Устройство для регуляции вентиляции зимовника
Многие пчеловоды испытывают большие неудобства с регулированием вентиляции в помещениях для зимовки пчел. Особую актуальность это приобретает для горожан, у которых зимовники расположены далеко в сельской местности.
Нами было изготовлено и испытано устройство для автоматического регулирования температуры при естественной вентиляции заглубленного зимовника (рис.1). Оно представляет собой клапан 1, вращающийся вокруг горизонтальной оси с помощью небольшого реверсивного электродвигателя 2. Передача движения от двигателя на ось клапана производится через понижающий редуктор. Клапан вместе с электроприводом смонтирован на раме 3, устанавливаемой на вентиляционный проем зимовника.
Клапан изготовлен из листового алюминия и утеплен пенопластом. В закрытом состоянии зазор между клапаном и рамой уплотняется резиновыми пластинами. Управление клапаном осуществляется трехпозиционным полупроводниковым терморегулятором ПТР-3, выпускаемым Орловским заводом «Теплоприбор».
Когда температура в зимовнике соответствует заданной, то терморегулятор не выдает никаких команд и исполнительный механизм находится в покое. При повышении или понижении температуры в зимовнике терморегулятор подает соответствующую команду на открытие или закрытие клапана. Однако двигатель включается, и исполнительный механизм приходит в действие лишь в моменты срабатывания прерывателя, которые следуют короткими импульсами (0,5-2 с) с интервалами в 5-15 мин. Такие интервалы необходимы для достижения в зимовнике устойчивого температурного режима.
В крайнем открытом, а также закрытом положении клапана двигатель отключается с помощью концевых выключателей, предотвращающих движение клапана в прямом, но допускающих его поворот в обратном направлении.
Датчик терморегулятора размещается внутри зимовника в наиболее характерной его точке. Кроме автоматического управления клапаном предусмотрено и ручное посредством соответствующих тумблеров.
устройство для автоматического регулирования температуры
Выработка импульсов производится отдельным прибором, принципиальная схема которого представлена на рисунке 2. Он представляет собой два обычных мультивибратора, один из которых (Т1, Т2) работает в автоколебательном, второй (ТЗ, Т4) — в ждущем режиме. Мультивибратор (ТЗ, Т4) обеспечивает необходимую длительность коротких импульсов, а мультивибратор (Т1, Т2) — запускает его с частотой 5-15 мин.
Длительность импульсов и частота их генерации регулируется резисторами R3 и R9, выведенными на переднюю панель. Ручное управление клапаном осуществляется тумблером ВК-3.
Пчеловодов промышленных пасек может заинтересовать второй вариант установки (рис. 3), смонтированной в зимовнике нашего ОПХ «Алешинское».
Отличительной особенностью установки является то, что она обслуживает четыре вентиляционных проема. В этом варианте вращение от редуктора передается не на вал клапана, а на специальный барабан, на который наматываются тросы, укрепленные на шкивах регулирующих клапанов. Закрытие клапанов осуществляется посредством возвратных пружин. Синхронность поворота клапанов достигается регулировочными винтами. Концевые выключатели установлены на валу одного из клапанов.
Испытания установки были проведены в двух заглубленных зимовниках: экспериментальном — объемом 16 м3 и промышленном — объемом 616 м3. В малом зимовнике установку испытывали 3 года, в промышленном — 8 лет.
Она очень нравилась пчеловодам, так как зимой избавляла их от необходимости ежедневного посещения зимовника для наблюдения за вентиляцией.
В период зимовки в малом зимовнике было размещено 46 пчелиных семей, то есть удельный объем, приходящийся на одну семью, составлял 0,35 м3.
В промышленном зимовнике в период испытания находилась 1541 пчелиная семья. Удельный объем, приходящийся на одну семью, составил 0,4 м3.
В малом зимовнике датчик терморегулятора был установлен на температуру 1°С, в большом — 3°С.
В процессе испытаний ежедневно регистрировали показатели температуры и влажности воздуха внутри зимовников и снаружи.
На рисунке 4 представлена динамика температуры и влажности воздуха в малом зимовнике. На нем же показано изменение температуры наружного воздуха за этот период.
Как видно из рисунка, при отрицательных температурах, вплоть до -32°С, температура в зимовнике поддерживалась на уровне 1 °С с колебаниями от 0 до 2°С. При потеплениях, когда люк был полностью открыт и резервы вентиляции исчерпаны, температура в зимовнике поднималась до 3°С, а в отдельные дни — до 4,5°С. Такое явление наблюдалось с 24 декабря по 3 января, а также с 28 февраля по 4 марта.
В период с 4 по 9 февраля скачок температуры в зимовнике объясняется тем, что из-за опасения возможного переохлаждения зимовника (-20... — 25°С) автоматическое регулирование было отключено, а люк закрыт и утеплен. Однако в дальнейшем эти опасения не подтвердились, и устройство не отключалось до конца зимовки.
Относительная влажность воздуха в зимовнике держалась на уровне 65% с колебаниями от 55 до 75%.
На рисунке 5 температура и относительная влажность внутреннего воздуха представлены в виде зависимости от наружной температуры при автоматическом управлении и они же в этом зимовнике при — ручном в следующем году.
При автоматическом регулировании при -9°С и ниже температура в зимовнике держится практически на постоянном уровне с точностью до 1°С (кривая 1). При повышении наружной температуры, начиная с -10°С, температура в зимовнике растет и при -4°С достигает верхнего предела (2°С). С этого момента клапан полностью открыт, и температура в зимовнике определяется производительностью системы вентиляции.
На довольно постоянном уровне держится и влажность воздуха (кривая 3). Минимальная влажность при автоматическом регулировании наблюдалась при наружной температуре -12... — 18°С. Она возрастала, хотя и весьма незначительно, при более низкой и довольно резко с потеплением, начиная с -12°С.
При обычном, ручном управлении (кривая 2) ветви с постоянной температурой не наблюдаются.
Из 98 дней зимовки в течение 70 дней, то есть почти 70% всего периода, температура в зимовнике держалась на уровне 0...2°С, а влажность 60-70%.
Аналогичные результаты получены и при использовании системы автоматического регулирования температуры в зимовнике ОПХ «Алешинское» (рис. 6). В холодный период температура в помещении поддерживалась на уровне 3°С. При внешней температуре, близкой к 0°С, когда возможности вентиляции исчерпывались, в помещении она поднималась до 4°С, иногда до 5°С.
Устройства были оснащены самописцами, связанными с осью клапана и фиксировали угол его поворота. Зная его и геометрические размеры клапана, можно определить самоустановившееся таким образом реальное сечение вентиляционного проема. Над его вычислением часто ломают головы пчеловоды.
На рисунке 7 это сечение сопоставлено с температурой наружного воздуха в надземном зимовнике объемом 16 м3 с размещенными в нем 40 пчелиными семьями.
На рисунке видно, что при температуре, начиная с самой низкой (-30°С), вплоть до -12... — 10°С, это сечение сравнительно невелико — примерно 50 см2 на одну семью, клапан был лишь слегка приоткрыт. Начиная с -2°С и выше он находился в открытом состоянии, когда живое сечение составляло 1,4 м2 (325 см2 на одну семью).
Таким образом, испытания системы автоматического регулирования вентиляции зимовника показали следующее.
1. При внешней температуре -9°С и ниже температура в зимовнике держится практически на постоянном уровне с точностью до 1°С. При повышении наружной температуры, с -9... — 10°С, температура в зимовнике начинает расти и при -4°С достигает 2°С. С этого момента система практически перестает функционировать, и температура в зимовнике определяется производительностью системы вентиляции.
2. Относительная влажность воздуха в зимовнике автомодельно удерживалась на уровне 65% с колебаниями от 55 до 75%.
Мы будем признательны, если кто-то из пчеловодов усовершенствует такую систему и сообщит нам о результатах ее испытания. Возможности для творчества велики. Для привода мы использовали электродвигатели от самолетов.
В связи с тем, что в сельской местности существуют перебои с электроснабжением, есть смысл запитать такую систему от аккумулятора.
В.И.ЛЕБЕДЕВ, А.И.КАСЬЯНОВ,
Е.П.ЛАПЫНИНА
ФГБНУ «НИИ пчеловодства»
ж-л «Пчеловодство» №8, 2016 г.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ: Лебедев Вячеслав Иванович, науч. руководитель института, д-р с. — х. наук, проф.; Касьянов Анатолий Иванович, вед. науч. сотр., канд. с. — х. наук; Лапынина Елена Петровна, науч. сотр., e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
