葡萄酒冷藏柜內(nèi)部濕度系統(tǒng)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(nèi)部濕度系統(tǒng)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(jiǎn)述葡萄酒冷藏柜所應(yīng)具備的幾個(gè)功能，并著重分析酒柜內(nèi)部加濕方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究酒柜內(nèi)部的加濕方案。

葡萄酒冷藏柜；濕度；空氣對(duì)流；化霜；冷凝；蒸發(fā)；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(chǔ)也越來(lái)越受到飲用者的重視，葡萄酒的保存一般要注意的幾個(gè)方面是：溫度、濕度、光線和振動(dòng)。

我們所研制的酒柜就是根據(jù)以上葡萄酒的保存方式為基礎(chǔ)開發(fā)的。利用壓縮機(jī)——冷凝器——毛細(xì)管——蒸發(fā)器制冷模式，通過(guò)溫控器以及箱內(nèi)風(fēng)扇保持箱內(nèi)設(shè)定溫度的均衡性,如果溫度不能穩(wěn)定控制，忽高忽低，會(huì)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(zhì)。另外使用專業(yè)印刷的防紫外線鍍膜玻璃來(lái)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(zhì)降低。利用橡木擱架、以及橡膠、減震墊等逐級(jí)減震來(lái)減少壓縮機(jī)震動(dòng)、風(fēng)機(jī)震動(dòng)、制冷劑流動(dòng)等振動(dòng)源引起葡萄酒的成熟加速。

不同的葡萄酒存儲(chǔ)需要酒柜內(nèi)部維持恒定相應(yīng)溫度，采用蒸發(fā)器制冷，所以酒柜內(nèi)的水分大部分都凝結(jié)在蒸發(fā)器表面，導(dǎo)致箱體內(nèi)部比較干燥，一般測(cè)得的濕度是30～40%。如果在這種干燥的環(huán)境中長(zhǎng)期存儲(chǔ)紅酒，會(huì)導(dǎo)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(zhì)。這樣的酒柜是不能做為長(zhǎng)期存儲(chǔ)紅酒的器具的。所以我們要保證酒柜內(nèi)部的濕度達(dá)到60%左右，才能保證存儲(chǔ)的紅酒不變質(zhì)，才是我們想要的酒窖型儲(chǔ)酒柜。

2 葡萄酒儲(chǔ)藏柜內(nèi)部濕度控制系統(tǒng)

為了達(dá)到長(zhǎng)期存儲(chǔ)的目的，酒柜制造商使用了很多方法增加酒柜內(nèi)部濕度。通過(guò)對(duì)各種方法的逐一測(cè)試來(lái)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(tài)下，箱體內(nèi)部的溫度、濕度曲線，溫度調(diào)整維持在11℃時(shí)，箱體內(nèi)部的濕度在壓縮機(jī)開停狀態(tài)下維持在35%上下浮動(dòng)，箱體內(nèi)部濕度較低。

2.1 人工補(bǔ)水增濕技術(shù)

此種加濕方式是在箱體內(nèi)部放置一個(gè)托盤，在其內(nèi)部到上水，利用水的自然蒸發(fā)原理來(lái)給柜內(nèi)加濕。

從圖2中可以看到當(dāng)水盤中的水不斷蒸發(fā)到最終完畢后，箱內(nèi)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(bǔ)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(fā)面積限制，此種方法加濕量比較低，而且較易引起酒柜蒸發(fā)器表面結(jié)霜、結(jié)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(fā)面積，但通常濕度會(huì)增加較大，引起酒瓶塞的發(fā)霉變質(zhì)。另外加入的水質(zhì)也有較大要求，如果水不夠純凈，水蒸發(fā)析出的固體物質(zhì)會(huì)直接影響到海綿的表面積，很快就會(huì)使海綿變硬失去作用。另外海綿在水中長(zhǎng)期使用后容易霉變，為酒柜長(zhǎng)期存儲(chǔ)帶來(lái)不安全的隱患。這些方式總需要人的不斷干預(yù)補(bǔ)水，開門、關(guān)門，導(dǎo)致酒柜內(nèi)部溫度、濕度不能穩(wěn)定，而且也會(huì)引起較大的震動(dòng)，非常不利于長(zhǎng)期存儲(chǔ)葡萄酒。

圖1 溫濕曲線圖

2.2 超聲波增濕技術(shù)

近期又出現(xiàn)了一種超聲波加濕器，工作原理是通過(guò)超聲波振動(dòng)，將能量傳遞給水，使得水逐漸霧化，擴(kuò)散到柜內(nèi)，達(dá)到加濕效果。功耗小，效率高是其最明顯的特點(diǎn)。將超聲波發(fā)生器放在柜內(nèi)準(zhǔn)備好的水盤中，通電后水不斷被激發(fā)霧化到箱內(nèi)，迅速增加箱內(nèi)的濕度。

當(dāng)超聲波工作時(shí)箱內(nèi)的濕度較高，在90%左右波動(dòng)，當(dāng)超聲波停止工作時(shí)，由于蒸發(fā)器制冷導(dǎo)致柜內(nèi)的濕度極具下降到30%左右，柜內(nèi)的濕度非常不穩(wěn)定，通常會(huì)導(dǎo)致柜內(nèi)濕度劇增，尤其在酒瓶塞周圍會(huì)有水珠凝結(jié)，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)將外界的水倒吸入到酒瓶?jī)?nèi)部，非常不可取。不但成本較高，而且對(duì)水質(zhì)有極高的要求。

以上的兩種柜內(nèi)加濕方法都是通過(guò)水的蒸發(fā)來(lái)保證濕度的，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，再到受控，也越來(lái)也精密。但都需要不斷地向內(nèi)部補(bǔ)水來(lái)完成，對(duì)水質(zhì)要求也較高，而且也占用了酒柜內(nèi)部空間。

2.3 自動(dòng)增濕技術(shù)

在酒柜內(nèi)部與外界增加透氣孔，利用柜內(nèi)制冷時(shí)形成的負(fù)壓造成柜內(nèi)外空氣流動(dòng)，引入水分對(duì)柜內(nèi)進(jìn)行自然加濕。此種方法清潔，主要利用空氣對(duì)流原理，而且?guī)缀醪淮嬖诠收?。只需要定期更換過(guò)濾裝置即可。

還是利用同一臺(tái)酒柜做實(shí)驗(yàn)。此柜為直冷柜，使用吹漲板蒸發(fā)器放于內(nèi)膽后壁上，再在其表面箱體內(nèi)部15mm處放置帶有透氣孔的蒸發(fā)器護(hù)板。首先實(shí)驗(yàn)測(cè)出未改造之前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，柜內(nèi)平均濕度在30%～40%之間波動(dòng)。這也是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上大部分無(wú)加濕系統(tǒng)酒柜的實(shí)際情況。下面對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)加濕改造：

第一次改造。將內(nèi)膽后壁與箱體后壁增開透氣孔，上下各一個(gè)，上孔在蒸發(fā)器頂部，下孔在箱體后壁的最底部，制冷時(shí)產(chǎn)生的壓力差使得空氣自動(dòng)流動(dòng)循環(huán)，由于柜內(nèi)水汽不斷被吸附在蒸發(fā)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(fā)器、蒸發(fā)器護(hù)板。保持原實(shí)驗(yàn)狀態(tài)開始試驗(yàn)，柜內(nèi)穩(wěn)定后實(shí)驗(yàn)測(cè)的濕度幾乎沒(méi)有變化。對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析后，找出失敗原因，我們忽略了海綿雖有很強(qiáng)吸水性，但透氣性較差。很快海綿表面就會(huì)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(yàn)。濕度有所增加，但仍不理想，平均濕度在

40%～45%之間波動(dòng)。這和我們一開始的預(yù)測(cè)是有很大出入的，為什么柜內(nèi)濕度仍然比較低呢？一次意外，在卸掉蒸發(fā)器護(hù)板后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們驚奇的發(fā)現(xiàn)開機(jī)制冷時(shí)蒸發(fā)器距開孔處結(jié)霜明顯。通過(guò)這次意外，很明顯外界空氣在與柜內(nèi)氣體交換時(shí)，大部分水汽被蒸發(fā)器阻擋在其表面，無(wú)法進(jìn)入箱體內(nèi)部，造成柜內(nèi)濕度變化不大，只有很少的提升。

圖3 超聲波加濕箱內(nèi)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(nèi)，穿過(guò)蒸發(fā)器，透過(guò)蒸發(fā)器護(hù)板，再按照原實(shí)驗(yàn)條件試驗(yàn)。可喜的是柜內(nèi)濕度又有了較大的提升，從圖4可以看出平均濕度接近60%?？梢哉f(shuō)我們對(duì)酒柜內(nèi)部加濕的實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。為防止外界異物、異味、蟲子等進(jìn)入酒柜內(nèi)部，影響葡萄酒質(zhì)量，在圓管內(nèi)部放入活性炭以保證與外界的物質(zhì)隔絕。

此種內(nèi)外空氣對(duì)流方法可以說(shuō)是比較簡(jiǎn)單、有效的加濕方法，成本低，幾乎沒(méi)有故障，而且加濕效果相比明顯，基本能夠達(dá)到葡萄酒的儲(chǔ)存要求，再配合電子溫控器對(duì)柜內(nèi)溫度的控制，此款酒柜可以說(shuō)是一款真正意義上的儲(chǔ)酒柜，溫度濕度基本都能滿足要求?？墒侨绻饨鐪囟取h(huán)境改變，直接意義上的空氣循環(huán)就會(huì)受到影響，箱內(nèi)濕度也會(huì)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(fā)器制冷后自動(dòng)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(fā)器底部增加一個(gè)容器以便存儲(chǔ)化霜水，在容器內(nèi)放入定量火山石，以便增加水的蒸發(fā)面積，已達(dá)到不斷加濕作用。多次試驗(yàn)驗(yàn)證火山石加入量，一般在450g左右，火山石大小φ15～20左右，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得箱體內(nèi)部濕度又增加了5%左右，濕度達(dá)到60%多一些。目前的酒柜就是我們?cè)O(shè)計(jì)之初的那款具有加濕功能的柜子了。另外隨著環(huán)境濕度增加，柜內(nèi)的濕度也會(huì)有一定量的增加，通常小于10%，還是能夠接受的，也在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。

但是當(dāng)環(huán)境濕度逐漸降低，降到40%以下時(shí)，箱內(nèi)的濕度也很難保持在50%上，通常也會(huì)降到40%左右。完全失去了加濕的作用。雖說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試的環(huán)境濕度一般都在50%以上，我們的柜子也是滿足標(biāo)準(zhǔn)適用要求的。但是對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，還是有可能在比較干燥的環(huán)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(jìn)一步研究開發(fā)，雖說(shuō)目前已有解決方案以及初步的實(shí)驗(yàn)，但是還是需要大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以及真實(shí)的模擬實(shí)驗(yàn)才能解決。而且在這一過(guò)程中仍然存在著許多不可知的問(wèn)題存在，需要我們不斷探索改進(jìn)。

3 結(jié)論

本文根據(jù)不同的加濕方案，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終得到了一種較為合理，而且便于實(shí)現(xiàn)的葡萄酒酒柜內(nèi)部加濕系統(tǒng)，在箱體內(nèi)部較為合理的位置增加內(nèi)外通氣孔洞，通過(guò)引入外界空氣中的水分來(lái)用于柜內(nèi)的加濕，而且在蒸發(fā)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(nèi)部濕度提升到60%左右。此種方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，且只需付出較少的成本即可實(shí)現(xiàn)濕度提升，非常便于推廣應(yīng)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(nèi)濕度曲線