Typischer Schneeausstoss einer Schneekanone z. B. TR10

[schneesucher]

Wer kann mir sagen, wie Wasser eine Schneekanone pro Stunde typischerweise in sehr guten Schnee umwandeln kann, sagen wir z. B. bei sehr trockener Luft und -12 Grad Schneitemperatur.
Wie gross könnte die Zulauftemperatur des Wassers sein, z. B. 5 Grad Plus, wäre das denkbar?
Leider bin ich etwa bei Technoalpin nicht direkt fündig geworden.

 

[Hundert Meter]

Also bei -12 Grad sollte schon das Maximum an Schneeproduktion drin sein. Dann sind das bei der TF10 (abgesehen von der Pumpenleistung und Anzahl der betriebenen Schneeerzeuger) bis zu 7-9 Liter pro SEKUNDE.
Schneilanzen liegen etwa bei einem Drittel dessen.....


Edit: Schneeproduktion etwa 100m³ pro Stunde

 

[GIFWilli59]

Maximaldurchsatz sind afaik bei der TF10 12 l/s und bei der TR8/T40/M18 7,9 l/s. Der wird bei den Bedingungen allerdings eher nicht erreicht, wahrscheinlich nur bei 40 bar (Maximaldruck) und -25° FK.
TF10 macht schon mal 1,4 l/s minimal.

Wer kann mir sagen, wie Wasser eine Schneekanone pro Stunde typischerweise in sehr guten Schnee umwandeln kann, sagen wir z. B. bei sehr trockener Luft und -12 Grad Schneitemperatur.
Wie gross könnte die Zulauftemperatur des Wassers sein, z. B. 5 Grad Plus, wäre das denkbar?

Was meinst du mit "sehr gutem Schnee", möglichst pulvrig?

Meinst du mit Schneitemperatur die Feuchtkugeltemperatur oder die Lufttemperatur?
Zulauftemperatur hängt davon ab, wo das Wasser herkommt. Im Worst Case aus dem Trinkwassernetz ungekühlt, dann sind es vlt sogar 6-7 Grad. Im besten Fall aus einem exponierten Bergsee, der vom Wind schon gut gekühlt wurde, dann vlt 0,5-2 Grad. Mit einem gut gekühlten (per Kühlturm) Teich sind wohl auch -0,5 °C machbar.

 

[Hundert Meter]

Schneitemperatur ist für mich Feuchtkugeltemperatur. Ob man die dann bei Kalten, Feuchten Verhältnissen oder Wärmeren dafür aber trockenen Nächten erreicht ist egal.
Für pulvrigen technisch Erzeugten Schnee muss man aber auch bei den Temperaturen Einbußen in der Menge des Schnees machen. Aber in der Grundbeschneiung praktisch sowieso nicht möglich, da einfach in den meisten Skigebieten die Pumpenleistung fehlt.

Mit einem gut gekühlten (per Kühlturm) Teich sind wohl auch -0,5 °C machbar.

Neija also dann müssten die Kühltürme aber auch die Leistungen der Pumpen haben. Oder?

 

[basti.ethal]

Die angegebenen Werte von GIFWilli sind schon ziemlich passend.

Naturülich muss man immer differenzieren, wieviel Wasser bzw. wieviel dazu notwendiger Wasserdruck an der Kanone zur Verfügung steht.
Aber bei -12°C FK wäre es schon möglich, dass eine TF10 mit nasser Schneeproduktion auf die volle Durchsatzmenge ausgefahren wird. Wie schon erwähnt wurde, wird das aber selten der Fall sein, weil keine Pumpanlage darauf ausgelegt ist, an allen Maschinen die maximale Wassermenge zur Verfügung zu stellen. Das wird dann nur bei punktueller Nachbeschneiung bzw. linienweiser Einschneiung der Fall sein.
I.d.R. wird zwischen Wasser und erzeugtem Schnee ein Umrechungsfaktor von 2,2-2,5 verwendet. Je nach Durchsatz kann man dann relativ einfach umrechnen, wieviel Schnee produziert wird.
Mit Wasser um die 0°C zu beschneien ist natürlich wesentlich effizienter. Jedoch geht dies auch mit einer Wassertemperatur von 5-6°C.
Dies war zum Beispiel bei uns in diesem Jahr der Fall. Durch die Tatsache, dass wir keine Kühltürme haben und wir den Zulauf nicht um den Teich herum leiten können, läuft bei warmen und feuchten Perioden immer viel warmes Wasser in den Teich nach, was somit direkt an die Kanone gepumpt wird.
Weiterhin darf man nicht unterschätzen, dass das Wasser je nach Pumpstrecke und gepumpten Höhenmetern ene Rückerwärmung in der Leitung erfährt.

Kühltürme können übrigens mit natürlichem Gefälle betrieben werden, wenn sie soweit unterhalb des Teiches stehen, dass 1bar Wasserdruck vorhanden ist.
Sollte die Kühlturmkapazität nicht mehr ausreichend sein, sind die Anlagen i.d.R. so gestalltet, dass über einen Bypass zustätzliches ungeklühltes Wasser verwendet werden kann.

 

[schneesucher]

Die angegebenen Werte von GIFWilli sind schon ziemlich passend.

Naturülich muss man immer differenzieren, wieviel Wasser bzw. wieviel dazu notwendiger Wasserdruck an der Kanone zur Verfügung steht.
Aber bei -12°C FK wäre es schon möglich, dass eine TF10 mit nasser Schneeproduktion auf die volle Durchsatzmenge ausgefahren wird. Wie schon erwähnt wurde, wird das aber selten der Fall sein, weil keine Pumpanlage darauf ausgelegt ist, an allen Maschinen die maximale Wassermenge zur Verfügung zu stellen. Das wird dann nur bei punktueller Nachbeschneiung bzw. linienweiser Einschneiung der Fall sein.
I.d.R. wird zwischen Wasser und erzeugtem Schnee ein Umrechungsfaktor von 2,2-2,5 verwendet. Je nach Durchsatz kann man dann relativ einfach umrechnen, wieviel Schnee produziert wird.
Mit Wasser um die 0°C zu beschneien ist natürlich wesentlich effizienter. Jedoch geht dies auch mit einer Wassertemperatur von 5-6°C.
Dies war zum Beispiel bei uns in diesem Jahr der Fall. Durch die Tatsache, dass wir keine Kühltürme haben und wir den Zulauf nicht um den Teich herum leiten können, läuft bei warmen und feuchten Perioden immer viel warmes Wasser in den Teich nach, was somit direkt an die Kanone gepumpt wird.
Weiterhin darf man nicht unterschätzen, dass das Wasser je nach Pumpstrecke und gepumpten Höhenmetern ene Rückerwärmung in der Leitung erfährt.

Kühltürme können übrigens mit natürlichem Gefälle betrieben werden, wenn sie soweit unterhalb des Teiches stehen, dass 1bar Wasserdruck vorhanden ist.
Sollte die Kühlturmkapazität nicht mehr ausreichend sein, sind die Anlagen i.d.R. so gestalltet, dass über einen Bypass zustätzliches ungeklühltes Wasser verwendet werden kann.

Danke für die interessanten Beiträge, insbesondere obiger. Also kann man wohl davon ausgehen, dass selten mehr als die Hälfte des Wasserdurchsatzes erreicht wird, unter der Annahme, dass man pulvrigen Schnee möchte und es nicht um eine Grundbeschneiuung geht.

 

[basti.ethal]

Da wir im Mittelgebirge agieren und die Temperaturen nur selten unter die -10°C fallen, fehlt mir hier die Erfahrung für eine seriöse Aussage bei Volllastbeschneiung in diesem Temperaturbereich.
Hinzu kommt, dass wir hierzu bei weitem nicht genügend Pumpleistung haben.
Außerdem lässt sich leicht nasser Schnee mit der Pistenmaschine leichter verarbeiten. Sehr trockener, frischer Maschinenschnee ist vor dem ersten Verdichten wie Treibsand.
Wenn leicht nasser Schnee nach erster Verarbeitung einen Tag später bei entsprechenden Temperaturen wieder aufgefräst wird, erhält er trotzdem die griffig pulvrigen Eigenschaften eines trockenen Maschinenschnees

 

[Spezialwidde]

Neija also dann müssten die Kühltürme aber auch die Leistungen der Pumpen haben. Oder?

Warum das denn? Nimmst du an dass die Pumpleistung im Speisewasser zu Wärme wird? Dem ist ja nicht so. Wenn die Förderung bergwärts erfolgt (nur dann braucht man große Pumpleistung) geht ja ein großer Teil der eingesetzten Leistung in potentielle Energie und nicht in Wärme. Der Reibungsverlust in den relativ langsam durchströmten Förderleitungen ist gar nicht mal so wild. Man wählt die Abkühlung so dass an der kältesten Stelle nichts einfrieren kann. Teilweise muss man sogar gewisse Teile und Düsenstöcke heizen.

 

[Hundert Meter]

Nein so habe ich das nicht gemeint.

Nehmen wir mal an man hat in einem Skigebiet 6 Kühltürm mit einer Leistung von je ca. 80m³ pro Stunde.
= 480m³

Außerdem gibt es eine Hauptpumpstation mit 5 Hochdruckpumpen, die eine Leistung von ca 120 m³ pro Stunde haben. Um auch obere Teile des Skigebiets beschneien zu können gibt es auch noch eine Druckerhöhung, die ist jetzt aber unwichtig.
= 600m³

Das macht eine Differenz von 120m³ pro Stunde. Die wird mit warmen ungekühltem Wasser ausgeglichen. Das erhöht die Wassertemperatur und sorgt bei Grenztemperaturen für schlechter Schneibedingungen.


Ob das annährend so ist ...... Ungewiss

 

[basti.ethal]

Teilweise muss man sogar gewisse Teile und Düsenstöcke heizen.

Diese Baugruppen (Düsen + Ventile) werden jedoch nur unmittelbar vor Inbetriebnahme der Maschine beheizt. Während des Betriebs sind diese Heizungen nicht aktiv, da das strömende Wasser nicht einfrieren kann.
Nach Betrieb wird die gesamte Kanone entwässert und die Düsen per Druckluft getrocknet.

 

[Spezialwidde]

Diese Baugruppen (Düsen + Ventile) werden jedoch nur unmittelbar vor Inbetriebnahme der Maschine beheizt. Während des Betriebs sind diese Heizungen nicht aktiv, da das strömende Wasser nicht einfrieren kann.
Nach Betrieb wird die gesamte Kanone entwässert und die Düsen per Druckluft getrocknet.

Ok, danke, gut zu wissen, mein Wissensstand war der dass das was du sagst der Regelfall ist aber bei sehr tiefen Außentemperaturen das Wasser in den Anschlussschläuchen und Verteilern gefrieren könnte. Das hab ich mir mal von einem Techniker am Arber erklären lassen, da sind die Kanonen aber teilweise an langen Auslegern befestigt mit entsprechend langen Zuführungsleitungen die der Außentemperatur ausgesetzt sind.

 

[Tom Klädtke]

Teilweise muss man sogar gewisse Teile und Düsenstöcke heizen.

Diese Baugruppen (Düsen + Ventile) werden jedoch nur unmittelbar vor Inbetriebnahme der Maschine beheizt. Während des Betriebs sind diese Heizungen nicht aktiv, da das strömende Wasser nicht einfrieren kann.
Nach Betrieb wird die gesamte Kanone entwässert und die Düsen per Druckluft getrocknet.

Ihr schaltet die Heizung im Betrieb aus? Wir haben die Erfahrung gemacht, dass sich dann an den Düsen Eis bildet und die Schneequalität darunter leidet. Ich lasse die Heizung immer an, dann kann das nicht passieren. Zumal die beheizten Teile keinen Einfluss auf die Wärme des Schneiwassers haben, da die Durchflusszeit viel zu gering ist.
Besonders schlimm ist die Vereisung bei Sufag Maschinen, wenn man die Heizung auslässt.

VG

 

[flamesoldier]

Ob das hier auch an fehlender Heizung lag?
Bild ist aus Sölden von der Grundbeschneiung am 18.11.2018 im Bereich Seiterkar.

 

[basti.ethal]

Zumal die beheizten Teile keinen Einfluss auf die Wärme des Schneiwassers haben, da die Durchflusszeit viel zu gering ist.
Besonders schlimm ist die Vereisung bei Sufag Maschinen, wenn man die Heizung auslässt.

VG

Genau deswegen bringt es in meinen Augen auch nichts, die Heizung anzulassen. Denn die beheizten Bauteile werden mit Wasser durchströmt.
Bei einer Heizleistung von ca. 1KW und dem anliegenden Wasserdurchsatz hat die Heizung weniger Auswirkung auf die Bauteiltemperatur, als das Wasser, Welches durch die Bauteile fließt.
Gerade bei den alten Sufags, die von uns manuell betrieben werden, wird die Heizung abgeschalten. Bisher ohne Probleme.
Solche Eisgebilde wie auf dem Foto kenne ich nur aus 2 Situationen:

- drehende Winde
- zu geringer Luftdruck an den Nukleatoren (z.B. durch verdreckte Nuks oder defekte Luftschläuche)

 

[Whistlercarver]

Naturülich muss man immer differenzieren, wieviel Wasser bzw. wieviel dazu notwendiger Wasserdruck an der Kanone zur Verfügung steht.
Aber bei -12°C FK wäre es schon möglich, dass eine TF10 mit nasser Schneeproduktion auf die volle Durchsatzmenge ausgefahren wird. Wie schon erwähnt wurde, wird das aber selten der Fall sein, weil keine Pumpanlage darauf ausgelegt ist, an allen Maschinen die maximale Wassermenge zur Verfügung zu stellen. Das wird dann nur bei punktueller Nachbeschneiung bzw. linienweiser Einschneiung der Fall sein.

Das wundert mich jetzt aber. Warum werden die Kanonen so ausgelegt, dass sie erst bei deutlich unter -10°C mit vollem Wasserdurchsatz gefahren werden können? Wann hat man denn schon die Tage an denen man längere Zeit solche Temperaturen hat? Das kommt doch hauptsächlich auf den Gletschern vor und dort hat man dann schon alles beschneit wenn es so kalt wird. In den Höhenlagen von 1000m bis 2000m wo die Schneekanonen essentiell wichtig sind hat man evtl. 10-20 Tage mit solchen Temperaturen pro Saison, in einem eher kälteren Winter. Und das auch meist im Hochwinter wenn die Hauptbeschneiung schon längst erfolgt ist.

Meiner Meinung nach wäre es also wichtig die Entwicklung dahin zu bringen, dass man mehr Wasserdurchsatz bei wärmeren Temperaturen zu gutem Schnee machen kann.

 

[flamesoldier]

Naturülich muss man immer differenzieren, wieviel Wasser bzw. wieviel dazu notwendiger Wasserdruck an der Kanone zur Verfügung steht.
Aber bei -12°C FK wäre es schon möglich, dass eine TF10 mit nasser Schneeproduktion auf die volle Durchsatzmenge ausgefahren wird. Wie schon erwähnt wurde, wird das aber selten der Fall sein, weil keine Pumpanlage darauf ausgelegt ist, an allen Maschinen die maximale Wassermenge zur Verfügung zu stellen. Das wird dann nur bei punktueller Nachbeschneiung bzw. linienweiser Einschneiung der Fall sein.

Das wundert mich jetzt aber. Warum werden die Kanonen so ausgelegt, dass sie erst bei deutlich unter -10°C mit vollem Wasserdurchsatz gefahren werden können? Wann hat man denn schon die Tage an denen man längere Zeit solche Temperaturen hat? Das kommt doch hauptsächlich auf den Gletschern vor und dort hat man dann schon alles beschneit wenn es so kalt wird. In den Höhenlagen von 1000m bis 2000m wo die Schneekanonen essentiell wichtig sind hat man evtl. 10-20 Tage mit solchen Temperaturen pro Saison, in einem eher kälteren Winter. Und das auch meist im Hochwinter wenn die Hauptbeschneiung schon längst erfolgt ist.

Meiner Meinung nach wäre es also wichtig die Entwicklung dahin zu bringen, dass man mehr Wasserdurchsatz bei wärmeren Temperaturen zu gutem Schnee machen kann.

Also in 1000-2000 m Höhe ist das im Frühwinter nicht so selten. Bei Inversionswetterlagen wird es im Tal teils deutlich unter -10 °C kalt, bei Kaltfronten wird es auch am Berg schnell mal so kalt für eine gewisse Zeit. Schlagkräftige Beschneiungsanlagen benötigen bei entsprechenden Temperaturen ja kaum 3 Tage zur Grundbeschneiung, wobei da eher kein Pulverschnee erzeugt wird. Bei wärmeren Temperaturen wird eben auch irgendwann die Physik Grenzen setzen. Dann baut man die Kanonen viel größer damit die Düsenabstände größer sind und man so mehr Wasser verarbeiten kann, aber dann kann man auch gleich mehr Düsen einbauen und die zusätzlichen nur bei optimalen Temperaturen zuschalten wie es derzeit schon passiert...

 

[Spezialwidde]

Meiner Meinung nach wäre es also wichtig die Entwicklung dahin zu bringen, dass man mehr Wasserdurchsatz bei wärmeren Temperaturen zu gutem Schnee machen kann.

Da muss man eben einen Kompromiss eingehen. Das Limit ist hier weniger die Wassermenge sondern die Luft die durchgesetzt werden kann. Ich habe also eine bestimmte Menge Luft die eine bestimmte Menge Wärme aus dem Wassernebel aufnehmen kann um Eis bzw Schnee produzieren zu können. Die dabei freiwerdende Wärmemenge muss abgeführt werden. Die Fähigkeit der Luft diese Wärme aufzunehmen ist nunmal stark von Temperatur und Luftfeuchte abhängig. Und da haben wir eben das Problem: Ich kann die Luftmenge nicht beliebig hochschrauben (das hätte negative Auswirkungen auf Wirkungsgrad, Lärmbelästigung, Wurfweite, Schneequalität etc). Also kann man bei gegebener Luftmenge nur die zudosierte Wassermenge regeln. Im Prinzip limitiert mir der maximale Wasserdurchsatz doch nur den Maximalausstoß bei Umgebungsbedingungen die es mir erlauben das gesamte Wasser in Schnee zu frieren. Ich kann das natürlich so auslegen dass schon bei minus 3 Grad und 50% Luftfeuchte das Maximum erreicht ist. Aber warum sollte man nicht potentielle Reserven vorsehen?

 

[basti.ethal]

Richtig, hier liegen einfach physikalische Limitierungen vor. Deswegen liegt der Entwicklungsfokus auch derzeit bei der Energieeffizienz der Maschine.
Hier liegt übrigens auch der Vorteil bei der Propellerkanone, da hier immer wieder frische Kaltluft von hinten angesaugt wird und in den Wassernebel eingebracht wird.
Bei der Schneilanze bildet sich im Betrieb unterhalb der Lanze durch die Einbringung des Wassernebels eine Glocke "wärmerer" Luft, was die Umwandlung in Schnee uneffizienter macht.

Weiterhin kommen Faktoren wie Windrichtung, Fallhöhe oder Schneirichtung ins Spiel.
Mit einer TR10 auf 4,5m Lift und Wurfrichtung Tal kommen schnell 15m Fallhöhe zusammen. Dann kann natürlich auch schon bei höheren Temperaturen der Durchsatz erhöht werden.
Bei der Grundbeschneiung wird nasser Schnee geschossen, da man so schnell Masse produziert und mit dem ablaufenden Wasser (bei Bodenfrost) eine Grundeisschicht bilden kann.
Jedoch hat man jeden Liter Wasser, der bei Nasschnee nicht zu Schnee umgewandelt wird, umsonst durch die Anlage gepumpt.
Wir fahren unsere Kanonen jedenfalls nie am Maximum (außer bei Grenztemperaturen), dafür ist unsere Anlage zu klein.
Ob das andere Gebiete tun, weiß ich nicht. Ich kann es mir aber kaum vorstellen
Aber selbst bei einer Anlage mit 300 Erzeugern und jeweils Maximaldurchsatz von 10 Sekundenlitern würde die gesamte Anlage 3qm Wasser pro Sekunde benötigen.

Wenn ich mich richtig erinnern kann, hat Sölden eine Gesamtpumpleistung von ca. 1-1,5qm pro Sekunde....

 

[Whistlercarver]

Vielen Dank euch 3 für die Antworten. Dadurch wird mir so einiges klarer.

Jetzt habe ich aber noch weiterführende Fragen:
Warum legt man die Pumpleistung nicht auf maximal Betrieb aus? Ist die Pumptechnik so teuer? Klar es muss auch genügend Wasser vorhanden sein.
Das Sölden nicht die Pumpleistung braucht um alle Kaonen gleichzeitig zu bedienen ist klar. Aber jetzt gerade Gebiete mit deutlich weniger Höhenunterschied und deshalb öfters den selben Schneibedingungen an jeder Kanone wäre doch eine höhere Pumpleistung sicher kein Fehler (Bsp. Mittelgebirge).

 

[Ram-Brand]

Die Bergbahnen Sölden haben eine Broschüre zur Beschneiungsanlage rausgebracht.
Die gibt es auf deren Website zum nachlesen.


Die Beschneiungsseen in Sölden sind noch relativ neu.
Am Anfang wurde das Wasser aus der Ötztaler Ache den Berg hinaufgepumpt.
Das limitiert das ganze auch.




Außerdem darf man nicht unbegrenzt Wasser aus einem Fluß entnehmen. Da braucht man dann auch nicht mehr Pumpleistung.