3.4. Техническое обеспечение современных технологий зимовки

Современные технологии зимовки в значительной мере зависят от технического обеспечения. Имеется в виду преж­де всего обеспечение техническими устройствами, позволяющими поддерживать заданную температуру, влажность и необходимую степень вентиляции. Основу этих устройств, как правило, составляют электронные или электрические схемы регулирования. В связи с этим многие пчеловоды испытывают дефицит электротехнических знаний, позволяющих им грамотно эксплуатировать или собирать подобные устройства. Кроме того, несомненным фактом является необходимость знания пчеловодами основ техники безопасности при эксплуатации электротехнических устройств.

Основы электротехнических знаний для пчеловодов и техника безопасности освещены в приложении 3. Дальше по тексту даны описания сконструированных, изготовленных и испытанных мною электронных устройств для подогрева внутри ульев и для обогрева помещений для зимовки пчел.

3.4.1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ ВНУТРИУЛЬЕВОГО ПРОСТРАНСТВА И ПОМЕЩЕНИЙ ДЛЯ ЗИМОВКИ

Как известно, одним из возможных способов обеспечения комфортной для зимовки пчел температуры может быть использование электрического подогрева внутри улья или обогрева помещений для зимовки.

Электроподогрев можно осуществлять в улье любой конструкции, даже со стандартным расстоянием между низом рамок и полом в 20 мм. В этом случае надо изготовить «сверхплоский» подогреватель толщиной не более 12— 15 мм. Однако гораздо удобнее осуществлять электроподогрев в современных ульях с увеличенным до 100—150 мм подрамочным пространством. Среди требований к этим ульям можно предъявить требование свободно, без разборки улья, вынимать и вставлять электроподогреватель, который можно совместить с подогреваемой внутриульевой поилкой.

Что касается помещений для зимовки пчел с электрообогревом, то очевидным является требование уменьшения теплопотерь через стенки зимовника. Рекомендуется иметь теплоизоляцию стен и потолка, эквивалентную теплоизоляции стен из деревянного бруса толщиной не менее 100—120 мм. Дешевле всего это будут каркасные стены с теплоизолирующей засыпкой из смеси опилок и 5%-ной извести (на 20 ведер опилок ведро извести) с обязательной наружной штукатуркой. Засыпка после высыхания превращается в рыхлую плиту, которая отлично сохраняет тепло. В то же время такие стены являются проницаемыми для водяных паров и воздуха, и поэтому не требуется специальная вентиляция помещения, когда в нем содержится до 8—10 семей (Гунякин А. А., 1991).

Ориентировочные нормы при строительстве помещения: 0.5—0,7 м³ объема помещения и 4—5 см² сечения вентиляци­онного отверстия на одну семью.

Вентиляция должна иметь приточное отверстие в нижней части помещения и вытяжное — в потолочной части. Верх вытяжной трубы должен быть выше конька на 0,5 м, а нижний срез трубы должен заканчиваться на одном уровне с потолком. Если нижний срез будет выступать ниже потолка, то потолок будет отсыревать. Приточная и вытяжная трубы должны быть оборудованы задвижками, позволяющими регулировать площадь сечения отверстия.

Для удаления углекислого газа и водяного пара из помещения, где зимуют пчелы, и обеспечения их кислородом необходимо 10-кратное обновление воздуха на протяжении суток. Сильная семья из 30 тыс. пчел при зимовке в помещении выделяет за сутки в среднем 46 г воды и более 100 г углекислого газа (Еськов Е.К., 1992).

Из других требований к помещению отметить необходимость его надежной защиты от проникновения мышей, воз­можность его полного затемнения во время зимовки и оборудование красным фонарем для удобства проведения пе­риодических осмотров. Желательно в таком помещении иметь ионизатор воздуха. Схема несложного в изготовлении ионизатора приведена в моей книге «Пчеловодство. Практический курс».

Вернемся, однако, непосредственно к вопросу терморегулирования. Я давно интересуюсь этим вопросом и со­бираю соответствующую информацию, которая порой носит противоречивый характер. Мне не удалось обнаружить источник, где бы эта информация была систематизирована и доведена до возможности ее практического применения. Это не позволяло, опираясь на имеющуюся информацию, решить поставленную задачу создания надежной и недорогой системы терморегулирования для пасеки. Поэтому было принято решение сконструировать и изготовить такую систему самостоятельно. Задача была сформулирована следующим образом: создать современную надежную и простую в изготовлении систему терморегулирования для небольшой пасеки в 10—20 ульев при возможно меньших материальных затратах. Конструкция схемы должна позволять ее тиражирование в домашних условиях. ■

Исходя из поставленной задачи и условий оптимальной зимовки, необходимо было создать устройства, обеспечи­вающие терморегулирование как внутреннего объема улья, так и объема помещения для зимовки. При всем принципи­альном сходстве оба эти устройства имели определенные схемные различия. О результатах работы по решению этих задач и пойдет речь ниже. Вначале рассмотрим, как выбирались питающие напряжения, затем требования к конструкции внутриульевого подогревателя и обогревателя для помещений. В заключение представим общую схему тер­морегулирования и ее работу в различных режимах.

► Выбор питающих напряжений для подогрева и обогрева

Исходя из соображений безопасности, питающее напряжение для внутриульевого подогрева не должно превы­шать 36 В. Кроме того, это напряжение должно иметь такую величину, чтобы можно было обеспечить необходимую мощность электроподогревателя при приемлемых значениях его сопротивления. Величина питающего напряжения должна также обеспечивать допустимые значения силы тока, проходящего через вторичную обмотку трансформатора источника питания.

Как будет показано ниже, оптимальной мощностью внутриульевого подогревателя при автоматическом регулиро­вании температуры является мощность 15—20 Вт. Поскольку мощность подогревателя, величина питающего напряжения, сопротивления и тока подогревателя, а также тока через вторичную обмотку трансформатора являются величинами взаимосвязанными, то выбор их требует корректного подхода. При разработке схемы предполагалось, что подключение всех подогревателей будет производиться параллельно. В качестве возможных рассматривались четыре стандартных напряжения: б, 12, 24 и 36 В. Для всех этих напряжений и мощностей в районе 15—20 Вт были произведены расчеты значений сопротивлений подогревателей R,а также токов /, которые сведены в табл. 3.6.

Табл. 3.6

Перед проведением анализа этих данных следует напомнить, что вторичные обмотки большинства бытовых понижа­ющих трансформаторов позволяют длительное время без перегрева выдерживать максимальные токи до 8—10 А.

Исходя из сказанного выше, сразу можно исключить питающее напряжение 6 В, так как суммарный ток 10 подогрева­телей в этом случае будет чрезвычайно большим для трансформатора питания. Напряжение 36 В, с точки зрения суммарного тока, вполне приемлемо. Единственное неудобство — большое значение необходимой величины сопротивления подогревателя. Дело в том, что для самостоятельного изготовления подогревателя удобно использовать нихромовую проволоку диаметром 0,3-0,4 мм, из которой обычно изготовляют спирали для электроплиток. Такая спираль для бытовой электросети при мощности 1 000 Вт имеет сопротивление около 50 Ом. Значит, для нашего подогревателя при 36 В надо использовать, условно говоря, полторы спирали от обычной электроплитки, что технически сложно для ограниченного по размерам внутриульевото подогревателя, да и недешево. При напряжении 12 В подогреватель с R= 10 Ом можно полагать приемлемым для применения, но у него маловата мощность и большой предельный ток.

Используя такой алгоритм выбора, нетрудно установить, что оптимальным напряжением для системы внутриульево­го подогрева 10 ульев является напряжение 24 В. Для этого напряжения была разработана конструкция подогревателя с /? = 25 Ом. Хотя и кажется, что в этом случае мощность подогревателя 23 Вт несколько великовата, однако по ряду причин конструктивного характера, о которых подробно будет сказано ниже, реальная мощность подогревателя не превышает 20 Вт.

Что касается выбора питающего напряжения для электрообогрева помещения, то здесь все гораздо проще. Не­обходимая мощность обогревателя, как правило, составляет несколько сотен ватт. Такие мощности хорошо сочетаются с бытовой электросетью 220 В.