В этой статье мы разберем принцип работы системы искусственного оснежения: подача воды, насосные станции, снегогенераторы, автоматика и правила производства снега.
Что такое система искусственного оснежения?
Система искусственного оснежения — это комплекс оборудования, который подаёт подготовленную воду к снегогенераторам и превращает её в технический снег при подходящих погодных условиях.
На склоне обычно видны только снежные пушки, ружья и точки подключения. Однако основная часть системы может находиться под землёй или в технических помещениях.
В её состав входят:
- источник и запас воды;
- водозабор и фильтрация;
- насосная станция;
- система охлаждения воды, если она предусмотрена проектом;
- трубопровод высокого давления;
- гидранты и колодцы оснежения;
- кабели электроснабжения;
- снегогенераторы;
- метеостанции, датчики и система управления.
Все компоненты рассчитываются как единое инженерное решение. Производительность снегогенераторов должна соответствовать возможностям насосной станции, трубопровода, источника воды и электроснабжения.
Как вода превращается в технический снег?
Принцип снегогенерации похож на образование естественного снега: небольшие капли воды замерзают в холодном воздухе и превращаются в ледяные кристаллы.
Технический снег состоит из воды и воздуха. Химические добавки для работы обычных систем оснежения не требуются.
Создаются центры кристаллизации
В снегогенератор поступают вода и сжатый воздух. В специальных форсунках — нуклеаторах — они смешиваются и образуют мельчайшие ледяные частицы, которые становятся центрами будущих снежных кристаллов.
Вода распыляется на мелкие капли
Водяные форсунки дробят поток на множество небольших капель. Чем равномернее распыление, тем эффективнее вода охлаждается при контакте с воздухом.
Капли соединяются с ледяными частицами
Распылённая вода смешивается с центрами кристаллизации. Пока частицы находятся в холодном воздухе, они теряют тепло и постепенно замерзают.
Снег выпадает на поверхность склона
Сформированные кристаллы достигают земли и образуют снежную насыпь. После завершения оснежения ратрак распределяет снег по трассе, уплотняет его и формирует рабочее покрытие.
Как вода поступает к снегогенераторам?
Источник и запас воды
Для снегогенерации может использоваться вода из водоёма, накопительного резервуара или другого источника, предусмотренного проектом.
Необходимый объём определяется площадью трасс, требуемой толщиной покрытия, сроками оснежения и возможностями оборудования.
Перед подачей вода проходит фильтрацию. Загрязнения могут снижать производительность системы, засорять форсунки и увеличивать износ насосного оборудования.
Насосная станция
Насосная станция создаёт необходимый расход и давление воды. Её характеристики рассчитываются с учётом:
- количества одновременно работающих снегогенераторов;
- перепада высот;
- протяжённости трубопровода;
- диаметра труб;
- потерь давления;
- требуемого давления в точках подключения.
На крупных объектах могут применяться несколько последовательно расположенных насосных станций.
Трубопровод и точки подключения
От насосной станции вода по трубопроводу высокого давления поступает к различным участкам трассы.
В колодцах оснежения располагаются гидранты, к которым снегогенераторы подключаются при помощи рукавов. Рядом могут размещаться электрические разъёмы и элементы передачи данных.
Количество и расположение точек подключения определяется так, чтобы обеспечить покрытие всей расчётной площади и сократить лишнее перемещение оборудования.
Как работают снежные пушки и снежные ружья
Принцип образования снега у вентиляторных пушек и снежных ружей одинаков: вода распыляется, смешивается с центрами кристаллизации и замерзает в воздухе.
Различается способ, которым капли получают необходимое время для охлаждения.
Вентиляторная снежная пушка
Вентилятор создаёт направленный воздушный поток и переносит распылённые капли на определённое расстояние.
Такие снегогенераторы отличаются высокой производительностью и большой дальностью выброса. Они применяются на широких трассах, открытых участках и в местах с повышенной потребностью в снеге.
Снежное ружьё
Снежное ружьё устанавливается на мачте и использует высоту падения. Вода распыляется в верхней точке, а капли замерзают по пути к поверхности склона.
Ружья удобны на узких трассах и участках, где требуется точнее направлять снег. При этом они сильнее зависят от ветра и особенностей рельефа.
Подробное сравнение типов оборудования лучше вынести в отдельную статью «Снежная пушка или снежное ружьё: что выбрать».
При какой температуре работает система оснежения
Для снегогенерации важна не только температура воздуха, но и его относительная влажность. Вместе они определяют температуру мокрого термометра.
Температура мокрого термометра
Чем ниже влажность, тем быстрее вода испаряется и охлаждается. Поэтому при сухом воздухе снег можно производить при более высокой температуре, чем при высокой влажности.
В отдельных условиях снегогенерация возможна даже при температуре воздуха около нуля. При высокой влажности для образования снега потребуется более сильное похолодание.
Температура воды
Чем холоднее вода поступает к снегогенератору, тем меньше энергии необходимо отвести для её замерзания. Поэтому в некоторых системах устанавливаются градирни или другое оборудование для предварительного охлаждения.
Ветер и расположение оборудования
Направление и скорость ветра влияют на место выпадения снега. При неправильном расположении снегогенератора часть произведённого снега может выйти за пределы трассы.
Поэтому при проектировании учитываются не только средние температуры, но и рельеф, ширина склонов, циркуляция воздуха и преобладающее направление ветра.
Как управляется система искусственного оснежения?
Небольшие мобильные системы могут управляться вручную. На крупных объектах применяется автоматизированное управление.
Система получает информацию от метеостанций и датчиков, контролирует температуру, влажность, давление, расход воды и состояние оборудования.
При наступлении подходящих условий автоматика может:
- запускать насосные агрегаты;
- открывать подачу воды;
- включать снегогенераторы;
- регулировать работу форсунок;
- изменять качество производимого снега;
- контролировать расход воды и электроэнергии;
- передавать сообщения о неисправностях;
- сохранять статистику работы.
Автоматизация помогает использовать короткие погодные окна и снижает зависимость результата от скорости действий персонала.
От снегогенерации до готовой трассы
Сразу после производства снег обычно находится на склоне в виде отдельных насыпей. Его оставляют на некоторое время для стабилизации, после чего распределяют ратраком.
Подготовка покрытия включает:
- производство необходимого объёма снега;
- распределение снежных насыпей;
- выравнивание поверхности;
- уплотнение;
- формирование профиля трассы;
- контроль толщины покрытия.
Технический снег плотнее естественного и формирует устойчивое основание. В дальнейшем покрытие можно дополнять естественным снегом или повторным оснежением наиболее изнашиваемых участков.
Почему система оснежения проектируется под конкретный объект
Недостаточно просто определить количество снежных пушек. Все элементы должны работать с согласованными характеристиками.
При проектировании учитываются:
- площадь и конфигурация трасс;
- перепад высот;
- климатические условия;
- требуемая толщина покрытия;
- продолжительность доступного окна оснежения;
- источник и запас воды;
- температура и качество воды;
- электрические мощности;
- расположение насосных станций;
- длина и диаметр трубопроводов;
- количество одновременно работающих снегогенераторов;
- возможность дальнейшего расширения.
Предварительно оценить масштаб системы можно с помощью онлайн-калькулятора, но окончательные параметры определяются технологическим и гидравлическим расчётом.
Системы искусственного оснежения с IS‑Sport
IS‑Sport реализует большие и малые системы искусственного оснежения под ключ.
В зону ответственности компании могут входить:
- сбор и анализ исходных данных;
- проектирование системы;
- подбор снегогенераторов;
- поставка насосных станций;
- прокладка трубопроводов;
- установка гидрантов и колодцев;
- монтаж электроснабжения и автоматики;
- пусконаладочные работы;
- обучение персонала;
- сервисное обслуживание.
Такой подход позволяет согласовать производительность всех компонентов и получить систему, рассчитанную под конкретный склон, климат и сроки запуска.
Получить предварительный расчёт системы оснежения (Сылка куда?)
Часто задаваемые вопросы
Из чего делают технический снег?
Технический снег производится из воды и воздуха. Обычные системы искусственного оснежения не требуют добавления химических реагентов.
Может ли снежная пушка работать при плюсовой температуре?
При низкой влажности снегогенерация может быть возможна при температуре воздуха около нуля. Основным показателем является температура мокрого термометра, учитывающая одновременно температуру и влажность.
Можно ли подключить снежную пушку непосредственно к водоёму?
Для небольшой мобильной системы это возможно при наличии подходящего насоса, фильтрации, электроснабжения и необходимого давления. Для постоянного оснежения трасс требуется инженерный расчёт всей системы.
Чем технический снег отличается от естественного?
Оба вида снега состоят из воды. Технический снег формируется при меньшей высоте падения, поэтому его кристаллы обычно меньше, а покрытие получается более плотным и устойчивым.
Зачем системе оснежения автоматика?
Автоматика отслеживает погодные условия и состояние оборудования, помогает быстрее использовать подходящие температурные окна и контролировать расход ресурсов.
Внутренняя перелинковкаИз статьи ставим ссылки на:
- «Системы искусственного оснежения»;
- «Снежные пушки»;
- «Снежные ружья»;
- «Мобильные насосные станции»;
- «Колодцы оснежения»;
- «Аксессуары для систем оснежения»;
- статью «Расчёт системы искусственного оснежения»;
- будущую статью «Снежная пушка или снежное ружьё: что выбрать»;
- будущую статью «Из чего состоит система оснежения».