越來越受到飲用者的重視，葡萄酒的保存一般要注意的幾個方面是：溫度、濕度、光線和振動。

我們所研制的酒柜就是根據以上葡萄酒的保存方式為基礎開發的。利用壓縮機——冷凝器——毛細管——蒸發器制冷模式，通過溫控器以及箱內風扇保持箱內設定溫度的均衡性,如果溫度不能穩定控制，忽高忽低，會加速葡萄酒的成熟，使得葡萄酒的口味變酸、變澀，降低其品質。另外使用專業印刷的防紫外線鍍膜玻璃來隔絕外界紫外線，以免葡萄酒被紫外線照射，加速其氧化成熟，品質降低。利用橡木擱架、以及橡膠、減震墊等逐級減震來減少壓縮機震動、風機震動、制冷劑流動等振動源引起葡萄酒的成熟加速。

不同的葡萄酒存儲需要酒柜內部維持恒定相應溫度，采用蒸發器制冷，所以酒柜內的水分大部分都凝結在蒸發器表面，導致箱體內部比較干燥，一般測得的濕度是30～40%。如果在這種干燥的環境中長期存儲紅酒，會導致瓶塞的干裂、漏氣，使得空氣大量流入到酒瓶中，加速酒的氧化，使得葡萄酒變質。這樣的酒柜是不能做為長期存儲紅酒的器具的。所以我們要保證酒柜內部的濕度達到60%左右，才能保證存儲的紅酒不變質，才是我們想要的酒窖型儲酒柜。

2 葡萄酒儲藏柜內部濕度控制系統

為了達到長期存儲的目的，酒柜制造商使用了很多方法增加酒柜內部濕度。通過對各種方法的逐一測試來分析得到較為理想的增濕方案。

圖1為葡萄酒冷藏柜在正常制冷狀態下，箱體內部的溫度、濕度曲線，溫度調整維持在11℃時，箱體內部的濕度在壓縮機開停狀態下維持在35%上下浮動，箱體內部濕度較低。

2.1 人工補水增濕技術

此種加濕方式是在箱體內部放置一個托盤，在其內部到上水，利用水的自然蒸發原理來給柜內加濕。

從圖2中可以看到當水盤中的水不斷蒸發到最終完畢后，箱內的濕度又變得比較干燥，所以此種加濕方式效果不太明顯，需要人為地為水盤補充水量。由于成本比較低，一些老式酒柜一般都采取此種方法。由于水盤不能做的太大，表面

水的蒸發面積限制，此種方法加濕量比較低，而且較易引起酒柜蒸發器表面結霜、結冰，使得制冷效果逐漸變差，需要不斷除霜等方式改善。如果在水盤中加放海綿，以增大水的蒸發面積，但通常濕度會增加較大，引起酒瓶塞的發霉變質。另外加入的水質也有較大要求，如果水不夠純凈，水蒸發析出的固體物質會直接影響到海綿的表面積，很快就會使海綿變硬失去作用。另外海綿在水中長期使用后容易霉變，為酒柜長期存儲帶來不安全的隱患。這些方式總需要人的不斷干預補水，開門、關門，導致酒柜內部溫度、濕度不能穩定，而且也會引起較大的震動，非常不利于長期存儲葡萄酒。

圖1 溫濕曲線圖

2.2 超聲波增濕技術

近期又出現了一種超聲波加濕器，工作原理是通過超聲波振動，將能量傳遞給水，使得水逐漸霧化，擴散到柜內，達到加濕效果。功耗小，效率高是其最明顯的特點。將超聲波發生器放在柜內準備好的水盤中，通電后水不斷被激發霧化到箱內，迅速增加箱內的濕度。

當超聲波工作時箱內的濕度較高，在90%左右波動，當超聲波停止工作時，由于蒸發器制冷導致柜內的濕度極具下降到30%左右，柜內的濕度非常不穩定，通常會導致柜內濕度劇增，尤其在酒瓶塞周圍會有水珠凝結，長時間會將外界的水倒吸入到酒瓶內部，非常不可取。不但成本較高，而且對水質有極高的要求。

以上的兩種柜內加濕方法都是通過水的蒸發來保證濕度的，從簡單到復雜，再到受控，也越來也精密。但都需要不斷地向內部補水來完成，對水質要求也較高，而且也占用了酒柜內部空間。

2.3 自動增濕技術

在酒柜內部與外界增加透氣孔，利用柜內制冷時形成的負壓造成柜內外空氣流動，引入水分對柜內進行自然加濕。此種方法清潔，主要利用空氣對流原理，而且幾乎不存在故障。只需要定期更換過濾裝置即可。

還是利用同一臺酒柜做實驗。此柜為直冷柜，使用吹漲板蒸發器放于內膽后壁上，再在其表面箱體內部15mm處放置帶有透氣孔的蒸發器護板。首先實驗測出未改造之前的實驗數據，柜內平均濕度在30%～40%之間波動。這也是國內市場上大部分無加濕系統酒柜的實際情況。下面對其進行自動加濕改造：

第一次改造。將內膽后壁與箱體后壁增開透氣孔，上下各一個，上孔在蒸發器頂部，下孔在箱體后壁的最底部，制冷時產生的壓力差使得空氣自動流動循環，由于柜內水汽不斷被吸附在蒸發器表面，外界的新鮮空氣不斷被引入。用海綿將上下孔堵住，再安裝上蒸發器、蒸發器護板。保持原實驗狀態開始試驗，柜內穩定后實驗測的濕度幾乎沒有變化。對試驗進行分析后，找出失敗原因，我們忽略了海綿雖有很強吸水性，但透氣性較差。很快海綿表面就會因吸滿而失去作用。

圖2 水盤加濕溫濕度曲線圖

第二次改造。去掉上下海綿，直接試驗。濕度有所增加，但仍不理想，平均濕度在

40%～45%之間波動。這和我們一開始的預測是有很大出入的，為什么柜內濕度仍然比較低呢？一次意外，在卸掉蒸發器護板后繼續實驗時，我們驚奇的發現開機制冷時蒸發器距開孔處結霜明顯。通過這次意外，很明顯外界空氣在與柜內氣體交換時，大部分水汽被蒸發器阻擋在其表面，無法進入箱體內部，造成柜內濕度變化不大，只有很少的提升。

圖3 超聲波加濕箱內濕度曲線圖

第三次改造。用圓管將外界空氣直接引入到箱內，穿過蒸發器，透過蒸發器護板，再按照原實驗條件試驗。可喜的是柜內濕度又有了較大的提升，從圖4可以看出平均濕度接近60%。可以說我們對酒柜內部加濕的實驗基本達到了預期目標。為防止外界異物、異味、蟲子等進入酒柜內部，影響葡萄酒質量，在圓管內部放入活性炭以保證與外界的物質隔絕。

此種內外空氣對流方法可以說是比較簡單、有效的加濕方法，成本低，幾乎沒有故障，而且加濕效果相比明顯，基本能夠達到葡萄酒的儲存要求，再配合電子溫控器對柜內溫度的控制，此款酒柜可以說是一款真正意義上的儲酒柜，溫度濕度基本都能滿足要求。可是如果外界溫度、環境改變，直接意義上的空氣循環就會受到影響，箱內濕度也會隨之改變，所以使得此種方法的廣泛推廣受到了一定限制。

程序控制蒸發器制冷后自動化霜得到化霜水，而這一部分化霜水純凈度還是比較高的。再在蒸發器底部增加一個容器以便存儲化霜水，在容器內放入定量火山石，以便增加水的蒸發面積，已達到不斷加濕作用。多次試驗驗證火山石加入量，一般在450g左右，火山石大小φ15～20左右，通過實驗測得箱體內部濕度又增加了5%左右，濕度達到60%多一些。目前的酒柜就是我們設計之初的那款具有加濕功能的柜子了。另外隨著環境濕度增加，柜內的濕度也會有一定量的增加，通常小于10%，還是能夠接受的，也在標準要求的范圍內。

但是當環境濕度逐漸降低，降到40%以下時，箱內的濕度也很難保持在50%上，通常也會降到40%左右。完全失去了加濕的作用。雖說標準要求測試的環境濕度一般都在50%以上，我們的柜子也是滿足標準適用要求的。但是對于使用者來說，還是有可能在比較干燥的環境中使用的，這也重新給我們提出了新的課題。還是需要我們進一步研究開發，雖說目前已有解決方案以及初步的實驗，但是還是需要大量的實驗驗證，以及真實的模擬實驗才能解決。而且在這一過程中仍然存在著許多不可知的問題存在，需要我們不斷探索改進。

3 結論

本文根據不同的加濕方案，以及實驗驗證，最終得到了一種較為合理，而且便于實現的葡萄酒酒柜內部加濕系統，在箱體內部較為合理的位置增加內外通氣孔洞，通過引入外界空氣中的水分來用于柜內的加濕，而且在蒸發器底部增加火山巖存留部分化霜水后，能夠非常有較的使酒柜內部濕度提升到60%左右。此種方案實現簡單，且只需付出較少的成本即可實現濕度提升，非常便于推廣應用。

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

圖4 空氣引入法箱內濕度曲線