ть зимовку на 8–9 рамках, я принял суммарную мощность обогревателей для одной семьи равной 8–9 Вт (один мощностью 6,8 Вт, другой — 1,8 Вт). В моей системе обогреватели расположены по краям зимнего гнезда (см. рис. 1), так как считаю данное расположение наиболее удобным по сравнению с расположением над или под рамками: упрощается конструкция (размеры обогревателя не зависят от числа рамок в улье); улучшается микроклимат в улье; поскольку обогреватели разной мощности, то исключается возможное раздвоение клуба пчел в зимние оттепели (клуб уходит в сторону более мощного обогревателя); в связи с тем, что рассеиваемая мощность распределена по всей боковой поверхности улья (сравните с лампочкой 6 Вт — точечный обогреватель), удаление конденсата будет проходить более эффективно. Общеизвестно, что для семей средней и большой силы холод не страшен, а для слабых и нуклеусов необходимо тепло извне (вспомним зимовку нуклеусов в ульях с сильными семьями). В моем случае обогреватели суммарной мощностью 8,6 Вт обеспечивают обогрев клуба пчел, занимающего 8–9 улочек (мощность рассеивания на 1 улочку ~= 1 Вт). Совершенно очевидно, что эти обогреватели обеспечат мощность рассеивания на каждую улочку 2 Вт и 3 Вт, если пчелы будут проводить зимовку соответственно на 4 и 3 рамках. То есть система обеспечивает благоприятную зимовку на воле в отдельном улье нуклеусов и семей любой силы, что и подтверждает практика.
Система состоит из источника питания — понижающий трансформатор с 220 В до 12–40 В, электрообогревателей и электропроводки. Конструкция обогревателя представлена на рис. 2 (поз. 1; 3 — стенка, поз. 2 — каркас, поз. 4 — планка, поз. 5 — обмотка, поз. 6 — соединительные провода, размеры обогревателя даны для ульев с рамкой 435x230 мм, для ульев с рамкой 435x300 мм размер по высоте соответственно должен быть увеличен на 70 мм). Детали поз. 1, 2, 3, 4 выполнены из ДВП толщиной 4 мм.
Рис. 2
Технология изготовления состоит в следующем.
1. Изготовить детали обогревателя, руководствуясь рис. 2 и ниже приведенной информацией:
поз. 1; 3 — 4x235x445 мм,
поз. 2 — 4x200x445 мм (глубина прорезей 5 мм),
поз. 4 — размеры см. на рис. 2,
поз. 5 — высокоомный провод (согласно расчета),
поз. 6 — любой многожильный изолированный провод (длина в зависимости от расположения электропроводки).
2. Уложить высокоомный провод в прорези детали поз. 2 и закрепить его концы.
3. Взять соединительные провода поз. 6, соединить их с концами высокоомного провода и пропаять.
4. Соединить детали поз. 1,2,3 гвоздями длиной 20 мм, протянув в отверстие детали поз. 3 соединительные провода поз. 6.
5. Соединить оставшуюся деталь поз. 4 гвоздями с деталями поз. 1, 3.
В качестве примера привожу расчет действующей на моей пасеке системы.
Исходные данные:
1. Количество обслуживаемых семей — 30.
2. Мощность обогревателей: малого — 1,8 Вт, большого — 6,8 Вт.
3 Источники питания:
а) больших обогревателей — трансформатор ТП190-5, напряжение первичной обмотки — 220 В, вторичной — 40 В, диаметр провода вторичной обмотки — 1 мм;
б) малых обогревателей — трансформатор (маркировка отсутствует) мощностью 100 Вт, напряжение первичной обмотки — 220 В, вторичной — 12 В, диаметр провода вторичной обмотки — 1,8 мм.
4. Высокоомный провод диаметром 0,4 мм, сопротивление: 1 метр — 11,5 Ом.
Расчетные данные:
1. Мощность трансформатора.
2. Диаметр вторичной обмотки трансформатора.
3. Диаметр проводов электропроводки.
4. Диаметр соединительных проводов обогревателей.
5. Число витков высокоомного провода на каркасе.
Схема системы питания больших обогревателей представлена на рис. 3 (поз. 1 — трансформатор, поз. 2 — обогреватели, поз. 3 — электропроводка).
Общую потребляемую мощность большими обогревателями вычислим по формуле:
Ро= 30∙Роб = 30∙6,8 = 204 (Вт),
где Ро — общая потребляемая мощность;
Роб = 6,8 Вт — мощность одного обогревателя;
30 — число обогревателей.
Мощность трансформатора ТП190-5 — 190 Вт, а общая мощность больших обогревателей составляет 204 Вт. Следовательно, один трансформатор не обеспечит питание всех обогревателей, тем более, что режим работы системы продолжительный (более 6 месяцев). В данной системе я использую два трансформатора ТП190-5, включенных параллельно (см. рис. 3). Получим таким образом источник питания мощностью 380 Вт, значительно превышающий потребляемую мощность, что обеспечивает надежную и безотказную работу источника питания по мощности.
Рис. 3
Ток, протекающий в выходной обмотке трансформатора, вычислим по формуле:
I = Ро/U = 204/40 = 5,1 (А),
где Рo = 204 Вт — общая потребляемая мощность;
U = 40 В — выходное напряжение;
I — ток в выходной обмотке трансформатора.
Трансформатор ТП190-5 имеет две выходные обмотки с диаметром медного провода 1 мм. Допустимый ток для медного провода диаметром 1 мм — 1,57 А, при плотности тока 2 А/мм2 (см. таблицу 1). Следовательно, четыре выходные обмотки двух трансформаторов могут обеспечить ток потребления
1,57∙4 = 6,3 (А),
что превышает ток потребления обогревателями (5,1 А). Таким образом 4 вторичные обмотки двух трансформаторов обеспечивают надежную работу источника питания по току. Соответствие диаметра медного провода допустимому току, при плотности тока 2 А/мм2, приведено в таблице 1.
Диаметр медного провода электропроводки подбираем из таблицы 1 по току потребления. Току потребления 5,1 А соответствует диаметр провода 1,9 мм.
Ток, потребляемый одним обогревателем, вычисляем по формуле:
Iоб = Pоб/U = 6.8/40 = 0,17 (А),
где Роб = 6,8 Вт — мощность обогревателя;
U = 40 В — напряжение источника питания;
Iоб — ток, потребляемый одним обогревателем
Диаметр медного соединительного провода подбираем из таблицы 1 по току потребления. Току потребления 0,17 А соответствует диаметр провода 0,41 мм (практически для этой цели можно применить любой, имеющийся в наличии, многожильный изолированный провод).
Число витков высокоомного провода обогревателя (в дальнейшем — «обмотка обогревателя») лучше всего определить экспериментальным путем, используя амперметр и макет каркаса обогревателя. Размеры макета каркаса представлены на рис. 4А.
Рис. 4
Высота макета — 200 мм и глубина пропилов — 5 мм должны быть одинаковыми с такими же размерами каркаса обогревателя (см. рис. 2, поз. 2). Размер 600 мм (см. рис. 4А) ориентировочный и зависит от числа витков обмотки обогревателя. Сопротивление провода обмотки обогревателя определяется по формуле:
Roб = U/Iоб = 235 Ом,
где U = 40 В — напряжение источника питания;
Iоб = 0,17 А — ток, протекающий в обмотке обогревателя;
Roб — сопротивление обмотки обогревателя.
Размотайте и разложите высокоомный провод на земле во дворе или на полу в комнате так, чтобы его части нигде не соприкасались друг с другом и с помощью омметра подберите такую длину провода, чтобы его сопротивление было примерно равным или несколько большим, чем 235 Ом. Разместите полученный отрезок высокоомного провода в прорези макета каркаса (см. рис. 4А) таким образом, чтобы витки не соприкасались друг с другом и закрепите его концы. Подсоедините концы обмотки макета каркаса к источнику питания через амперметр и измерьте потребляемый ток. Если полученный ток ниже расчетного, то следует уменьшить число витков, а если выше, то соответственно увеличить, подобрав таким образом ток потребления как можно ближе к расчетному (0,17 А). Подсчитайте полученное число витков обмотки обогревателя (в моем случае — 51 виток). Изготовьте каркас обогревателя (см. рис 2, поз. 2) и сделайте в нем ножовкой по металлу прорези глубиной 5 мм так, чтобы полученное число витков (51) распределилось на каркасе как можно равномернее. Если вы изготавливаете несколько обогревателей, то прорези лучше всего сделать на пакете из 6–7 каркасов, соединенных струбцинами. Уложите высокоомный провод на каркас и соберите обогреватель согласно рис. 2.
Методика расчета системы питания малых обогревателей, а также технология их сборки аналогична.
Общую потребляемую мощность малыми обогревателями вычислим по формуле:
Ро = 30∙Роб = 30 1,8 = 54 Вт,
где Ро — общая потребляемая мощность;
Роб = 1,8 Вт — мощность одного обогревателя;
30 — число обогревателей.
Мощность трансформатора 100 Вт значительно превышает общую потребляемую мощность малыми обогревателями (54 Вт), что обеспечит и безотказную работу источника питания по мощности.
Ток, протекающий в выходной обмотке трансформатора, определим по формуле:
I = Po/U = 54/12 = 4.5 (A),
где Рo = 54 Вт — общая потребляемая мощность;
U = 12 В — напряжение источника питания;
I — ток в выходной обмотке трансформатора.
Трансформатор системы питания малых обогревателей имеет две выходные обмотки с диаметром медного провода 1,8 мм каждая. Допустимый ток для провода диаметром 1,8 мм определяем по таблице 1, он равен 5,09 А. Следовательно, две выходные обмотки трансформатора могут обеспечить ток потребления 10, 18 А (5,09∙2), что превышает ток потребления обогревателей (4,5 А) и обеспечит надежную работу источника питания по току. Диаметр медного провода электропроводки подбираем из таблицы 1 по току потребления. Току потребления 4,5 А соответствует диаметр провода 1,7 мм. Ток, потребляемый одним обогревателем, вычисляется по формуле: