新型通信机房专用空调加湿罐的设计应用

郭彦军

（中国移动通信集团河南有限公司周口分公司，河南 周口466000）

0 引 言

目前机房专用空调自带的加湿方式为浸入式电极加湿，电极加湿方式工作迅速、均匀、水蒸气无水滴、无白粉、无细菌、无杂质。电极式加湿器是洁净等温加湿，加湿效率高，可实现开关量或比例量调节控制，加湿量大、加湿速度快，加湿过程中不会对空气产生污染，而且有自动排污功能的智能控制系统，是世界上公认的最洁净、最安全的加湿方式之一，特别适合于环境要求较高的机房。

在我国北方地区因水质硬度较高，传统加湿罐电极采用铁镀锌电极极易腐蚀氧化，加湿罐采用热熔全密封方式，无法拆卸更换电极或清理水垢，造成加湿罐过早报废，平均每月需要更换一个加湿罐，每个加湿罐费用在1 000元左右。加湿罐更换频繁、数量较多，导致维护费用较高，因此大多数机房专用空调自带的加湿功能被放弃，重新安装了独立的加湿器。据专家计算，机房每250 m2就需要安装一台320 W的加湿器或其他加湿设备，这样不但造成了资源浪费，同时也未达到理想的加湿效果。

1 新型机房专用空调加湿罐设计方案

1．1 传统加湿罐的缺点

（1）传统加湿罐电极材质易腐蚀、老化。目前国内大部分加湿罐厂家采用的电极为铁镀锌电极，铁镀锌电极在100℃的高温中很容易腐蚀，造成电极脱落变小，电极电阻增大，加湿电流变小，加湿达不到相关要求，最终导致加湿罐过早报废。

（2）传统加湿罐无法拆卸。传统机房空调加湿罐为热熔全密封状态，在电极腐蚀、老化、产生水垢后无法拆卸清洗，无法更换电极对罐体再利用，拆卸后即报废，成为一次性加湿罐，造成资源过度浪费。

1．2 新型加湿罐设计

根据日常维护的实际情况，河南移动公司周口分公司随机抽取两个核心高机房，对机房湿度进行了现场测量，如图1，其中2楼3G机房、3楼交换机房湿度均低于40%。核心局机房湿度低，造成机房空气干燥，核心网设备经常在干燥的环境中工作，静电增加，板件吸附灰尘，容易造成设备板件损坏引发重大故障，甚至会引起火灾发生。

为提升核心局机房设备运行环境，对现有电极式机房空调加湿系统进行了改良，采用不锈钢电极替换原厂家铁镀锌电极，并对加湿罐罐体进行了优化，实现了加湿罐罐体可拆卸进行彻底清洗，很大程度提升了机房空调的加湿效果，降低了网络运维费用。

1．2．1 新型加湿罐电极的选材制作

传统加湿罐电极采用铁镀锌电极，很容易腐蚀、老化脱落、短路引起火灾，造成加湿罐过早报废，通过分类比选，多次试验，得出GB316L型不锈钢由于添加Mo（钼）元素，耐腐蚀、耐高温、导电性能好，可作为加湿罐电极的首选材料。

为保证加湿电流与原装加湿电流一致，新电极与加湿罐原装电极体积相同，不锈钢材质采用2 mm厚国标GB316L不锈钢。

（1）下料：8 cm×15 cm不锈钢板3片，长50 cm，6#不锈钢电极3个。

（2）打孔：用冲床均布冲孔或用台钻打孔，规格：孔径2 mm、间距1 mm。

（3）把电极折弯成型，用套丝板牙套丝。

（4）焊接：用氩弧焊机把不锈钢电极和不锈钢板牢固焊在一起。

（5）组装：把新不锈钢电极按原位装好，安装要牢固，防止发生电极短路，然后再合上加湿罐，检查其密闭性。

1．2．2 新型加湿罐可拆卸罐体

为提升加湿罐罐体的利用率，便于维护工作开展，设计制作了可拆卸的加湿罐罐体。加湿罐罐体分为罐顶、桶体、密封条、半圆形的U型卡槽。

1．2．3 新型加湿罐工作原理

在电极式加湿罐工作过程中，水是一种导电液体，当自来水进入电极加湿罐时，水位逐渐上升，直到水位漫过加湿罐内的电极时，电极将通过水构成电流回路，并把水加热至沸腾，产生洁净蒸汽。电极加湿器是通过控制加湿罐中水位的高低和电导率的大小来控制蒸汽的输出量。

电极加湿器开机后，电脑控制器先开启进水阀，使水通过进水盒（此时电脑可以测出进水的导电率）进入到加湿罐的底部，然后逐渐上升并接触到电极。水接触到电极后，电极就通过水构成电流回路，加热水并使之沸腾。水位越往上升，电极流过的电流就越大，当水位升到最高点时，电脑控制器就会通过高水位检测电极，检测出此信号，关闭进水阀。随着蒸汽量的不断输出，电极罐中的水位逐渐下降，这时电脑控制器将再次开启进水阀，给电极罐补新水，满足所需要的加湿量要求。当加湿罐中的矿物质不断增多使水的电导率过高时，电脑控制器及时打开排污阀，排掉部分水及污物，加湿器再次自动补水。由于新型加湿罐电极采用310S不锈钢电极，具有耐高温、耐腐蚀、导电性能好的优点；罐体采用可拆卸结构设计，便于清洗水垢，从而确保加湿器工作在最佳状态和达到延长加湿罐寿命的目的。

2 新型加湿罐的应用效果和效益分析

新型加湿罐安装后，通过动环监控平台监测机房专用空调的加湿系统运行状况，无漏水、漏汽、漏电现象，加湿电流为9 A左右，如图2，与原厂家加湿罐工作电流基本一致，运行稳定、可靠，加湿效果好，且拆卸操作方便，使用寿命长。

图2 新型加湿罐电流实测数据

2014年01月22日，通过动环监控平台实时提取机房湿度相关数据显示，机房湿度全部达到40%以上，最高加湿效果达48．3%，优于规程40%要求达8．3个百分点，机房湿度优化最高幅度达27%，效果良好，符合《维护规程》要求，如图3。新型加湿罐安装后应用效果对比如表1。

图3 动环监控平台实时提取机房湿度相关数据显示

表1 新型加湿罐安装后应用效果对比

行一个月后，与原空调配置的传统加湿罐运电极锈蚀老化效果对比，传统加湿罐电极老化、锈蚀严重，新型加湿罐电极一年后无任何腐蚀，如图4。

图4 加湿罐电极使用一年后情况对比

一台机房专用空调每年约有6个月需要开启加湿功能，每月更换一次加湿罐，购买厂家加湿罐成本约1 000元／个。制作新型不锈钢永久加湿罐成本600元，不考虑节约电费和维护人力的情况下，每台空调可节约成本投入：1 000×6－600＝5 400元。河南移动某局21台机房空调每年将节省约113 400元的成本投入，在全省进行推广使用，每年预计节约200多万元的维护费用，如果再加上节约电费和人力成本，效果更加可观。

3 结束语

经过不懈的努力和创新，河南移动公司周口分公司研发的机房专用空调新型加湿罐已在中国移动通信集团范围内推广应用，并取得了良好经济效益，本成果已获得了国家专利，专利号：201320357848．0，同时已被《人民邮电报》报道（2013年6月10日第二版），已获得河南移动2013年度科技进步创新成果二等奖。节能减排是推动企业、国家可持续发展的一项重要工作，也是一项长期的工作，其意义深远重大。据统计分析，通信机房空调的费用支出约占电源维护费支出的46%，河南移动公司周口分公司研发的新型机房专用空调加湿罐可运行直至空调报废，很大程度地降低了维护成本，提升了核心局机房的加湿效果，避免了机房静电产生，提高了设备运行的安全性和可靠性。

［1］ 中国移动通信集团河南有限公司，河南移动通信电源、空调与监控系统维护管理规定［Z］．2008．

［2］ 信息产业部通信行业职业技能鉴定指导中心．通信电力机务员［Z］．2002．