Практический опыт электрообогрева пчёл в Сибири. Фальшь-донья Кинева

Оставлен Evgenij Bortnik Чт, 11/19/2015 - 12:44

Здесь показана моя статья из журнала Пчеловодство №3, 2015 в несколько расширенном варианте. Сведения существенно изменены, информация конкретнее и содержит мои первоначальные формулировки, изменённые в редакции журнала Пчеловодство.

АННОТАЦИЯ. В статье изложен практический опыт обогрева пчёл в Сибири, полученные результаты и дано краткое описание применяемого оборудования. В более широком смысле приведенные сведения помогут составить представление о разработанной и внедренной технологии содержания пчёл. Отличительная особенность описанного подхода заключается в сохранении традиционного многокорпусного содержания пчелосемей в стандартных деревянных ульях. Стабилизацию температурного режима в гнезде в ночные морозы обеспечивают применением фальш-доньев с обогревателями. Эффективность пчеловождения в условиях континентального климата Восточной Сибири удаётся повысить без вмешательства в гнездо. Под многокорпусным ульем подразумевается, как правило, двух-трёхкорпусная конструкция двенадцатирамочного улья Дадана – Блата, дополняемая магазинными надставками.

Невысокая эффективность традиционной технологии содержания пчёл в суровом климате Красноярского края побудила к разработке собственных подходов к пчеловождению для достижения более весомых медосборов в весьма краткий июльский период бурного цветения медоносов. Задача повышения эффективности пчеловодства изначально была сформулирована, как достижение устойчиво высоких медосборов при минимальных трудозатратах и сокращении количества пчелиных семей. Более чем тридцатилетний опыт содержания пчёл позволил разработать и внедрить на нескольких пасеках инновационное электротехническое и электронное оборудование для пчеловодов, без каких либо конструктивных доработок ульев среднего качества. О применении электробогрева пчёлиных ульев известно давно, некоторые пчеловоды используют обогреватели, однако не многие достигли в этом убедительных результатов. Новое оборудование и приемы его профессиональной эксплуатации обеспечили эффективное применение известного многим способа формирования сильных и сверхсильных пчелиных семей.

Короткий период цветения медоносов в Сибири и запоздалое развитие пчелиной семьи, размещенной в одном корпусе, не позволяют регулярно получать по фляге мёда. Под сильной подразумевается пчелиная семья, достигшая на подходе к главному взятку, не менее двух корпусов с расплодными рамками на выходе. Высокий темп медосбора большой семьи при кратком обильном взятке, а также специальные меры по поддержанию температуры в гнезде позволили применить стандартные деревянные корпуса Дадана, под большую корпусную рамку при многокорпусной технологии. Опыт показал, что формат гнездовой рамки многокорпусного улья Рута – Лангстрота 450х230 мм в Сибири маловат. Кроме того, Руты не позволяют обеспечить семью достаточным количеством корма во время длительной зимовки в одном корпусе. Эволюционное развитие сибирской деревенской пасеки привело к однозначному выбору гнездовых рамок размером 450х300 мм. Следует отметить, что речь идет не о промышленном пчеловодстве. Начинающим пчеловодам важно учитывать это при выборе ульев и технологии содержания пчёл для вновь создаваемого хозяйства.

Электрический обогрев пчелосемей применяют ранней весной, сразу после выставления ульев из зимовника и смены доньев с подмором на чистые и сухие. Технология обогрева предусматривает установку на лавки ФАЛЬШ-ДОНЬЕВ, в которых смонтированы обогреватели, световые индикаторы, штепсельные разъемы и, при необходимости, микроконтроллеры с модулями коммуникации. Электропитание и управление выполняют по однофазному низковольтному магистральному силовому кабелю, проложенному по снегу вдоль ряда ульев. Термодатчик есть в контроллере ФАЛЬШ-ДНИЩА, а контроль теплового режима в улье осуществляется опосредовано. Настройку проводят однократно, после суточного прогрева днища улья в первом включении. При необходимости с помощью зонда выполняют периодический контроль температуры внутри улья. Как правило, после выхода на режим дополнительных проверок не требуется. Консервативность системы и подогрев днища улья снизу при соблюдении рекомендаций исключает перегрев гнезда. Для подключения контроллера используют PLC-модем. Программное обеспечение управления обогревом устанавливают на ноутбук. При необходимости, режимы контролируют удалённо применяя Wi-Fi точку доступа. В самом простом, бюджетном варианте оборудования, можно рекомендовать использование ФАЛЬШ-ДОНЬЕВ, с регулируемым тиристорным источником группового обогрева как показано на рисунке

Обогрев применяют только к ульям с деревянными доньями. Использование технологии с ульями из полимерных материалов исключено. Электрооборудование предназначено в первую очередь для стационарного содержания пчёл. Это обусловлено включением источников питания обогревов и автоматики в бытовую сеть. Кроме того, интенсивность развития пчёл высока и ограничение семьи двумя корпусами при павильонном содержании может резко увеличить трудозатраты на противороевые мероприятия. Технология использования раннего обогрева пчёл опирается на методику работы с оборудованием. Это совокупность рекомендаций и правил применения электрообогревателей и электроники. Чрезвычайно важное значение имеет поддержание рациональной температуры в гнезде при температуре днища от +8 до +24 °Цельсия. Важен выбор достаточных мощностей от 25 до 50 Вт, построение рациональной схемы и регулируемых источников питания на напряжения 36-42 вольт, качественное изготовление фальш-доньев, а также применение микроконтроллерных средств дистанционного регулирования температуры.

Построение эффективно работающего оборудования стало возможным не только в результате многолетних экспериментов, а также вследствие математического моделирования температурного и электромагнитного поля внутри улья. Установлено, что применение внутри улья плёночного электрообогревателя даже при мощности 12 ватт, приводит к локальному перегреву его поверхности до недопустимых температур, вызывающих тревожное состояние пчёл и их озлобление. Испражнения пчёл на полимерной пластинке будут непременно, они будут подгорать и вонять, создавая пчеле беспокойство, практически как от пожара. Кроме того, оказалось, что уровень напряженности электромагнитного поля греющей пластины, расположенной непосредственно под ульевыми рамками довольно высок и его можно снизить только применением ферромагнитных экранов значительной толщины. Именно поэтому применение плёночных обогревателей внутри улья я называю галиматьёй. Термин "инфракрасные обогреватели" - обычная словесная шелуха, рассчитанная на дебила. Взрослые люди просто забыли школьный курс физики. Ясное дело, что любой ТЭН греет преимущественно в инфракрасном диапазоне. А еще применяют словосчетание "источники мягкой теплоты" и другие шальные названия. Это маркетинг, ну что тут поделаешь... Для таких формулировок у меня есть одна общая интернациональная характеристика: braid sivoy kaible, - БРЕД СИВОЙ КОБЫЛЫ :).

Задача построения эффективного средства обогрева ульев у меня решена путем математического моделирования с применением профессионального программного пакета Ansys Multyphysics и физических экспериментов. Для исследования тепловых режимов построена трёхмерная математическая модель, учитывающая распределение источников тепла, излучение и конвекцию, геометрию улья и физические свойства материалов, их теплопроводность и теплоемкость, возможные граничные условия. Моделирование выполнено, как в отсутствии электрообогрева, так и при его наличии в разных режимах. Результаты моделирования показали, что при ночных морозах – 15 градусов, без обогрева к утру температура по углам улья, опускается до – 7. Это справедливо вне зависимости от качества пассивных утеплителей и силы семей. Примеры графического представления результатов математического моделирования показаны на рисунках ниже. На картинке показана эволюция силы пчелиной семьи, которая занимает вначале 3 улочки. Вторая картинка соответсвует семье из 5 улочек. А ниже показаны картинки для семей на 7 и 9 улочек.

Примечательно, что вне зависимости от силы семьи температура воздуха в улье остается низкой. Семья способна обогреть только участок с расплодом в пределах гнезда. Видно, что наличие большого числа особей на этапе развития семьи обусловливает соответственно большее число личинок. Вместе с тем наличие теплового потока от днища способно расширить площадь засева на 15-20%. Однако даже при наличии умеренного обогрева количество ячеек с расплодом не может превышатьразмеры гнезда.

Ниже на рисунках показано расположение обогревателя в фальшь-днище и наличие теплового потока во внутрь гнезда. Дополнительные исследования были проведены для различных видов излучателей тепла и разнообразных пассивных утеплителей при разных погодных условиях. Количество информации в результате моделирования получено колоссальное. Анализ результатов моделирования в целом подтвердил правильность выбранной концепции электрообогрева. Продольное сечение улья показано для двух крайних вариантов моделирования семьи на 3 и на 9 улочках.

По картинкам видно, что для семьи на трёх улочках холод подступает непосредственно к гнезду прямо сквозь крайние гнездовые рамки. Так же очевидно, что плошадь обогреваемого участка вне гнезда несколько расширяется вследствие наличия тепла, поднимающегося от обогревателя в фальшь-днище, как для семьи на трех рамках, так и для семьи на 9 рамках. Несколько более информативными оказываютя изображения для поперечного сечения улья.

На картинках видно существенное расширение теплового пятна по мере удаления от днища. И в первую очередь этому способствует увеличение силы пчелиной семьи.

Фиические эксперименты с измерением температуры в целом подтвердили результаты математического моделирования. Оказалось, что переохлаждение пагубно влияет на расплод на периферии гнезда и резко снижает интенсивность развития любой пчелиной семьи, причём никакие средства пассивного утепления не способны противостоять переохлаждению. А вот разработанная технология поддержания теплового режима с успехом противостоит переохлаждению гнезда. При наличии жидкой подкормки, умеренное тепло стимулирует матку к повышению интенсивности яйцекладки. После подстановки в гнездо запасённых перговых рамок водоносы начинают работать в нагрузку. Наращивание силы здоровой пчелиной семьи непосредственно к главному взятку происходит стремительно. Однако особое внимание следует обратить на то, что правильный обогрев никоим образом не заменяет способности здоровой и развитой пчелиной семьи к саморегулированию.

Примеры построения автоматизированных систем управления режимами электрообогрева рассмотрены в литературе. У меня есть свои результаты и здесь будут соответствующие статьи. Опыт использования микроконтроллерных средств управления показал, что нет смысла контролировать влажность в стандартном улье, поскольку нет дешевого бесконтактного датчика и нет разумного автоматизированного регулятора влажности. Желательно правильно организовать поилку и обеспечить периодическую жидкую подкормку. Решающими факторами при выборе технологии обогрева оказываются достаточная надежность и невысокая стоимость оборудования.

Замыкающим звеном технологии эффективного содержания пчёл служит компактный электронный сигнализатор роения, показанный выше на картинке. Недостаточно достигнуть больших размеров семьи, нужно предупредить потери от роения. Принцип работы устройства и примеры оборудования известны сравнительно давно. Контроль состояния каждой семьи выполняют ежедневно, утром обходя пасеку в одно и то же время. Сигнализатор роения кладут на прилётную доску возле летка. Диагностика выполняется автоматически путем анализа частотных характеристик звука пчелосемьи. Мигание индикатора и прерывистый звуковой сигнал прибора свидетельствуют о переходе семьи в роевое состояние. Если индикации нет, то необходимость вмешательства в многокорпусный улей отсутствует, а семья находится в работе. Предусмотрен контроль других состояний семьи, в том числе в зимовнике. Прибор сконструирован с применением SMD-технологии. Режимы работы и схемотехника электронного сигнализатора спроектированы, смоделированы и оптимизированы на ЭВМ. Наиболее совершенные версии прибора построены с применением теории цифровых фильтров. Это конечно же морально устаревшая техника, но она работает!

Описанное оборудование успешно решает задачу повышения эффективности пчеловодства. Внедрение технологии на нескольких пасеках позволило уйти от необходимости содержания 200 пчелосемей, ограничившись стационарным содержанием 20 многокорпусных ульев, устремленных ввысь. Получаемый валовый продукт вполне сравним. В условиях Восточной Сибири усилиями одного пчеловода при наличии помощника удается регулярно брать весенний, т.н. майский мёд. Нередко встречаемое в обиходе понятие семей – медовиков в такой технологии пчеловодства становится избыточным. Дополнительные сведения приведены на сайте.

http://www.paseka24.ru/node/252

Евгений Бортник, Россия, Красноярск, март 2015 года

Тэги:

обогрев пчёл весной