Честное мнение: расход топлива или электричества для плавления одного куба снега.

Плотность снега, который загружается в плавильную установку меняется в достаточно широком диапазоне от 100 кг/м³ до 800 кг/м³.
Когда трактором собирают свежевыпавший снег, плотность составляет 100−200 кг/м³ (в зависимости от того, какой снег сухой или мокрый).
Если плавить смерзшийся и слежавшийся снег, то плотность доходит до 700−800 кг/м³ (плотность льда составляет 900 кг/м³).

Как правило, все отечественные и мировые производители снегоплавильных установок указывают производительность своего оборудования при плотности снега 330 кг/м³. То есть, указывается вес среднего убираемого снега, когда это не свежевыпавший, но еще и не смерзшиеся снежно-ледяные глыбы.

Рекомендуем при приобретении снегоплавильной установки обращать внимание на такой параметр, как производительность при определенной плотности снега.

Недобросовестные производители зачастую занижают этот параметр и указывают производительность, например, для плотности 200 кг/м³ либо 150 кг/м³, что, в цифрах, повышает их производительность.

Например, наша снегоплавильная установка с заявленной производительностью 10 м³/ч  переработает порядка 20 м³ свежевыпавшего снега (плотность — 150 кг/м³), но при этом, всего лишь 5 м³ смерзшегося ледяного (плотность — 600 кг/м³).
Самый надежный способ проверить производительность снегоплавильной установки — это замерить количество сливаемой талой воды. Соответственно при расчетной плотности снега равной — 330 кг/м³, количество сливаемой воды будет равно — 330 л/ч. Также при плавлении 20 свежевыпавшего снега плотностью 150 кг/м³ — 300 л/ч. И при плавлении смерзшегося ледяного также получим — 300 л/ч (5 м³ снежно-ледяной массы плотностью — 600 кг/м³). Важно понимать, что энергия, которая требуется для оплавления снега, рассчитывается и расходуется не на объем, а на вес снега. Это более честный показатель.
Приведем расчеты для плотности снега 330 кг/м³ и температуре окружающей среды минус 10 градусов.

1.     Нам необходимо нагреть снежную массу от температуры минус 10 ⁰С до 0 ⁰С.
Для этого берем 330 кг снега умножаем на удельную теплоемкость снега (берем её по льду = 2100 Дж/(кг*⁰С)) и получаем количество в килоджоулях. Следовательно количество теплоты необходимое для нагрева снега на 10 ⁰С рассчитывается по формуле:

Q = c · m · ∆T,
где:
·         Q — количество теплоты [Дж]
·         c — удельная теплоемкость [Дж/(кг·°C)] = 2100
·         m — масса вещества [кг] = 330 кг
·         ∆T — изменение температуры [°C или K] = 10

Q = 2100*330*10 = 6930000 Дж.

Это равно – 1,9250 кВт·ч.

2.     К сожалению, у любой снегоплавильной установки есть прямые потери в виде сливаемой воды.
Температура воды, которая уходит в ливневую канализацию составляет около 5 градусов цельсия. Следовательно, для расчета необходимого количества тепла для нагрева воды используем туже формулу, что и для нагрева снега, только удельная теплоемкость составляет – 4200 Дж/(кг·°C).

Q = 4200*330*5 = 6930000 Дж.

Это равно – 1,9250 кВт·ч.

3.     Основное количество энергии необходимо для фазового перехода из твердого состояния воды в жидкое.
Количество теплоты, необходимое для плавления вещества:

Q = L * m, где:

L — удельная теплота плавления льда = 330 000 Дж/кг.
m — масса снега (кг).

        Q = 330 000 * 330 = 108 900 000 Дж

Это равно – 30,25 кВт·ч.

Итого, чистая энергия на плавление 1 м³ снега плотностью 330 кг/м³, составляет - 30,25 кВт·ч.
Потери на плавление 1 м³ снега плотностью 330 кг/м³, при температуре минус 10 ⁰С составляют - 3,85 кВт·ч.

Удельная теплота сгорания (количество тепла, выделяемого при сгорании 1 кг топлива) для дизельного топлива составляет примерно 42 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм). Плотность дизельного топлива — около 0,85 кг/л (это значение может незначительно варьироваться в зависимости от марки топлива).
Для 1 литра: .
Умножаем массу топлива на удельную теплоту сгорания:

1 МДж = 0,27778 кВт·ч (так как 1 кВт·ч = 3,6 МДж).

Таким образом, при сжигании 1 литра дизельного топлива выделяется примерно 9,9 кВт·ч тепла.
Следовательно, при расходе на плавление 1 м³ снега плотностью 330 кг/м³, - 30,25 кВт·ч., требуется примерно 3 литра дизельного топлива.

Указанные цифры являются идеальными.
Они не учитывают:
- небольшие потери на лучистое тепло,
- дополнительные расходы топлива, которые связаны с тем, что оператор несвоевременно грузит снегоплавильную установку,
- большое количество нагретой талой воды вытекает в канализацию.
- количество электроэнергии, которое требуется для работы шкафов управления и нагнетательного вентилятора горелки, и так далее.

Однако потратить меньше топлива, электричества, газа или тепла на плавление 1 м³ снега плотностью 330 кг/м³- невозможно.

Производители, которые указывают значение расходов топлива меньше указанных параметров, либо заведомо вводят покупателя в заблуждение, либо не совсем понимают принципы работы снегоплавильных установок.

«При внесении изменений в конструкции снегоплавильных установок или при изменении формы теплообменников, для проверки наших расчетных данных, мы всегда проводим натурные испытания, сравнивая расчетные показатели по расходу энергии для плавления снега с фактическими, - рассказывает руководитель компании по производству снегоплавильных установок «Горыныч» Сергей Степанов.

Также он подчеркивает: «Для того, чтобы результаты были объективные, мы измеряем не количество кубов, погруженных погрузчиком, а количество талой воды, которая выходит из снегоплавильной установки в единицу времени, что позволяет нам отвязаться от эфемерных кубометров снега и вести расчет в тоннах, четко понимая эффективность нашего оборудования и расход топлива или электричества».

Пресс-служба завода по производству снегоплавильных установок «Горыныч».