酒柜實(shí)現(xiàn)保濕功能的控制方法探討

摘 要：分析制冷控制系統(tǒng)對(duì)冷藏紅酒柜內(nèi)部濕度的變化影響，對(duì)酒柜在制冷運(yùn)行期間的濕度變化及不同措施下的效果進(jìn)行對(duì)比，通過對(duì)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等控制規(guī)則的優(yōu)化改善酒柜箱內(nèi)濕度，實(shí)現(xiàn)保濕功能。

關(guān)鍵詞：酒柜 濕度 控制

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（a）-0084-01

酒柜作為儲(chǔ)藏紅酒的家電產(chǎn)品，屬于制冷器具的范疇，一直以來用于調(diào)節(jié)紅酒的儲(chǔ)藏溫度作為主要功能。但隨著消費(fèi)者對(duì)于紅酒口感要求的提高，濕度的控制也成了一個(gè)好的酒柜的重要特性，因?yàn)闈穸葧?huì)影響到紅酒的軟木塞，不合適的濕度會(huì)使軟木塞干裂或濕腐，對(duì)葡萄酒的質(zhì)量產(chǎn)生致命的影響。

由于制冷過程的除濕效應(yīng)，過去對(duì)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(duì)于紅酒儲(chǔ)藏間室做了明確定義，明確了對(duì)于酒柜產(chǎn)品貯藏溫度的變化小于0.5K以及相對(duì)濕度要控制在50%～80%之間，并在細(xì)則中明確了測(cè)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(shí)現(xiàn)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(shì)

酒柜以純直冷的方式運(yùn)行，溫度設(shè)定為12 ℃，感溫點(diǎn)的溫度控制開停按±1K進(jìn)行壓縮機(jī)控制的情況下，對(duì)應(yīng)開機(jī)/停機(jī)時(shí)間為8 min/26 min，隨著壓縮機(jī)開停，箱內(nèi)的濕度也在50%RH濕度的上下波動(dòng)，由于壓縮機(jī)開停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，濕度波動(dòng)范圍也較大（38%～60%），開機(jī)制冷時(shí)濕度下降，停機(jī)時(shí)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(dòng)范圍是首先要解決的問題，對(duì)應(yīng)到冰箱的控制則是在滿足箱內(nèi)溫度控制的前提下減小冰箱的開停周期。

2 壓縮機(jī)開停周期對(duì)于酒柜濕度波動(dòng)的影響

為驗(yàn)證開停周期與箱內(nèi)濕度波動(dòng)的關(guān)系，脫離開原有溫度控制系統(tǒng)，直接設(shè)定壓縮機(jī)的開/停時(shí)間來分析箱內(nèi)溫度、濕度的對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

試驗(yàn)共設(shè)定四個(gè)不同的開停機(jī)時(shí)間參數(shù)，從左到右對(duì)比見表1。

從上表的數(shù)據(jù)對(duì)比，說明減小開停周期是能夠降低箱內(nèi)的溫度和濕度的波動(dòng)范圍，而箱內(nèi)濕度的波動(dòng)大小與蒸發(fā)器溫度變化是同步的。同時(shí)，開機(jī)率的變化不僅影響到箱內(nèi)的溫度，同時(shí)影響到箱內(nèi)的濕度。當(dāng)箱內(nèi)溫度為12 ℃時(shí)，濕度基本處于50%RH左右，如要繼續(xù)提高箱內(nèi)濕度，應(yīng)增加其它有效措施。

而通過試驗(yàn)過程的溫濕度變化曲線，可以看出，采樣點(diǎn)本身的溫度對(duì)濕度的影響不大，當(dāng)溫度從18 ℃～12 ℃的降溫過程中，濕度處于一個(gè)基本穩(wěn)定的狀態(tài)。而且箱內(nèi)濕度的高低與蒸發(fā)器的最低溫度有著明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

所以提高蒸發(fā)器溫度是提高箱內(nèi)濕度的有效途徑，但要兼顧箱內(nèi)溫度控制的要求。

3 風(fēng)機(jī)循環(huán)對(duì)箱內(nèi)濕度的影響

3.1 風(fēng)機(jī)循環(huán)方案

通過降低開停機(jī)周期可以減小箱內(nèi)濕度波動(dòng)，而提高蒸發(fā)器表面溫度則能提高箱內(nèi)濕度值。提高蒸發(fā)器表面溫度的一個(gè)方法是采用全金屬內(nèi)膽，該方法與控制系統(tǒng)無關(guān)，在本文中不做詳細(xì)說明。另一個(gè)方法是增加風(fēng)扇電機(jī)，提高蒸發(fā)器散熱效率，在提高箱內(nèi)溫度均勻性的同時(shí)，提高箱內(nèi)濕度。

通過對(duì)比風(fēng)扇不同的安裝位置的影響，確定只有當(dāng)風(fēng)扇對(duì)著蒸發(fā)器吹風(fēng)時(shí)，才能提高箱內(nèi)濕度。如果風(fēng)扇遠(yuǎn)離蒸發(fā)器或吸風(fēng)時(shí)，會(huì)影響到壓縮機(jī)的開停，但對(duì)于濕度沒有明顯的效果。

3.2 風(fēng)機(jī)控制規(guī)則的對(duì)比

風(fēng)機(jī)按不同的控制時(shí)的對(duì)比如下。（如表2）

風(fēng)機(jī)的加入通過提高蒸發(fā)器的換熱效果，提高蒸發(fā)器溫度來實(shí)現(xiàn)提高箱內(nèi)濕度的目的。實(shí)際應(yīng)用中，風(fēng)扇電機(jī)與蒸發(fā)器的相對(duì)位置對(duì)于提高濕度的效果極為重要。

方案1波動(dòng)太大且開機(jī)率高，不可行。方案2效果最為明顯有效，但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意與風(fēng)扇位置及風(fēng)量的配合。方案3的溫度及濕度波動(dòng)最小，也基本可滿足要求。對(duì)比風(fēng)機(jī)對(duì)蒸發(fā)器溫度和箱內(nèi)溫度、濕度的變化影響，根據(jù)蒸發(fā)器感溫頭溫度控制風(fēng)扇電機(jī)的運(yùn)行是最佳控制方案。

從壓縮機(jī)開機(jī)/停機(jī)時(shí)間對(duì)比看，增加風(fēng)扇電機(jī)后，由于感溫頭溫度變化更快，導(dǎo)致開停機(jī)加快，在控制規(guī)則不變時(shí)箱內(nèi)濕度波動(dòng)變小，可同時(shí)降低耗電量。

4 酒柜濕度優(yōu)化控制方案

而對(duì)于不帶風(fēng)扇電機(jī)的酒柜產(chǎn)品，要達(dá)到同時(shí)滿足酒柜溫度和濕度的控制要求，只有通過控制規(guī)則的改進(jìn)在滿足箱內(nèi)溫控的前提下減小濕度波動(dòng)、提高最低濕度值，制冷控制規(guī)則的改進(jìn)主要是：減小開停機(jī)溫差，以實(shí)現(xiàn)加速開停的目的，當(dāng)箱內(nèi)溫度與設(shè)定溫度接近時(shí)，增加開停機(jī)的時(shí)間限制，穩(wěn)定狀態(tài)較快開停機(jī)，減少溫度與濕度的波動(dòng)。

要提高箱內(nèi)在制冷狀態(tài)下的濕度值，最為有效的方案是增加箱內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)，但應(yīng)注意風(fēng)機(jī)的位置及控制方式，使箱內(nèi)的溫度波動(dòng)和濕度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)

[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(tǒng)原理與檢修，人民郵電出版社，2007.