孫占標(biāo)

（山東濰坊供水防凍設(shè)備工程技術(shù)研究中心，山東濰坊 261000）

供水管道防凍閥在冷凍地區(qū)的推廣應(yīng)用

孫占標(biāo)

（山東濰坊供水防凍設(shè)備工程技術(shù)研究中心，山東濰坊 261000）

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

管道防凍；節(jié)水灌溉；防凍取水口；防凍閥

在冷凍地區(qū)寒冷的冬季，經(jīng)常發(fā)生自來水管凍結(jié)甚至凍裂的現(xiàn)象，這不但浪費(fèi)了大量的維修材料，而且浪費(fèi)了大量的水資源。傳統(tǒng)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(jié)能效果和完全的綠色環(huán)保性能，在建筑給排水供水管道防凍技術(shù)領(lǐng)域取得了較大突破。該產(chǎn)品的研發(fā)成功和推廣應(yīng)用，對農(nóng)村節(jié)水灌溉管道取水口冬季防凍發(fā)揮了較好的作用，對水利施工管道防凍技術(shù)升級將起到較大的推動作用。

1 排空防凍閥優(yōu)點(diǎn)

目前國內(nèi)外傳統(tǒng)防凍方法有：用棉被或保溫材料纏繞來防止水管凍結(jié)，但防凍效果很差甚至仍然會發(fā)生凍結(jié)；在水管上纏繞電熱絲，通過通電來保溫水管防止水管凍結(jié)，這樣會浪費(fèi)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(fèi)大量的水資源。用水泥混凝土壘砌管道井，浪費(fèi)大量材料和人工費(fèi)。三華利公司采用排空防凍方法設(shè)計(jì)制作的排空防凍閥，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，關(guān)、排同步動作，與傳統(tǒng)的水管保溫防凍方法相比較，主要優(yōu)勢有：1）安裝該產(chǎn)品后的水管無需再纏繞任何保溫材料，節(jié)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(chǎn)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(dāng)氣溫持續(xù)降低時(shí)，只要把防凍閥手柄達(dá)到排水狀態(tài)，在溫度降到零下50°C時(shí)也不會產(chǎn)生凍結(jié)。真正實(shí)現(xiàn)了“開閥出水，閉閥防凍”的功能，取代了傳統(tǒng)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(shù)通過對閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化整合，能實(shí)現(xiàn)關(guān)排同步、自動吸氣，在關(guān)閉給水口的同時(shí)，開啟泄水口，使凍層以上零度以下環(huán)境中管道內(nèi)的存水徹底排空吸收，實(shí)現(xiàn)防凍功能?？朔藗鹘y(tǒng)的自來水防凍方法存在的難點(diǎn)缺點(diǎn)，能夠通過簡單的操作達(dá)到預(yù)防水管的凍結(jié)凍裂。節(jié)約了因水管凍破造成的材料損失，避免水資源的浪費(fèi)，為人們冬季生活用水提供了方便。

2 排空防凍閥技術(shù)性能

排空防凍閥原理是：閥體內(nèi)部三腔通止切換，能實(shí)現(xiàn)關(guān)、排同步。內(nèi)設(shè)55°膜片能使水流形成渦流產(chǎn)生虹吸負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)自動吸氣排空，實(shí)現(xiàn)快速排空防凍功能。該技術(shù)解決了傳統(tǒng)的采用2個(gè)甚至3個(gè)普通閥門通過復(fù)雜的組合組成多步操作的排空系統(tǒng)，以及排空時(shí)不能自動補(bǔ)氣造成排空不順暢的難題?？蓪?shí)現(xiàn)“開閥出水、閉閥防凍”一步操作即可實(shí)現(xiàn)防凍或者給水功能，內(nèi)部產(chǎn)生虹吸自動吸氣加快排空，可使管道快速進(jìn)入防凍狀態(tài)。該產(chǎn)品采用優(yōu)質(zhì)的銅和不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部零部件采用銅鍍鉻、不銹鋼等優(yōu)質(zhì)材料，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備加工制作，保證了產(chǎn)品的使用性能。產(chǎn)品技術(shù)符合GB/T12225國家標(biāo)準(zhǔn)和Q/WSJ001-2008企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目的研發(fā)成功填補(bǔ)了國內(nèi)水管防凍領(lǐng)域的空白，開創(chuàng)了寒冷地區(qū)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(yè)建筑五金水暖產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)中心的型式檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不但實(shí)現(xiàn)了可靠的防凍功能，而且具有占用空間小、安裝操作方便、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。從根本上解決了冬季水管凍結(jié)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(fù)制造過程產(chǎn)生污染的不良后果。

試驗(yàn)結(jié)果證明，該產(chǎn)品是成熟且可行的并已經(jīng)正式通過了建設(shè)部中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會產(chǎn)品評審委員會的審查評定，頒發(fā)了《工程建設(shè)推薦產(chǎn)品》證書。

3 排空防凍閥的推廣應(yīng)用

在寒冷季節(jié)，常用的自來水管道、節(jié)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(fā)生凍結(jié)凍裂的現(xiàn)象，甚至凍破其它連帶的用水器具和用水設(shè)備，這不但浪費(fèi)了大量的管道、閥門及保溫材料工費(fèi)，而且還造成了大量生活用水的浪費(fèi)，給人們的冬季用水造成了很大的麻煩。

2011年國家十二五規(guī)劃中明確提出在5年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)農(nóng)村飲水安全村村通以及農(nóng)村節(jié)水灌溉惠民政策，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)同源，要求在工程中采用新工藝和先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品確保工程質(zhì)量，給人們提供舒適的用水環(huán)境。本防凍閥的推廣應(yīng)用解決了水管凍結(jié)凍破問題，減少了水管材料的浪費(fèi)，避免了水資源的浪費(fèi)。

在消防工程方面，三華利防凍消火栓“開閥消防，關(guān)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(fā)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(huán)管道中，避免了水管的凍結(jié)凍裂，節(jié)約了大量保溫材料，避免了因纏繞電熱帶易引發(fā)火災(zāi)的情況，節(jié)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(xiàn)。

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(nóng)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(fā)生凍結(jié)凍破的現(xiàn)象非常多，大部分太陽能熱水器出現(xiàn)“半年用，半年閑”的狀態(tài)，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(yīng)用能徹底改變這種現(xiàn)狀，節(jié)約材料，避免了生活用水的浪費(fèi)。給人們在冬季充分利用太陽能熱水提供了科學(xué)的防凍方法。

4 效益分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算知，安裝一只防凍閥成本是230元，產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用壽命30年，每年均攤費(fèi)用為7.66元。而每年凍破一處閥門水管需要付出的費(fèi)用約為120多元，若要壘砌保溫井費(fèi)用還要多花100元。按照30年內(nèi)水管凍破幾率10次計(jì)算，形成的費(fèi)用高達(dá)1 200元。

通過計(jì)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(nèi)安裝防凍閥比沒有安裝防凍閥所節(jié)省的成本是1 123.4元。如果30年內(nèi)凍破的幾率超過10次的話，那安裝防凍閥所節(jié)省的成本會更多。因此如果防凍閥批量進(jìn)入市場后，按一個(gè)中等城市改造16萬只防凍閥計(jì)算（按照國家《城市規(guī)劃法》規(guī)定中等城市人口不超過50萬人，每戶3口計(jì)算），10年內(nèi)可節(jié)省的材料成本就是1.79億元。

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

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

另通過統(tǒng)計(jì)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(chǎn)，每年可節(jié)約生產(chǎn)保溫材料所需標(biāo)準(zhǔn)煤2 424 t，減少二氧化碳排放量6 472.08 t，節(jié)能減排效果非常顯著。

（責(zé)任編輯 趙其芬）

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1009-6159（2014）-12-0050-02

2014-07-19

孫占標(biāo)（1968—），男，高級工程師