Снегоплавильная установка. Снегоплавильные установки Снегоплавильная своими руками

Россия, как известно, страна северная, и зимы на большей части ее территории суровые и снежные. Последним фактором во многом и отличается российская зима от зимы, скажем, европейской.
Перефразируя известное выражение “Генералы всегда готовы к прошлой войне”, можно сказать, что большинство предприятий коммунальной сферы (и прочих, столкнувшихся с необходимостью утилизации снега) всегда готовы к прошлой зиме. Но зима для них всегда наступает неожиданно, принося с собой метели и снегопады. Что, в свою очередь, влечет регулярные дорожные проблемы.
По сохранившейся с советских времен практике снег на городских улицах не утилизируется. Он собирается и вывозится самосвалами на свалки за пределы города, что малоэффективно и совершенно неэкономично. Такая практика выливается в оплату большого количества часов работы людей и техники, тонн дизельного топлива, а кроме того, отнимает большое количество ресурсов коммунальных предприятий, вынужденных направлять грузовики на борьбу со снегом, а не на какие-то более экономически оправданные проекты. Также нужно отметить, что в некоторых случаях, особенно после сильных снегопадов, колонны груженных снегом самосвалов сами создают пробки, особенно на выездах из города.
Однако в наше время существует более рентабельное и удобное средство решения этой проблемы. Это снегоплавильная установка (она же – снеготаялка) или стационарный снегоплавильный пункт.
Снегоплавильные установки классифицируются:

• по типу перемещения – на перемещаемые (мобильные) и стационарные. Перемещаемые установки в свою очередь подразделяются на перевозимые (прицепного и других типов) и самоходные;
• по способу загрузки снежной массы – экскаватором или фронтальным погрузчиком, встроенным снегоподатчиком (самоходные), с самосвальной загрузкой (снегоплавильные заводы);
• по типу используемого источника тепла – внешний (к примеру, горячая вода из общей системы ГВС) или собственный (дизельный двигатель, угольная топка);
• по способу плавления снега – активный или пассивный.

В большинстве современных устройств поступающий в приемный бункер снег плавится нагретой водой. Вопрос лишь в том, как именно нагреть эту воду.

Источниками тепла для снегоплавилок могут являться:
Электрическая установка (вода нагревается от ТЭНов). Снеготаялка может быть оборудована собственной мини-электростанцией, к примеру, на дизельном топливе, или быть подключена к общей электросети;
Горелка, работающая на газовом, жидком или твердом топливе;
Горячая вода из системы общего водоснабжения;
Пар из котельной;
Обратная вода, поступающая с ТЭЦ;
Канализационные стоки.
При выборе снеготаялки в первую очередь нужно учесть, какой объем снежно-ледяной массы будет проходить через нее. Мобильные снегоплавилки, как правило, являются дизельными или электрическими. Установки на дизтопливе расходуют на плавление одного кубометра снега, в зависимости от мощности, 3-4 литра горючего в час. Электрические на тот же объем снега – в среднем 30 кВт/ч. И те, и другие целесообразно использовать для растапливания небольшого количества снега, при загрузке примерно 5-6 кубометров в час.
Если же необходимо утилизировать значительно большие объемы снега, стоит обратить внимание на стационарные снегоплавильные пункты (снегоплавильные заводы). Они работают, как правило, или от системы горячего водоснабжения, или от технической воды, сбрасываемой местной ТЭЦ, или… от систем канализации.
Именно последний вариант снегоплавильной машины является самым рентабельным с точки зрения экономики. Температура канализационных стоков даже зимой всегда стабильна, она составляет примерно +17 градусов Цельсия. Этого достаточно, чтобы плавить снег.
Таким образом, сточные воды представляют собой практически бесплатный источник тепловой энергии.

Общая схема и принцип работы.
Конструктивно снегоплавилка состоит из приемного отсека, снабженного дробилкой и сепаратором, плавильной камеры, нагревателя и двигателя (при необходимости) и коллектора, подключенного к общей системе канализации.
Приемный отсек стационарной снеготаялке необходим, так как в России в городах чистого снега не бывает. В приемном отсеке снег и лед проходят через дробильное устройство, раскалывающее крупные куски, и сепаратор, отделяющий мусор – опавшие листья, камни, ветки деревьев и прочие нерастапливаемые элементы. Отметим, что в случае с мобильными снеготаялками роль дробилки и сепаратора, как правило, играет живая сила – рабочие, раскалывающие лед и отсортировывающие мусор.
В плавильной камере очищенный снег смешивается с теплой водой, тает, и продукты таяния через коллектор сбрасываются в общую систему канализации. Нагреватель (при его наличии) может быть размещен как непосредственно в плавильной камере, так и вне ее. Также в снегоплавилке может присутствовать устройство-миксер, перемешивающее снежную массу для ускорения плавления.
Типовая компоновка снегоплавилки с собственным источником тепла:

Рисунок Сергея Журавского

А) Нагреватель помещен непосредственно в плавильной камере.

Рисунок Сергея Журавского

Б) Нагреватель вынесен за пределы плавильной камеры.

Обслуживание снегоплавильных установок.

Качество работы любой снегоплавильной машины прямо пропорционально “качеству” загружаемой в нее снежной массы. Практика показывает, что 95% всего техобслуживания любой снегоплавилки состоит в очистке приемника от различного мусора.
Собираемый на дорогах снег содержит грязь, щебень, опавшие листья, сломанные ветки – все, что может оказаться на городском тракте. Снегоплавильная машина, работающая на благо общественных трасс, нуждается в контроле оператора больше, чем машина, очищающая от снега крыши зданий или какую-либо закрытую территорию. При выборе снегоплавилки важно учесть, какова степень обычной загрязненности снега на будущем месте ее работы, чтобы определиться, требуется ли вам модель с дробилкой и сепаратором, или можно обойтись менее дорогой. Но в периодической очистке плавильной камеры нуждается любая снегоплавильная машина.
В среднем, при правильном подборе установки с учетом приблизительного уровня загрязненности снежно-ледяной массы на участке ее работы (на “грязном” участке должна работать машина с функцией сепарации) снегоплавильную камеру обычно требуется очищать раз в неделю. Стоит отметить, что одним из факторов, от которых зависит скорость очистки, является внутренняя конфигурация плавильной камеры. Кроме того, модели снегоплавилок, оснащенные миксером, сложнее в обслуживании.
Также периодическому осмотру и очистке при необходимости подвергается коллектор, через который сброс снеготаялки соединяется с канализацией. Некоторые модели снегоплавилок имеют выпускные фильтры, также способные засоряться.
Стационарные снегоплавильные заводы, работающие на сточных водах, имеют собственные уникальные системы очистки и, соответственно, график обслуживания.

Отечественные и зарубежные снегоплавильные установки.
В настоящее время на российском рынке снегоплавильные установки (СПУ) представлены в довольно широком диапазоне. В него входят отечественные марки – “ОСА”, “Горыныч”, СПУ производства ООО “Тотем” и зарубежные – продукция компаний “TRECAN”, “Snow Dragon” и некоторых других.
Приведем в качестве примера описание трех образцов мобильных СПУ отечественного и импортного производства. При расчете производительности условимся считать, что один кубометр загружаемого сырого, тающего снега весит примерно 400 кг. Итого 1 тонна снега имеет объем примерно 2,5 кубометра.

Дизельная СПУ Д-30 производства ООО “Горыныч”.
Данная снегоплавилка относится к классу мобильных несамоходных (перевозимых) установок. Способ транспортировки – платформа с крюковым погрузчиком. Тип машины – дизельная двухобъемная СПУ с загрузкой снежной массы автопогрузчиком.

Основные технические данные Д-30:

Снегоплавильная машина Д-30 является второй по возрастанию мощности установкой в ряду дизельных снегоплавилок российской марки “Горыныч”. Обладая сравнительно компактными для своего класса размерами, она, с учетом ее высокой производительности, хорошо подойдет для установки на территории крупного предприятия.

Виктор Крохин, представитель завода, Тверь:
“Мы приобрели снегоплавилку Д-30 для очистки внутренней территории предприятия – дорог, крыш цехов и административного здания. Для нас главное, чтобы дороги быстро чистились. Хочу отметить, что очень важно сразу правильно выбрать место установки машины, чтобы грузовики, подвозящие снег, не мешали другому транспорту – у нас, к примеру, автобусы ходят по территории. А так системой в целом вполне довольны. Для наших нужд ее производительности хватает”.

Снегоплавильная машина СПУ-5 “Тотем” от компании “ВТК-пром”.
Эта отечественная разработка также принадлежит к классу дизельных мобильных снегоплавилок. Установка производится на базе буксируемой платформы-прицепа, на котором в одном корпусе смонтированы агрегатный отсек с топливным баком и пультом управления, камера плавления снежно-ледяной массы и сектор сброса воды, подключаемый к системе канализации.

Основные технические данные СПУ-5 “Тотем”:

СПУ-5 “Тотем” при схожих с Д-30 габаритах более мобильна и, благодаря прицепной схеме, лучше приспособлена к частой смене дислокации. Но за это приходится платить вдвое меньшей мощностью. СПУ-5 хорошо подойдет как машина для оперативной снегоочистки в случае экстренной необходимости. Кстати, производитель предлагает также модификацию СПУ-5, работающую на газе.

Лидия Коробейникова, сотрудник предприятия ЖКХ, Воронеж:
“Если гора не идет к Магомету, то Магомет пойдет к горе. Нам требовалась снегоплавилка, которую можно легко перевезти с места на место. Подключил к канализации, растопил снег, прицепил машину к трактору и отбуксировал в другой район города. Снега у нас обычно выпадает не очень много, так что СПУ-5 вполне справляется. Главное – она неприхотлива в обслуживании”.

Снегоплавильная установка TRECAN 20-PD
Это дизельная буксируемая мобильная установка канадского производителя TRECAN, занимающегося выпуском снегоплавильного оборудования уже около полувека. Она выполнена по одноконтурной схеме, снабжена функцией “сухого” старта, то есть не требует обязательного заполнения бака плавления водой. Машина имеет бортовой компьютер, она способна самостоятельно отфильтровывать песок, щебень и прочие нерастапливаемые элементы. Они помещаются в специальный отсек и удаляются вручную после останова машины.

Основные технические данные TRECAN 20-PD:

Как видно из таблицы, TRECAN 20-PD – самая производительная и мощная из снегоплавилок, рассмотренных в нашем обзоре. Эта модель наиболее совершенна в техническом плане, что, конечно, не может не сказываться на ее цене. Тем не менее снегоплавильные машины TRECAN активно используются многими предприятиями в России, хотя некоторые пользователи отмечают, что в российских реалиях эта машина в обслуживании капризней отечественных аналогов.

Александр Алмазов, начальник складского комплекса, Сургут:
“У нас зимой снега знаете сколько выпадает? Горы. Сибирь все-таки. Специально решили купить “канадца”, с расчетом на то, что в Канаде условия схожи с нашими. Кроме того, нам было важно наличие сепаратора, так как в промзоне хватает технического мусора. Расчеты оправдались, территория от снега чистится оперативно, нареканий к машине нет. Хотя смотреть за ней, конечно, надо тщательно.”

Сравнительная характеристика СПУ:

Итог:
В нашем обзоре мы ознакомились с общими принципами работы снегоплавильных установок и рассмотрели три из них в качестве наглядного примера. Выбранные нами модели объединяет лишь то, что все они относятся к классу мобильных систем на дизельном топливе. Это несамоходные установки перемещаемого типа, имеющие, однако, собственный дизельный двигатель, работающий, естественно, на “зимнем” топливе. Все три установки отвечают современным экологическим требованиям. При этом нужно отметить, что установка канадского производителя, отличаясь технологическим совершенством, изначально все же предназначена для работы в более щадящих условиях, на чистых улицах канадских городов. Как показывает практика, несмотря на встроенный сепаратор, она все же требует предварительной очистки снежной массы от крупного мусора.

Это самая современная техника для быстрой и эффективной утилизации снега. Производятся установки на ЗАО ВНИИстройдормаш по собственным разработкам

Аналогичной нашей технике считается снегоплавильная установка TRECAN, имеющая КПД равный 98%.

Преимуществ у машин, разработанных нашей компанией, много. Прежде всего, это свободное использование, без обязательной регистрации в ГИБДД, а также:

→ свободная транспортировка снегоплавильной установки по магистралям, без оформления разрешения, которое бывает необходимо для другой техники;
→ работа до восьми часов на одной заправке;
→ возможность работы снеготаялки, как от бортовой электростанции, так и от электросети. В последнем случае значительно снижается себестоимость плавления снега, а также уменьшается шум при работе;
→ эффективная утилизация снега с улиц, дворов, магистралей и других открытых площадок;
→ экологичность и надежность, долговечность и практичность;
→ быстрая транспортировка и подготовка к работе.

Все снегоплавильные установки, производства ЗАО ВНИИстройдормаш, работают по единому принципу, который напоминает функционирование водогрейного котла, когда талая вода и выхлопы разделяются, что препятствует загрязнению сточных вод.

В настоящий момент ЗАО ВНИИстройдормаш реализует следующие варианты снегоплавилок собственной разработки:

Мобильная снеготаялка (снегоплавилка) СТМ-11

Снегоплавильная установка СТМ-12

/есть в наличии/

Снегоплавильная машина СТМ-14

/есть в наличии/

Снегоплавильная установка СТМ-16

Снегоплавильная установка СТМ-12 на Земле Франца Иосифа:

Как происходит плавление снега:

Собрать снег с улиц городов только половина дела, его еще нужно утилизировать. Для этого эксплуатирующие организации организовывают либо вывоз снежной массы за город самосвалами, либо применяют снегоплавильные установки, которые переводят снег в жидкое состояние и сливают воду в канализацию.

Снегопады у нас в России случаются, как известно, внезапно. А уборка снега, особенно в крупных городах, в этот период времени превращается в самую настоящую войсковую операцию с мобилизацией всех имеющихся в наличии средств и сил. Однако собрать снежную массу с проезжей части и дворовых проездов – это лишь половина дела. Ее еще необходимо утилизировать. Как это сделать? Проще всего грузить снег в самосвалы и вывозить за городскую черту. Однако при этом возникает вопрос: куда его ссыпать? Снег не мусор, и следовательно, полигоны ТБО не актуальны. Можно просто свалить в поле. За снежную зиму соберется «мамаев курган», который будет таять чуть ли не до середины лета, поднимая уровень грунтовых вод, затапливая деревенские подвалы и коммуникации. И потом, кто-нибудь думал, что на этом поле вырастет? Ведь вместе со снегом из городов вывозятся и противогололедные реагенты, пролившиеся на дорогу горюче-смазочные материалы, продукты износа тормозных колодок и т. д. Как показывает практика, от такого коктейля деревья гибнут. Впрочем, раньше это никого не заботило, да и сейчас не тревожит властей ряда небольших провинциальных городов со скудным бюджетом.

Другой способ утилизации снега – скинуть его в русло ближайшей реки. Классика жанра – прямо с городской набережной. Логика проста: снег это та же вода, только в ином физическом состоянии. Можно поступить и так, только как отреагируют на упомянутые выше загрязнители обитатели водоема? И потом, удастся ли избежать выхода из берегов этой реки, когда весной начнется ледоход и водная артерия оживет?

Еще один способ избавиться от снега – это скинуть его в коллектор со сточными канализационными водами. Идея, в общем-то, неплохая, так как вода, идущая по трубе, имеет положительную температуру, а значит, эта тепловая энергия способна при оптимальной(!) подаче снега в коллектор бесплатно превращать его в воду. Однако отметим, что температура сточных вод невелика, а значит, и производительность такой снеготаялки может оказаться недостаточной для того, чтобы обеспечить переработку больших объемов снега. Если же оператор увеличит подачу массы в коллектор на величину, большую той, что способна растопить система, то это может привести к закупорке трубы со всеми вытекающими (в прямом смысле!) последствиями. Кроме того, непосредственная подача снега в сточные воды не гарантирует, что вместе с ним туда не попадут песок и бытовой мусор. Первый, выпадая на дно, сужает сечение трубы, а значит, рано или поздно ее придется чистить. Второй может вообще привести к серьезным засорам. Но поскольку сама идея выглядит привлекательно, то нужно всего лишь немного усовершенствовать технологию утилизации – сбрасывать в канализацию не снег и лед, а воду. Для этого снежную массу требуется растопить и очистить от мусора. Этой цели и служат снегоплавильные установки, или, как их принято называть, снеготаялки.

Виды снеготаялок

Снегоплавильные комплексы могут быть мобильными, то есть иметь собственную ходовую часть, либо перевозиться на других транспортных средствах. Как правило, используются стандартные прицепы или осевые агрегаты от них, в случае, если снеготаялка имеет собственную несущую раму или подрамник. Применительно к установкам сравнительно небольшой производительности, скажем до 500 м 3 снега в сутки, колеса могут быть небольшого диаметра, что уменьшает погрузочную высоту. У эксплуатирующей организации появляется возможность применять для загрузки снега в приемное отделение фронтальные мини-погрузчики. Они же вместе с иной техникой попутно собирают снег на обслуживаемой территории. Благодаря мобильности снеготаялки могут оперативно перебрасываться с одного объекта на другой. Как правило, комплексы небольшой мощности используются во дворах, компактных парковых зонах, на иных территориях, где наблюдается дефицит места. Если речь идет об установках большой производительности, 1000 и более м 3 снега в сутки, то они базируются на мощных прицепах или полуприцепах. Такая техника ничем не уступает классическим, перемещаемым установкам, но при этом не привязана к какому-либо конкретному месту. Главное – организовать доступ к точке слива воды.

Упомянутые выше перемещаемые комплексы доставляются на объекты либо с помощью грузовиков, оснащенных крюковыми гидравлическими подъемниками, либо классическими «портальниками». Тип погрузочного механизма определяют масса и габаритные размеры снеготаялки. Поскольку перемещаемые установки не имеют собственной ходовой части, то их расположение в определенных точках города в зимнее время оговаривается с муниципалитетом заранее. Загрузка снежной массы в приемный бункер осуществляется, как правило, фронтальным погрузчиком среднего класса, который привязан к площадке кратковременного хранения снега. На нее самосвалы, работающие на «коротком плече», и свозят снежную массу с близлежащих окрестностей. В ряде случаев производительность таких установок превышает 1500 м 3 снега в сутки. Недостаток оборудования состоит в том, что под его сезонное хранение эксплуатирующая организация должна выделить на своей базе площадку. Ну и конечно же для транспортировки к месту работы необходим грузовик с подъемным механизмом.

Самыми производительными снегоплавильными комплексами являются стационарные. Их, как правило, монтируют на площадках-накопителях снежной массы, на которые снег со всех районов города свозят самосвалы. Поскольку стационарные установки в процессе своей работы не меняют своего местоположения, то к ним еще на стадии проектирования предусматривают подведение всех необходимых инженерных коммуникаций. По сути, речь идет о капитальном строительстве со всеми вытекающими из этого сложностями. Как правило, в качестве источника энергии используется дешевый природный газ или тепловые сети. В последнем случае комплексы размещают в непосредственной близости от котельных, ТЭЦ и прочих промышленных сооружений. Поскольку стационарный комплекс способен перерабатывать более 3000 м 3 снега в сутки, то снежную массу в его приемник могут сбрасывать как мощные фронтальные погрузчики, так и непосредственно самосвалы. В последнем случае к бункеру-приемнику организуется подъезд.

Заметим, что во всех случаях необходимо организовывать перевозку снега до места его складирования, а это деньги, и немалые. Именно по этой причине расположение снегоплавильных комплексов в больших городах определяется заранее, согласно распределению нагрузки и интенсивности трафика городского движения. Чем короче «плечо» перевозки – тем меньше затраты.

Энергия для снегоплавильной установки

В зависимости от принципа работы тепловая энергия, идущая на плавление снежной массы, может передаваться непосредственно или через теплообменник. В первом случае газ высокой температуры, образующийся в результате горения топлива, продувается посредством мощного фена сквозь находящуюся в приемном бункере снежную массу. При контакте холодного и горячего тел происходит переход снега в жидкую фазу – воду. В последнюю при данном методе плавления попадают и продукты горения топлива, его несгоревшие фракции, что негативно отражается на экологии. Во втором случае плавление снежной массы происходит при передаче ей тепла от теплообменника. Он представляет собой некую систему из труб или газоводов, по которым проходит нагретая жидкость или раскаленные газы. При этом прямого контакта снежной массы с энергоносителем нет, а значит, не происходит и загрязнения воды на выходе из снегоплавилки. С точки зрения экологии данный способ плавления предпочтительнее.

Что касается топлива, которое используется снегоплавильными установками, то самым дешевым его видом является природный газ. Это определяет его применение в стационарных снегоплавильных установках. Расход газа на плавление 1 м 3 снега составляет приблизительно 1 м 3 . Здесь и далее цифры усредняем, так как расход зависит от плотности снежной массы, наличия в ней включений льда и т. д. В общем, для больших городов вариант беспроигрышный, однако на практике имеют место проблемы с обеспечением установки питанием. Подключение к линии газопровода дело хлопотное даже для администрации города и требует ряд длительных согласований с различными инспекциями. Кроме того, промышленный объект, подключенный к газовой магистрали, должен соответствовать ряду требований, и весьма строгих, по безопасности. По этой причине установка располагается на относительном удалении от жилых строений, офисных зданий и иных объектов городской инфраструктуры. Помимо этого работу газового котла нельзя назвать тихой, а продукты горения необходимо отводить в атмосферу. Заметим, что рассматривать питание природным газом от баллонов, как это организовано на автотранспорте, в нашем случае не имеет смысла. Во-первых, расход установкой газа достаточно велик, а значит, и емкости для его хранения нужны большого объема. Это раз. Заправка баллонов установки от передвижного газозаправщика будет занимать довольно длительное время. Это два. Спецмашин-газозаправщиков как таковых очень мало. Это три. Следовательно, организовать питание установки по автономному принципу дело крайне хлопотное и весьма затратное. Варианты котлов с питанием от сжиженного газа пропан-бутана мы также не рассматриваем. Причина – проблемы с заправкой баллонов. К тому же стоимость сжиженного газа выше, чем природного.

Среди стационарных снегоплавильных установок есть модели, которые могут работать на двух видах топлива, например на природном газе и солярке. Дизельное топливо нашло широкое распространение в качестве энергоносителя именно мобильных установок. Спору нет, относительно природного газа расходы на плавление 1 м 3 снега у дизельных версий существенно выше. Так, затраты на горючее составят примерно 2–3 л солярки на «куб» снежной массы. Кроме того, максимальная производительность установки при обильных снегопадах может оказаться недостаточной. Ну и конечно же шум от котла и выхлопные газы не являются плюсами оборудования. Тем не менее из установок, работающих на жидком топливе, наибольшее распространение получили именно дизельные модификации. С их заправкой проблем нет. Топливо можно приобрести на любой АЗС. Срок окупаемости относительно невелик. К тому же конструкция дизельных горелок за долгие годы производства отработана до совершенства.

Теперь о водяных и электрических системах подогрева. В первом случае для подключения снеготаялки, точнее ее теплообменника, необходимо «врезаться» в теплосеть. Это может быть трубопровод горячего водоснабжения или линия отопления. По сути, мы получаем подобие стационарной, привязанной к определенному месту установки, но с существенно более низкой (до 25–30 м 3 /ч) производительностью. Это дворовый вариант, работающий без шума и не дающий выхлопа в атмосферу. Пар не в счет. Заметим, что все обслуживание установки, по сути, сводится к проверке герметичности контура теплообменника. Это способен выполнить любой сантехник.

Что касается электрических нагревателей, скажем сразу, применять для плавления снега ТЭНы невыгодно. Так, для того чтобы растопить 1 м 3 снежной массы, необходимо около 25 кВт. В общем, дорогое это удовольствие, если под боком нет АЭС или затраты не компенсирует город.

Снегоплавильная установка - это устройство для переработки, или, иными словами, плавления снега и льда в городских условиях. Их использование крайне необходимо в зимнее время года, когда после обильных снегопадов коммунальные службы вывозят тонны снега, которые требуется утилизировать. На сегодняшний день в Москве функционируют 48 стационарных снегоплавильных пунктов. Как же они работают - об этом в сегодняшнем выпуске!

Принцип работы любой снегоплавильной установки основан на использовании тепла, приводящего к таянию снега. Установка состоит из приемного бункера или камеры, агрегата для теплогенерации и системы фильтрации.

На поверхности любой установки размещен решётчатый настил, на который грузовики высыпают снежные массы. На первом этапе проходит первичная обработка привезённого снега – решётки задерживают наиболее крупный мусор. Сама же снегоплавильная камера расположена внутри установки под землёй. Именно там происходит непосредственный процесс принудительного таяния снега.

В качестве элемента для нагрева снегоплавильная установка может использовать дизельные или газовые горелки. При этом бункер разделяется на 2 отсека: в первом размещаются горелки, а во втором накапливаются снежные массы. Горелки формируют потоки горячих газов и направляют их по теплообменнику, который и растапливает твердые осадки в камере.

После образования талой воды специальный механизм отфильтровывает оставшийся мусор, а жидкость проходит через локальные очистные сооружения, задерживающие песок и другие мелкие частицы, и сбрасывается в канализацию. Это позволяет не допустить засорения канализационных коллекторов.

С момента выгрузки снежных масс и до их полного растворения в плавильной камере проходит около 3-4 минут. За это время установка способна переработать до 10 тонн привезённых осадков.

Существует также и более простой способ плавления снега - при помощи проточной воды. Снежные массы сбрасываются в бункер, заполненный горячей водой, в котором он естественным образом плавится. При этом снег постоянно перемешивается с поступающей проточной водой, разогретой до восемнадцати, а порой и тридцати градусов. По мере сброса снежных масс в плавильню, уровень воды в бункере поднимается. Избыточная вода проходит через вертикальные дренажные трубы и фильтры и затем сливается в сети канализации.

Стационарные снегоплавильные станции зачастую совмещают с отопительными каналами и канализацией, что позволяет оптимизировать процесс эксплуатации оборудования.

Помимо стационарных установок существуют и передвижные станции. Они работают по тем же принципам, но ввиду габаритов способны плавить меньшие объемы снега: около 90 кубометров в час против 300. Среднее время работы такой плавильной установки без дозаправки составляет около восьми часов.

В очередном снегопадном коллапсе я задумался о том, можно ли сделать снегоплавитльную печь своими руками. Из школы я помнил, что кубометр снега в 3 раза менее плотный, чем вода — в уме я пытался решить проблему, сколько нужно горячей воды (при температуре 80 градусов) что бы нагреть 10 м3 снега до температуры +5 градусов. При этом на улице -10 градусов и температура снега, вероятно, так же -10 градусов…

10 м3 снега — это 3000 кг. получается всего…. Плот­ность воды равна 1 кг/л, теп­ло­ем­кость равна 4 200 Дж/кг. Таким об­ра­зом, из­на­чаль­но мы имеем m0 = 3000 кг воды при тем­пе­ра­ту­ре t0 = -10 °C. До­бав­ля­ет­ся не­ко­то­рое ко­ли­че­ство воды мас­сой m1 при тем­пе­ра­ту­ре t1 = 80 °C. Ко­неч­ная тем­пе­ра­ту­ра смеси равна tкон, а её масса m0 + m1.
Со­ста­вим урав­не­ние теп­ло­во­го ба­лан­са для про­цес­са:
m1*Cв(t1-t2)- от­дан­ное в про­цес­се тепло;
m0*Cв(Tкон-Т2) - по­лу­чен­ное в про­цес­се тепло;
m1*Cв*(t1*t2)=m0*Cв*(Tкон-Т0)
m1=m0*((Tкон-Т0)/(t1-t2)).

Таким об­ра­зом,

m1=3000*((80-(-10))/(80-5))= 3600
сле­до­ва­тель­но не­об­хо­ди­мо 3600 л воды. Хотя, мне кажется как-то не верным писать, что 3000 кг снега при -10 градусов, это 3000 кг. воды при -10 градусов (потому как вода замерзнет при ноле градусов и станет льдом). В интернете я нашел, что удельная теплоемкость снега равна 2100 Дж/кг …хм, не понято конечно, что за снег там имелся в виду, «пухляк» только что выпавший, или слежавшийся с грязью и мусором, в кучи собранный…. В любом случае, думаю, понятно, что надо от 1800 литров (если теплоемкость снега всё же 2100 Дж/кг) до 3600 литров (если это ближе в итоге к воде, с теплоемкостью 4200 Дж/кг)!
Далее рассчитаем параметры насоса и нагревательной установки. Хотя, тут есть два варианта — с оборотной водой (и емкостью с нагретой водой) и с проточным нагревателем воды. Рассмотрим оба варианта, но сначала нужны параметры насоса.
Итак, необходимо растопить наши 10 м3 снега за 10 минут — значит, мы должны прокачать насосом 3,6 м3 горячей воды, скажем, за 5-8 минут и вылить их на снег. Это насос производительностью около 500 литров в минуту.

Первый вариант нагревателя: это если у нас есть ёмкость на 3600 литров в которой мы заранее нагреваем воду до 80 градусов (прокачивая её через маломощный нагреватель), затем сбрасываем её на снег и растапливаем его до +5 градусов и снова набираем эту воду в ёмкость, а там опять греем до 80 градусов.
Сколько на это времени у нас есть?
Вероятно, около 15 минут — это время, пока сбросят оставшиеся 3000 литров воды и снова загрузят бункер снегом.
Итак, 3600 кг воды с теплоемкостью 4200 Дж/кг нужно нагреть на 75 градусов.
Энергии на это нужно 3600 х 4200 х 75 = 1134 МДж = 315 кВт*ч.
При этом, если нам надо сделать это за 15 минут, то мощность нагревателя должна быть 315 х 4 = 1260 кВт.

Если такой нагреватель работает на солярке (42624 кДж/кг), то необходимо 26.5 литра солярки что бы расплавить 10 м3 снега…. Позже я посмотрел расход топлива на промышленных снегоплавильных машинах и там говорится, что на этот объем снега они тратят до 30 литров дизтоплива. Это более верно, так как я пренебрег в своих расчетах необходимостью нагрева самого бункера, в котором тает снег….

Второй вариант нагревателя: если у нас нет никакой емкости, мы сразу берем воду из растаявшего снега, нагреваем её до 80 градусов и поливаем снег….. Энергия нам нужна та же, 315 кВт*ч, и сделать это надо за 10 минут, это 1890 кВт мощность нагревателя.

Посмотрим готовый существующий аналог на эту тему:


Максимальная производительность – 25 м³ / час
Вместимость плавильной камеры – 3,8 м³
Максимальный расход топлива – 3 л/ м³ снега
Время выхода на рабочий режим при первичном запуске – 5 минут
Количество горелок –1 шт.
Тип горелки – дизельный с электрическим приводом
Потребляемая электрическая мощность – 2,7 кВт
— от бытовой сети 380 В
— от бортовой электростанции
Привод горелки: -электрический
— автономный – Бортовая электростанция
— основной – Сеть 220 В
Вместимость топливного бака – 800 л
Сухая масса – 2,1т
Габариты (д/ш/в) – 3,5×2,08×2

Стабильная работа при температуре до -20°С
Ага, тут мы посмотрели и посчитали, как работают готовые промышленные машины — а теперь давайте посмотрим, что за машина нужна мне?
Итак, я хочу, что бы она сама ездила и съедала сугробы в неудобных местах (между гаражами, коттеджами, во дворах) — везде, где затруднен вывоз снега с помощью «большой» техники.
А раз уж она сама снег «ест», то пусть умеет и колдобины на дорогах полировать…. в общем, спереди она фрезерно-роторная пусть будет:


Там не очень хорошо видна конструкция, вот здесь то же самое по сути, но видно гораздо лучше:


Только снег надо не отбрасывать в сторону, а плавить и в ёмкость сзади отправлять! Но какой объем емкости я хочу? Это очень важный вопрос. Давайте посчитаем вес дополнительных агрегатов сначала, тогда и будет понятно, сколько веса остается на емкость для талой воды.
Итак, спереди у нас ковш с фрезерно-роторной частью, весить он должен от 300 до 500 кг. Сзади у нас нагреватель и бак на 150 литров топлива минимум. Если бак на 150 литров может сам весить 50 кг, то печь должна весить ещё 200 кг. Получается, нагреватель + топливо с баком, это ещё 400 кг или около того.
На емкость остается около тонны или двух. Ага, значит, я хочу пластиковую емкость сзади:


Но, если емкость такая небольшая по объему, то у машины будет не очень большая производительность — это большой минус одной стороны! Но в этом есть и некий плюс.
Ведь малая производительность, это прежде всего малый объем снега в минуту, который она убирает (скажем 100 кг. в минуту) тогда этот снег можно плавить «на месте» в пространстве над ковшом установить снегоплавильную камеру куда поступает снег из ковша и горячая вода из нагревателя.
А назад, в ёмкость, отводится уже растаявший снег — это сильно упрощает конструкцию, так как решает проблему доставки снега! Если снег плавится «на месте» то не нужно его никуда доставлять! (Вместо этого, надо откачивать талую воду в ёмкость, что проще сделать — достаточно проложить шланг для воды и насос поставить).
Посмотрим на примерную цикличность в работе машины:
При емкости в 1500 литров, максимальной скорости 100 кг. снега в минуту, емкость будет наполняться за 15-20 минут и, как мы помним, сгорать в нагревателе при этом будет 15 литров топлива. Затем, следует слив воды в канализацию — это ещё 15-20 минут. И можно начинать цикл сначала!
Т.е. «полный» цикл длится 40 минут и на одной заправке топливом, машина выполнит 10 циклов — это почти 7 часов «чистой» работы!

За это время машина сможет убрать 45 м3 снега (15 м3 воды) и сжечь 150 литров солярки….

Экономическая часть:
Сколько стоит вывоз снега из труднодоступных мест? Думаю, от 300 руб. за куб.
И 45 м3 снега это около 15000 руб., при стоимости 150 литров солярки 5000 руб.
Но, это не учитывая фрезу и «полировку» дороги — думаю, многие жители коттеджных посёлков скинутся на 5000 — 8000 руб, что бы им срезали колдобины и почистили хоть пару «карманов» для разъезда встречных машин…. а работы там на 2 часа))
Думаю, ещё одним большим потребителем услуг могут стать разные загородные бани, гостиницы, дома отдыха и экопоселения для туристов — им важно иметь хорошие дороги и нормальные стоянки внутри. И если дороги расчистить им относительно легко (снег вывозить не куда не надо, просто трактором «пройтись»), то на территории своей они только лопаты имеют и сугробы у них там быстро будут большие!
«Отполировать» дорогу от колдобин и колеи — это нужен грейдер! Или гусеничный трактор… Или такая вот машина с фрезой и возможность быстрой и дешевой транспортировки машины за город.
А на стоянке внутри территории, такая машина может съесть сугробы все легко и порядок навести …. из альтернативных вариантов, только фронтальный погрузчик на базе трактора — штука совсем не поворотливая, как мы понимаем!
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Ладно, посмотрим на автомобильные шасси, которые существуют и которые можно было бы за основу такой установки.
Думаю, сзади она должна быть примерно такая:


Бочка сзади НЕ пластиковая, что бы летом машина могла работать как илосос. Хотя, зимой стальная бочка это лишние тепловые потери и больший расход солярки, но не чего не поделаешь, за универсальность приходится платить…
А спереди она должна быть вот такой (надо только установить снегоплавильную часть сверху на ковш, при этом оставить возможность просто отбрасывать снег, для работы за пределами города):


Как я вижу, в «тендере» победил Силант — отечественный производитель уникальных шасси и коммунальных машин из Нижнего Новгорода…. У него есть почти всё, что мне для полного счастья надо, вот только теплообменник для плавки снега ещё нужно сделать — рассмотрим этот вопрос в следующей статье.