孙占标

（山东潍坊供水防冻设备工程技术研究中心，山东潍坊 261000）

供水管道防冻阀在冷冻地区的推广应用

孙占标

（山东潍坊供水防冻设备工程技术研究中心，山东潍坊 261000）

冷冻地区冬季农村室外自来水管道、节水灌溉管道出水口冻破现象非常普遍，造成大量淡水资源的浪费。为避免大量保温材料和水资源的浪费，排空回流防冻阀解决了该问题。

管道防冻；节水灌溉；防冻取水口；防冻阀

在冷冻地区寒冷的冬季，经常发生自来水管冻结甚至冻裂的现象，这不但浪费了大量的维修材料，而且浪费了大量的水资源。传统的缠绕保温材料以及垒砌管道井等防冻存在着较大的弊端和安全隐患。目前排空回流防冻阀以其显著的防冻节能效果和完全的绿色环保性能，在建筑给排水供水管道防冻技术领域取得了较大突破。该产品的研发成功和推广应用，对农村节水灌溉管道取水口冬季防冻发挥了较好的作用，对水利施工管道防冻技术升级将起到较大的推动作用。

1 排空防冻阀优点

目前国内外传统防冻方法有：用棉被或保温材料缠绕来防止水管冻结，但防冻效果很差甚至仍然会发生冻结；在水管上缠绕电热丝，通过通电来保温水管防止水管冻结，这样会浪费电力，而且很不安全；用稍微打开水龙头，让水长期流淌的“长流水”方法来防冻，这样会浪费大量的水资源。用水泥混凝土垒砌管道井，浪费大量材料和人工费。三华利公司采用排空防冻方法设计制作的排空防冻阀，结构设计合理，关、排同步动作，与传统的水管保温防冻方法相比较，主要优势有：1）安装该产品后的水管无需再缠绕任何保温材料，节约了保温成本，防冻效果显著。2）手动操作，不需要任何动力和燃料。3）产品体积小、占用空间小、提高了空间利用率，安装方便，使用寿命长，操作使用非常方便。当气温持续降低时，只要把防冻阀手柄达到排水状态，在温度降到零下50°C时也不会产生冻结。真正实现了“开阀出水，闭阀防冻”的功能，取代了传统的缠绕保温材料、垒砌保温井、缠绕电热带、以及长流水的原始防冻方法。

该技术通过对阀门内部结构的优化整合，能实现关排同步、自动吸气，在关闭给水口的同时，开启泄水口，使冻层以上零度以下环境中管道内的存水彻底排空吸收，实现防冻功能。克服了传统的自来水防冻方法存在的难点缺点，能够通过简单的操作达到预防水管的冻结冻裂。节约了因水管冻破造成的材料损失，避免水资源的浪费，为人们冬季生活用水提供了方便。

2 排空防冻阀技术性能

排空防冻阀原理是：阀体内部三腔通止切换，能实现关、排同步。内设55°膜片能使水流形成涡流产生虹吸负压，实现自动吸气排空，实现快速排空防冻功能。该技术解决了传统的采用2个甚至3个普通阀门通过复杂的组合组成多步操作的排空系统，以及排空时不能自动补气造成排空不顺畅的难题。可实现“开阀出水、闭阀防冻”一步操作即可实现防冻或者给水功能，内部产生虹吸自动吸气加快排空，可使管道快速进入防冻状态。该产品采用优质的铜和不锈钢材质，内部零部件采用铜镀铬、不锈钢等优质材料，运用先进的数控设备加工制作，保证了产品的使用性能。产品技术符合GB/T12225国家标准和Q/WSJ001-2008企业标准。项目的研发成功填补了国内水管防冻领域的空白，开创了寒冷地区水管无保温防冻的历史先河。

目前已通过了中国建筑材料工业建筑五金水暖产品监督检验中心的型式检验，各项指标符合相关标准。不但实现了可靠的防冻功能，而且具有占用空间小、安装操作方便、节能环保等特点。从根本上解决了冬季水管冻结冻破影响正常用水的问题，以及因冻破水管阀门造成的材料重复制造过程产生污染的不良后果。

试验结果证明，该产品是成熟且可行的并已经正式通过了建设部中国工程建设标准化协会产品评审委员会的审查评定，颁发了《工程建设推荐产品》证书。

3 排空防冻阀的推广应用

在寒冷季节，常用的自来水管道、节水灌溉出水口、太阳能热水器管道、消防管道等都可能因温度低或突然降温而发生冻结冻裂的现象，甚至冻破其它连带的用水器具和用水设备，这不但浪费了大量的管道、阀门及保温材料工费，而且还造成了大量生活用水的浪费，给人们的冬季用水造成了很大的麻烦。

2011年国家十二五规划中明确提出在5年内要实现农村饮水安全村村通以及农村节水灌溉惠民政策，实现城乡同源，要求在工程中采用新工艺和先进技术产品确保工程质量，给人们提供舒适的用水环境。本防冻阀的推广应用解决了水管冻结冻破问题，减少了水管材料的浪费，避免了水资源的浪费。

在消防工程方面，三华利防冻消火栓“开阀消防，关阀防冻”使用非常方便，可大大提高工作效率。

另外，三华利研发的太阳能防冻阀可以安装在各种形式的太阳能热水器循环管道中，避免了水管的冻结冻裂，节约了大量保温材料，避免了因缠绕电热带易引发火灾的情况，节约用电，安全可靠，可提高太阳能热水器的利用效率，为配合国家太阳能自然能源利用做出了贡献。

特别是近几年来，国家加大了太阳能利用的扶持力度，中国太阳能利用率已占到全球的70%之多。广大城市和农村太阳能普及率也在逐年提高，而太阳能热水器水管在冬季发生冻结冻破的现象非常多，大部分太阳能热水器出现“半年用，半年闲”的状态，极大地降低了太阳能热水器的利用效率。而太阳能防冻阀的推广应用能彻底改变这种现状，节约材料，避免了生活用水的浪费。给人们在冬季充分利用太阳能热水提供了科学的防冻方法。

4 效益分析

据统计计算知，安装一只防冻阀成本是230元，产品设计使用寿命30年，每年均摊费用为7.66元。而每年冻破一处阀门水管需要付出的费用约为120多元，若要垒砌保温井费用还要多花100元。按照30年内水管冻破几率10次计算，形成的费用高达1 200元。

通过计算可知未安装防冻阀冻破水管造成的损失是安装防冻阀成本的近15.6倍。所以10年内安装防冻阀比没有安装防冻阀所节省的成本是1 123.4元。如果30年内冻破的几率超过10次的话，那安装防冻阀所节省的成本会更多。因此如果防冻阀批量进入市场后，按一个中等城市改造16万只防冻阀计算（按照国家《城市规划法》规定中等城市人口不超过50万人，每户3口计算），10年内可节省的材料成本就是1.79亿元。

中国东北地区、西北地区和华北地区在冬季寒冷地区，中等城市数量就有400多个，如果这些城市都推广使用防冻阀的话，那么给国家节约的成本就是716亿元。按30年内冻破几率10次计算，平均每年给国家节约成本71.6亿元。如果把广大的农村自来水管道改造市场计算在内，那节约的成本可达到150亿元。

若按照1‰的冻破水管的几率来计算节约水量。安装水管防冻阀以避免水管冻破可节约的生活用水每年可达840万m3。冻破几率每增加1个千分点可节约的水资源就增加1倍，故水管防冻阀的推广应用的节水效果非常显著。

另通过统计核算得知，安装水管防冻阀可以代替水管用保温材料的生产，每年可节约生产保温材料所需标准煤2 424 t，减少二氧化碳排放量6 472.08 t，节能减排效果非常显著。

（责任编辑 赵其芬）

S277.7

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1009-6159（2014）-12-0050-02

2014-07-19

孙占标（1968—），男，高级工程师