Дослідження науковців і досвід бджолярів свідчать: за умови доброго забезпечення якісними кормами й турботливого утримання крилаті медоноси чудово переносять зимівлю навіть за сильних морозів. Адже бідою для ослабленої бджолиної сім’ї в холодну пору року є не стільки низька температура, скільки підвищена вологість, коли рамки й внутрішня поверхня вуликів цвілують, а зростання теплопровідності вологого повітря довкола клуба бджіл і зволожених стінок загрожує зростанням тепловтрат з усіма випливаючими важкими наслідками.
Міри, які я вже кілька років застосовую у зв’язку з електрообігрівом у зимовий період, дозволяють створювати й підтримувати комфортні умови, що забезпечують збереження бджолосімей будь-якої сили. По суті, це система конвективного вентилювання вуликів (СКВУ, термін підтриманий патентним відомством країни). Радий поділитися своїми розробками з читачами «Моделіста-конструктора», серед яких (див. №№ 5’73, 6’81, 12’87, 12’92, 10’93, 12’95, 12’96, 5’97, 6’97 і 10’97 журналу) чимало справжніх прихильників бджільництва.
1 — утеплювач; 2 — кришка; 3 — підкришник; 4 — годівниця; 5 — холстик; 6 — корпус; 7 — обігрівач великий; 8 — дно; 9 — обігрівач малий.
Принцип дії СКВУ легко зрозуміти на прикладі бджолиного вулика. Тепле повітря, піднімаючись від електрообігрівачів вгору за законами конвекції, рухається в напрямку, умовно показаному стрілками, крізь холстик, утеплювач і отвори в кришці (або крізь верхній льоток) назовні. Під час руху в вулику цей основний потік породжує дрібніші конвективні. Разом вони й виконують ефективне вентилювання. І це — за мінімуму енергетичних витрат.
Виходячи з умов комфортності, доводиться навіть обмежувати потужність електрообігрівача. У перерахунку на потреби однієї вулички бджіл вона не повинна перевищувати 1,5 Вт. Наприклад, на моїй пасіці, де кожна бджолина сім’я легко переносить морози, розташовуючись у корпусі (на восьми чи дев’яти рамках 435×230 мм), сумарна потужність двох, розміщених по краях зимового гнізда обігрівачів становить лише 8,6 Вт.
Розбивку й без того незначної потужності на 6,8 і 1,8 Вт вважаю вдало знайденим технічним рішенням. Адже воно, по-перше, дозволяє суттєво спростити всю конструкцію (розміри обігрівача практично не залежать від кількості рамок у вулику), по-друге, сприяє покращенню мікроклімату в бджолиній сім’ї (виключається роздвоєння клуба в зимові відлиги, бо з’являється реальна можливість усім перейти в бік потужнішого джерела тепла). Нарешті, по-третє, енергетичний потік від випромінювача розподіляється по всій боковій поверхні (а не як від точкового джерела), забезпечуючи ефективне видалення конденсату. І в підсумку, справді, робить СКВУ системою, що гарантує сприятливу зимівлю (на волі, в кожному окремому вулику) нуклеусів і сімей будь-якої сили, що підтверджується багаторічною практикою.
Для електроживлення тридцяти великих обігрівачів (за кількістю бджолосімей) рекомендую скористатися двома стандартними 190-ватними трансформаторами ТП190-5, що знижують напругу з 220 В до потрібних 40 В. Виходить навіть запас за потужністю (потрібно лише 204 Вт замість 380 Вт), що при безперервній роботі протягом 6-місячного «опалювального» сезону виявляється дуже доречним. А паралельно з’єднані вторинні обмотки, кожна з яких виконана дротом 1 мм і розрахована на допустимий струм 1,57 А, здатні видати в навантаження майже 6,3 А. Це значно перевищує струм, який споживають тридцять 6,8-ватних обігрівачів (5,1 А), будучи ще одним застосунком високої надійності системи великих джерел тепла.
1 — панель корпусна; 2 — основа-каркас із пазами; 3 — панель лицьова; 4 — «плечики»; 5 — обмотка нагрівальна (дріт Ø 0,4 з опором погонного метра 11,5 Ом); 6 — виводи (дріт мідний багатожильний перетином 0,35 мм² у вініловій ізоляції);
дет. 1…4 із ДВП s4, у малого обігрівача дет. 1 і 3 міняються місцями.
А як же з малими тепловими джерелами? Зробивши нескладні розрахунки за формулами шкільного курсу фізики, нетрудно обчислити, що для живлення тридцяти 1,8-ватних обігрівачів потрібен понижувальний трансформатор потужністю 54 Вт, здатний віддати в навантаження 4,5 А при напрузі 12 В. З тих, що випускає вітчизняна промишленість, як не можна краще підійде (якщо обирати із запасом за електричними параметрами) прилад потужністю 100 Вт із двома паралельно перемикаємими вторинними обмотками (у кожної — дріт діаметром 1,8 мм, розрахований на струм 5,09 А при напрузі 12 В). У СКВУ такий трансформатор працюватиме з більш ніж двократним резервом за струмом у навантаженні!
Конструкція обігрівача подана на малюнку. У прорізи основи-каркаса укладають високоомний дріт, закріплюють кінці, до яких припаюють гнучкі виводи. З обох боків установлюють відповідні панелі й збирають усе докупи цвяхами 20 мм, попередньо протягнувши в отвір 5 мм виводи з подальшим прикріпленням «плечиків». Монтаж проводки поза вуликом виконують ізольованим дротом, діаметр якого підбирають, виходячи з струму споживання. Для 5,1 А це відповідає 1,9 мм.
Число витків високоомної обмотки обігрівача простіше й вірніше визначити експериментально. Для цього знадобляться омметр і макет каркаса. Розмір 600 мм орієнтовний, залежить від розміщуваного обігрівача, розрахунковий опір якого (235 Ом) знаходять як частку напруги на струм.
Перед намотуванням треба розкласти на підлозі в кімнаті дріт майбутнього обігрівача так, щоб його частини ніде не торкалися одна одної, і за допомогою омметра підібрати потрібну довжину, орієнтуючись на показання приладу (приблизно рівні або трохи більші за 235 Ом). Розмістивши отриманий відрізок на макеті каркаса (витки не повинні торкатися одне одного), закріплюють обидва кінці. А під’єднавши заготовку обігрівача до джерела живлення, вимірюють споживаний струм. Якщо отримане значення нижче за розрахункові 0,17 А, кількість витків зменшують, якщо вище — відповідно збільшують. Відпрацьований параметр нагрівальної обмотки (у моєму випадку 51 виток) можна використовувати як основний усіх наступних операцій.
Виготовляють основу-каркас і, прорізавши в ній ножівкою по металу прорізи глибиною 3 мм, розподіляють якомога рівномірніше отриману обмотку. Якщо потрібно кілька тепловипромінювачів, прорізи краще робити, з’єднавши струбцинами пакет із 6—7 заготовок. Уклавши відпрацьовані витки високоомного дроту на каркас, збирають обігрівач.
Методика розрахунку системи живлення малих теплових джерел, а також технологія їх збірки аналогічні викладеному.
У зв’язку з тим, що при виготовленні будь-якого обігрівача даної конструкції повністю витримати всі рекомендовані параметри вдається не завжди (інший діаметр і опір високоомного дроту, інші напруги в колах навантаження тощо), доцільно ввести корекцію з урахуванням максимально допустимого температурного режиму.
Після визначення числа витків обмотки обігрівача виготовляють каркас для перевірки температури нагріву високоомного дрота (можна використати макет каркаса). Відстань між прорізами роблять якомога меншою. Але з таким розрахунком, щоб після укладання нагрівальної обмотки її ділянки (розташовані з мінімально допустимим кроком) не торкалися одна одної. Уклавши розрахункове число витків високоомного дрота в прорізи каркаса, закріплюють кінці. А зібравши нескладну установку, під’єднують при температурі навколишнього повітря +20 °С досліджуваний обігрівач до джерела електроживлення й проводять самі випробування.
Через 2—3 години, коли тепловий режим можна вважати встановленим, знімають показання термометра. Вони не повинні бути вище +40 °С (у моєму випадку температура незмінно дорівнювала +28 °С), щоб із розміщенням такого обігрівача у вулику не загинули від перегріву відкладені маткою яйця.
1 — основа-ізолятор термостійка; 2 — макет каркаса з нагрівальною обмоткою; 3 — термометр; 4 — утеплювач термостійкий.
Під час підготовки бджіл до зимівлі необхідно розмістити виготовлені обігрівачі по краях гнізда. З жовтня й до першого очищувального обльоту в мене СКВУ увімкнена, і лише за температури навколишнього повітря в тіні вище +5 °С вона вимикається. А ось після очищувального обльоту й до 10 травня режим змінюється. І система вмикається лише тоді, коли температура довкілля нижче +25 °С.
Нарешті, ще одна особливість використання СКВУ. Під час зимівлі бджіл нижній і верхній льотки вуликів відкриті на всю ширину!
Енергетичні можливості системи.
Бджолина сім’я середньої сили витрачає в першій половині зими по 20—25 грамів меду на добу. З кінця лютого, коли з’являється розплід, споживання майже подвоюється. За енергетичних властивостей меду 3,15 ккал/г і середньої добової витрати його бджолиною сім’єю в кількості 25 г отримуємо: заплановані зазвичай енерговитрати становлять 79 ккал.
Сумарна потужність обігрівачів для однієї сім’ї, як уже зазначалося, 8,6 Вт. За добу вони виділяють тепло в кількості 173 ккал. Але ж обігрівачі на моїй пасіці працюють із середини жовтня й до початку травня, тобто близько 200 діб. За цей час вони, витративши лише 42 кВт·год електроенергії, віддадуть (у розрахунку на одну бджолосім’ю) 34 600 ккал. А для того, щоб бджоли за такий самий період змогли виділити рівну кількість тепла, їм потрібно спожити майже 11 кг меду.
Порівнюючи наявні ціни на мед і електроенергію, виграш для бджоляра, як кажуть, абсолютний!
«Моделіст-конструктор» № 8’99, А. ЧЕРЕВАТЕНКО