供水管道防凍閥在冷凍地區的推廣應用

孫占標

（山東濰坊供水防凍設備工程技術研究中心，山東濰坊 261000）

供水管道防凍閥在冷凍地區的推廣應用

孫占標

（山東濰坊供水防凍設備工程技術研究中心，山東濰坊 261000）

冷凍地區冬季農村室外自來水管道、節水灌溉管道出水口凍破現象非常普遍，造成大量淡水資源的浪費。為避免大量保溫材料和水資源的浪費，排空回流防凍閥解決了該問題。

管道防凍；節水灌溉；防凍取水口；防凍閥

在冷凍地區寒冷的冬季，經常發生自來水管凍結甚至凍裂的現象，這不但浪費了大量的維修材料，而且浪費了大量的水資源。傳統的纏繞保溫材料以及壘砌管道井等防凍存在著較大的弊端和安全隱患。目前排空回流防凍閥以其顯著的防凍節能效果和完全的綠色環保性能，在建筑給排水供水管道防凍技術領域取得了較大突破。該產品的研發成功和推廣應用，對農村節水灌溉管道取水口冬季防凍發揮了較好的作用，對水利施工管道防凍技術升級將起到較大的推動作用。

1 排空防凍閥優點

目前國內外傳統防凍方法有：用棉被或保溫材料纏繞來防止水管凍結，但防凍效果很差甚至仍然會發生凍結；在水管上纏繞電熱絲，通過通電來保溫水管防止水管凍結，這樣會浪費電力，而且很不安全；用稍微打開水龍頭，讓水長期流淌的“長流水”方法來防凍，這樣會浪費大量的水資源。用水泥混凝土壘砌管道井，浪費大量材料和人工費。三華利公司采用排空防凍方法設計制作的排空防凍閥，結構設計合理，關、排同步動作，與傳統的水管保溫防凍方法相比較，主要優勢有：1）安裝該產品后的水管無需再纏繞任何保溫材料，節約了保溫成本，防凍效果顯著。2）手動操作，不需要任何動力和燃料。3）產品體積小、占用空間小、提高了空間利用率，安裝方便，使用壽命長，操作使用非常方便。當氣溫持續降低時，只要把防凍閥手柄達到排水狀態，在溫度降到零下50°C時也不會產生凍結。真正實現了“開閥出水，閉閥防凍”的功能，取代了傳統的纏繞保溫材料、壘砌保溫井、纏繞電熱帶、以及長流水的原始防凍方法。

該技術通過對閥門內部結構的優化整合，能實現關排同步、自動吸氣，在關閉給水口的同時，開啟泄水口，使凍層以上零度以下環境中管道內的存水徹底排空吸收，實現防凍功能?？朔藗鹘y的自來水防凍方法存在的難點缺點，能夠通過簡單的操作達到預防水管的凍結凍裂。節約了因水管凍破造成的材料損失，避免水資源的浪費，為人們冬季生活用水提供了方便。

2 排空防凍閥技術性能

排空防凍閥原理是：閥體內部三腔通止切換，能實現關、排同步。內設55°膜片能使水流形成渦流產生虹吸負壓，實現自動吸氣排空，實現快速排空防凍功能。該技術解決了傳統的采用2個甚至3個普通閥門通過復雜的組合組成多步操作的排空系統，以及排空時不能自動補氣造成排空不順暢的難題?？蓪崿F“開閥出水、閉閥防凍”一步操作即可實現防凍或者給水功能，內部產生虹吸自動吸氣加快排空，可使管道快速進入防凍狀態。該產品采用優質的銅和不銹鋼材質，內部零部件采用銅鍍鉻、不銹鋼等優質材料，運用先進的數控設備加工制作，保證了產品的使用性能。產品技術符合GB/T12225國家標準和Q/WSJ001-2008企業標準。項目的研發成功填補了國內水管防凍領域的空白，開創了寒冷地區水管無保溫防凍的歷史先河。

目前已通過了中國建筑材料工業建筑五金水暖產品監督檢驗中心的型式檢驗，各項指標符合相關標準。不但實現了可靠的防凍功能，而且具有占用空間小、安裝操作方便、節能環保等特點。從根本上解決了冬季水管凍結凍破影響正常用水的問題，以及因凍破水管閥門造成的材料重復制造過程產生污染的不良后果。

試驗結果證明，該產品是成熟且可行的并已經正式通過了建設部中國工程建設標準化協會產品評審委員會的審查評定，頒發了《工程建設推薦產品》證書。

3 排空防凍閥的推廣應用

在寒冷季節，常用的自來水管道、節水灌溉出水口、太陽能熱水器管道、消防管道等都可能因溫度低或突然降溫而發生凍結凍裂的現象，甚至凍破其它連帶的用水器具和用水設備，這不但浪費了大量的管道、閥門及保溫材料工費，而且還造成了大量生活用水的浪費，給人們的冬季用水造成了很大的麻煩。

2011年國家十二五規劃中明確提出在5年內要實現農村飲水安全村村通以及農村節水灌溉惠民政策，實現城鄉同源，要求在工程中采用新工藝和先進技術產品確保工程質量，給人們提供舒適的用水環境。本防凍閥的推廣應用解決了水管凍結凍破問題，減少了水管材料的浪費，避免了水資源的浪費。

在消防工程方面，三華利防凍消火栓“開閥消防，關閥防凍”使用非常方便，可大大提高工作效率。

另外，三華利研發的太陽能防凍閥可以安裝在各種形式的太陽能熱水器循環管道中，避免了水管的凍結凍裂，節約了大量保溫材料，避免了因纏繞電熱帶易引發火災的情況，節約用電，安全可靠，可提高太陽能熱水器的利用效率，為配合國家太陽能自然能源利用做出了貢獻。

特別是近幾年來，國家加大了太陽能利用的扶持力度，中國太陽能利用率已占到全球的70%之多。廣大城市和農村太陽能普及率也在逐年提高，而太陽能熱水器水管在冬季發生凍結凍破的現象非常多，大部分太陽能熱水器出現“半年用，半年閑”的狀態，極大地降低了太陽能熱水器的利用效率。而太陽能防凍閥的推廣應用能徹底改變這種現狀，節約材料，避免了生活用水的浪費。給人們在冬季充分利用太陽能熱水提供了科學的防凍方法。

4 效益分析

據統計計算知，安裝一只防凍閥成本是230元，產品設計使用壽命30年，每年均攤費用為7.66元。而每年凍破一處閥門水管需要付出的費用約為120多元，若要壘砌保溫井費用還要多花100元。按照30年內水管凍破幾率10次計算，形成的費用高達1 200元。

通過計算可知未安裝防凍閥凍破水管造成的損失是安裝防凍閥成本的近15.6倍。所以10年內安裝防凍閥比沒有安裝防凍閥所節省的成本是1 123.4元。如果30年內凍破的幾率超過10次的話，那安裝防凍閥所節省的成本會更多。因此如果防凍閥批量進入市場后，按一個中等城市改造16萬只防凍閥計算（按照國家《城市規劃法》規定中等城市人口不超過50萬人，每戶3口計算），10年內可節省的材料成本就是1.79億元。

中國東北地區、西北地區和華北地區在冬季寒冷地區，中等城市數量就有400多個，如果這些城市都推廣使用防凍閥的話，那么給國家節約的成本就是716億元。按30年內凍破幾率10次計算，平均每年給國家節約成本71.6億元。如果把廣大的農村自來水管道改造市場計算在內，那節約的成本可達到150億元。

若按照1‰的凍破水管的幾率來計算節約水量。安裝水管防凍閥以避免水管凍破可節約的生活用水每年可達840萬m3。凍破幾率每增加1個千分點可節約的水資源就增加1倍，故水管防凍閥的推廣應用的節水效果非常顯著。

另通過統計核算得知，安裝水管防凍閥可以代替水管用保溫材料的生產，每年可節約生產保溫材料所需標準煤2 424 t，減少二氧化碳排放量6 472.08 t，節能減排效果非常顯著。

（責任編輯 趙其芬）

S277.7

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1009-6159（2014）-12-0050-02

2014-07-19

孫占標（1968—），男，高級工程師