Подогрев и обогрев улья с использованием электроэнергии

Под обогревом будем понимать использование электрических нагревательных элементов (обогревателей) для поддержания необходимой температуры внутри помещения.
Под подогревом — использование электрических нагревательных элементов (подогревателей) для поддержания необходимой температуры внутри улья.
Возможные способы технической реализации обогрева помещений и подогрева внутри улья в основном сходны и отличаются только объектом, в котором поддерживается определенная температура (помещение или улей), и типом нагревателя (обогреватель помещения или внутри-ульевой подогреватель).

• Постоянный нерегулируемый обогрев помещения
• Автоматический подогрев внутри улья
• Обогрев помещения с регулятором мощности
• Постоянный нерегулируемый обогрев помещения
• Подогрев внутри улья
• Подогрев внутри улья с регулятором мощности

Рассмотрим более подробно суть этих способов, их достоинства и недостатки!

Обогрев помещения с ульями

Как уже было сказано, существует несколько способов технической реализации обогрева помещения. Рассмотрим их.

Постоянный нерегулируемый обогрев помещения

Суть способа состоит в том, что обогреватель определенной для конкретного помещения мощности остается постоянно включенным на протяжении всей зимовки. Контроль температуры ведется по термометру. Сложность реализации состоит в том, чтобы не перегреть помещение, поэтому обогреватель должен иметь ограничение мощности сверху. Ориентировочные нормы для расчета мощности обогревателя составляют 10-20 Вт на 1 м3 объема помещения в зависимости от его утепления при внешних температурах до —10...—15 °С. При более низких температурах надо использовать дополнительные обогреватели.
Применять данный способ имеет смысл только в таких помещениях, где поддержание необходимой температуры не сопряжено с большими затратами электроэнергии. Это могут быть или хороший сарай с теплыми стенами, или дачный домик, или хорошо утепленная мансарда и др. В помещении рекомендуется поддерживать температуру не выше 6-8 "С в первый период зимовки и не выше 4—5 °С — во второй. Выполнение этих условий требует постоянного контроля со стороны пасечника, что и является существенным недостатком способа.
Опыт подобной зимовки пяти семей в хорошо утепленном павильоне объемом 8 м3 описал А. А. Гунякин (1991). Для обогрева он - использовал нагреватель закрытого типа мощностью 150 Вт, температура поверхности которого не превышала 80—90 °С. Использовался также дополнительный нагреватель на 150-200 Вт, который включался при резком понижении наружной температуры. Расход электроэнергии за зимовку в Ленинградской области составил 300-350 кВт/ч. Результаты зимовки — хорошее состояние пчел весной и полное отсутствие следов сырости и плесени в ульях.

Автоматический обогрев помещения

Автоматический обогрев помещения в зависимости от типа термодатчика может реали-зовываться в разных вариантах. Независимо от варианта, суть способа состоит в том, что внутри обогреваемого помещения размещают термодатчик и нагревательный элемент. При достижении заданной температуры контактный термометр или биметаллический контакт непосредственно выключают нагревательный элемент. В варианте с терморегулятором датчиком температуры является термосопротивление. Выключение нагревательного элемента производит терморегулятор по сигналу от термосопротивления.
При автоматическом обогреве помещения для расчета мощности нагревательного элемента ориентировочная норма составляет: для средних широт — не менее 50-60 Вт на 1 м3 обогреваемого помещения; для северных широт — не менее 80—100 Вт на 1 м3. Величина мощности нагревательного элемента также зависит и от степени теплоизоляции обогреваемого помещения. Чем помещение теплее, тем меньшую мощность нагревательного элемента можно брать.
Не лишне также заметить, что расход электроэнергии за зимовку будет определяться только такими факторами, как степень теплоизоляции обогреваемого помещения, поддерживаемая в нем температура и складывающиеся наружные температуры, но не будет зависеть от такого фактора, как мощность нагревательного элемента.
В принципе можно брать обогреватели и большей, чем по норме, мощности. Однако в этом случае температура в помещении будет подвержена более резким периодическим изменениям, т. е. количество срабатываний схемы (включений и выключений) в единицу времени будет больше, чем при оптимальной мощности. В отличие от предыдущего способа здесь при исправной схеме опасности перегрева помещения можно не бояться.
В качестве нагревательного элемента можно использовать обычную электроплитку необходимой мощности. Сверху на плитку устанавливается радиатор из листового металла 2—3 мм, площадь которого обеспечит поддержание температуры на поверхности радиатора не более 80—90 "С, что определяется опытным путем.
В помещении должна поддерживаться такая же температура, как и в предыдущем способе, т. е. не выше 6—8 °С или 4-5 °С. При автоматическом регулировании температуры в хорошо утепленном помещении объемом 8—10 м3 расход электроэнергии за зимовку ориентировочно составит 450— 500 кВт/ч.
Недостатком данного способа можно считать относительно высокие материальные затраты на зимовку. Однако при надежной системе терморегулирования и бесперебойном электроснабжении способ дает очень хорошие результаты зимовки, так как обеспечивается поддержание оптимальных температурных и влажностных условий в гнезде.

Е. К. Еськов (1991) приводит пример подобной зимовки. Пчелы среднерусской породы зимовали в терморегулируемом помещении. Температуру в нем поддерживали на уровне 7—9 °С в октябре — ноябре, затем ее постепенно понижали до 5 °С к февралю — марту. Выравнивание температуры в помещении и активизация воздухообмена обеспечивались с помощью постоянно включенного вентилятора. На ульях не было крыш и утепляющих подушек. Надрамоч-ное пространство закрывалось только мешковиной. Лет-ковые отверстия были открыты. В качестве контроля использовались семьи, зимовавшие в полуподземном помещении при температурах от —6 до 6 °С.
Результаты следующие. Суточное потребление корма первыми семьями составило 40 г, контрольными — 59 г. Первые семьи в течение апреля — мая вырастили расплода на 37% больше, чем контрольные.
В свою очередь, могу сообщить, что я много сезонов осуществляю зимовку пчел в обогреваемом помещении с применением самостоятельно изготовленной терморегули-рующей аппаратуры, которая будет подробно описана дальше. За это время никаких проблем с зимовкой не было. Все семьи благополучно заканчивали зимовку; при выставке в ульях всегда было сухо, следов плесени на рамках и стенках ни разу не наблюдалось.
Под помещение использую хорошо утепленную баню объемом 11 м3, куда можно в два яруса помещать 10— 12 семей. Мощность обогреватели обычно 500 Вт, но в отдельные периоды при сильных морозах приходилось увеличивать мощность до 1000 Вт. В помещении поддерживалась температура 4—5 °С. Низ улья полностью открыт (конструкция улья УТ—95 позволяет это делать очень просто), на верху рамок находится только воздухопроницаемый холстик, крыша снята.

Расходы электроэнергии за зимовку составляли:
—  в холодные зимы — 450—550 кВт/ч,
—  в мягкие зимы — 400—450 кВт/ч.
В последние несколько лет с целью эксперимента поддерживаю температуру внутри помещения не более 2—3 "С. Зимовка проходит также вполне успешно, но уменьшаются расходы электроэнергии. Заметил, что уменьшение температуры внутри моего зимовального помещения на каждые t °C приводит к уменьшению потребления электроэнергии на 100 кВт/ч за зимовку.
В мягкие зимы в помещении, правда, устанавливается высокая относительная влажность до 90—95%, а в отдельные моменты — и до 100%. Однако пчелы эти условия переносят нормально. Для снижения влажности можно увеличить температуру воздуха до 6—8 °С в первой половине зимовки.

Обогрев помещения с регулированием мощности

Этот способ является улучшенным вариантом постоянного нерегулируемого обогрева помещения. Суть способа состоит в том, что обогреватель подключается к источнику напряжения через блок электронного регулирования мощности. Пчеловод имеет возможность в соответствии с необходимостью увеличивать или уменьшать мощность обогревателя и таким образом поддерживать нужную температуру внутри помещения. Обогреватель для этого способа используется такой же мощности и конструкции, как и для предыдущего.

Достоинства и недостатки способа обогрева с регулятором мощности такие же, как и при постоянном нерегулируемом обогреве. Однако за счет плавного регулирования мощности появляется возможность уменьшения перепадов температуры внутри помещения при изменении внешней температуры.

Общие требования при реализации любого из рассмотренных способов обогрева помещения сводятся к следующему:
1.  Необходимо осуществлять обязательный контроль температуры и влажности воздуха в обогреваемом помещении.
2.  Обогреватель в помещении должен располагаться по средине помещения в районе пола.
3.  Для выравнивания температур в любой точке обогреваемого помещения и активизации воздухообмена внутри ульев в помещении должно быть организовано перемешивание воздуха при помощи маломощного вентилятора. Такие вентиляторы (кулеры) мощностью 10—15 Вт можно приобрести в магазинах, где торгуют комплектующими деталями для компьютеров.
Другие требования к обогреваемому помещению будут изложены в п. 3.4.1 «Общие вопросы терморегулирования внутриульевого пространства и помещений для зимовки».
Заканчивая разговор об обогреве помещений, хотелось бы обратить внимание на то, что при реализации любого из способов появляется отличное место для хранения запасных сотов с пергой. Пчеловоды знают, что хранение медо-перговых сотов доставляет много хлопот, поскольку перга при отрицательных температурах теряет свои свойства, а при комнатных — высыхает и поражается вредителями. Поэтому оптимальными температурами для хранения перги считают невысокие (меньше 10 °С) положительные температуры. Как раз такие условия и будут созданы в обогреваемом помещении.

Подогрев внутри улья

Существует несколько способов технической реализации внутриульевого подогрева. Поскольку эти способы в значительной мере сходны со способами обогрева помещения, то ниже будем останавливаться в основном на особенностях внутриульевого подогрева.
Любой способ внутриульевого подогрева можно применять при нахождении улья как на улице, так и в любом неотапливаемом помещении.

Постоянный нерегулируемый подогрев внутри улья

Суть способа состоит в том, что в улей помещается внутриульевой подогреватель небольшой мощности, постоянно подключенный к источнику напряжения. О конструкции внутриульевого подогревателя и расчете его мощности подробно будет рассказано ниже.
Температура на уровне низа рамок не должна превышать 4—6 "С при любой наружной температуре. В этом и состоит основная сложность реализации способа, поскольку пчеловоду приходится постоянно следить за внешней температурой и в случае необходимости выключать подогрев. По этой причине способ имеет ограниченные рамки применения. Обычно подогреватель включается только после установления устойчивых отрицательных температур.

Устанавливать подогреватель лучше снизу под центром клуба, т. е. против летка. С целью максимального сохранения тепла внутри улья подогреватель должен располагаться выше летка. Выполнение этого условия возможно в ульях с увеличенным подрамочным пространством. Если в улье с традиционным подрамочным пространством в 20 мм устанавливать подогреватель на нижнюю часть заставной доски (есть такие рекомендации), то необходимо иметь в виду, что в ходе зимовки клуб будет смещаться к внешнему источнику тепла — подогревателю. Этот факт должен учитываться при сборке гнезда на зиму.
При реализации данного способа ориентировочный расход электроэнергии — 16—20 кВт/ч на 1 семью за зимовку.
Опыт подобной зимовки с подогревом в улье описан А. А. Гунякиным. У него ульи размещались в павильоне с теплыми стенками. Сами ульи хорошо утеплялись снаружи ватином или ватными одеялами сверху и с боков. Крыша на ульи не ставилась, а в подкрышники укладывались моховые подушки 150—200 мм, которые клались на потолок из тонкой доски или ДВП. Между потолком и верхом рамок был зазор 10 мм, а в задней части потолка просверлены два отверстия диаметром 25 мм, в которые были вставлены вентиляционные трубки, склеенные из бумаги. Верх трубок обматывался марлей в один слой, чтобы не выходили пчелы. В поддоне располагался подогреватель мощностью 4 Вт, который при описанном утеплении улья и вентиляции обеспечивал повышение внутриульевой температуры на 5—6 °С по отношению к температуре в павильоне. При мощности подогревателя 15 Вт внутриульевая температура повышалась на 20 °С по отношению к температуре в павильоне. Там же автор экспериментально подтверждает известный факт, что минимальное энерговыделение клуба происходит при температуре около 8—9 °С, поэтому он считает оптимальной для зимовки пчел температуру в 5—8 "С.
В завершение рассмотрения данного способа хочется сделать небольшое разъяснение. Внимательный читатель заметил, что мои предыдущие рекомендации относительно утепления ульев и только что приведенные рекомендации не совпадают. Однако противоречий здесь никаких нет. Дело в том, что мои рекомендации касались зимовки при внешних температурах без подогрева, а рекомендации А. А. Гунякина относятся к зимовке с электроподогревом, когда не надо бояться накопления сырости в улье. В этом случае сухое внутриульевое утепление будет хорошо выполнять свою прямую функцию теплоизолятора. Поэтому при использовании любого способа внутриульевого подогрева, во избежание потерь тепла, надо обязательно проводить хорошую теплоизоляцию ульев, особенно сверху и снаружи.

Как и автоматический обогрев помещения, этот способ подогрева в зависимости от типа термодатчика может осуществляться в трех вариантах. Независимо от варианта реализации, суть способа состоит в том, что в улей со средней по силе семьей под нижние планки помещается термодатчик. Во всех ульях в подрамочное пространство помещаются подогреватели. При изменении внут-риульевой температуры по сигналу термодатчика происходит автоматическое включение и выключение всех подогревателей. В результате в подрамочных пространствах всех ульев поддерживается необходимая температура, на которую предварительно был настроен термодатчик.
Как и в предыдущем способе, под рамками рекомендуется поддерживать температуру 4—6 °С. Мощность внутриульевого подогревателя должна быть не менее 15—20 Вт. Один из возможных вариантов терморегулятора, который можно изготовить самостоятельно, подробно описан дальше.
Достоинством рассматриваемого способа является то, что во внутриульевом пространстве поддерживается довольно стабильная оптимальная для зимнего клуба температура. В улье совершенно не бывает сырости, пчелы потребляют меньше корма, чем во время зимовки при естественных температурах.
Ориентировочные расходы электроэнергии составляют 30—40 кВт/ч на 1 семью за зимовку. Основной недостаток способа — относительно большие материальные затраты на организацию зимовки.

Подогрев внутри улья с регулятором мощности

Этот способ является улучшенным вариантом постоянного нерегулируемого подогрева внутри улья. Суть его состоит в том, что внутриульевые подогреватели подключаются к источнику напряжения через блок электронного регулирования мощности. Пчеловод имеет возможность при необходимости плавно увеличивать или уменьшать мощность подогревателей и таким образом поддерживать внутри ульев нужную температуру.
Внутриульевые подогреватели должны иметь номинальную мощность не менее 15—20 Вт.
Достоинства и недостатки этого способа такие же, как и при постоянном нерегулируемом подогреве. Однако за счет плавного регулирования мощности появляется возможность уменьшить перепады внутриульевой температуры.
При реализации любого из способов внутриульевого подогрева для контроля температуры надо в одном из ульев на уровне низа рамок установить термометр.
Что касается внутриульевой влажности, то ее в ходе зимовки можно контролировать только по косвенным признакам — наличию на поддоне большого количества кристаллов засахарившегося меда, когда в гнезде слишком сухо, или следов разжиженного меда, когда в гнезде слишком влажно. При любом способе внутриульевого подогрева регулирование влажности в гнезде производится изменением степени вентиляции улья или влагопроницаемости потолочного покрытия, а также изменением внутриульевои температуры в пределах допустимого диапазона 2—8 °С.
Сопоставительный анализ описанных способов обогрева и подогрева за счет электроэнергии показывает, что по приоритетности возможного использования их можно разместить в следующем порядке: