Спосіб автономного енергозабезпечення мікроклімату у бджолиному вулику

Реферат: Спосіб енергозабезпечення мікроклімату в бджолиному вулику включає створення, підтримання і контроль заданого оптимального для бджіл співвідношення заданих значень температури та вологості всередині вулика за допомогою нагрівального елемента і пароперетворювача, що живляться безпосередньо від електромережі або від вітроагрегату, сонячної фотоелектричної батареї чи автономного бензинового чи дизельного генератора. Елементи системи мікроклімату вулика живлять постійним струмом від відновлювальних автономних джерел живлення: ґрунтового термоелектричного генератора, що функціонує за рахунок теплових потоків у ґрунті та сонячного термоелектричного генератора, який встановлюють біля місця розташування вулика, а вироблена ними електрична енергія акумулюється електронним блоком-програматором і витрачається ним з врахуванням заданих показників мікроклімату як всередині вулика, так і аналогічних показників поза вуликом протягом різних періодів року. UA 108562 U (54) СПОСІБ АВТОНОМНОГО ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІКРОКЛІМАТУ У БДЖОЛИНОМУ ВУЛИКУ UA 108562 U UA 108562 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства і може бути використана в бджільництві для забезпечення регулювання внутрішньо-вуликового температурного режиму з урахуванням оптимального для бджіл поєднання вологості і газового складу повітря. Для нормальної життєдіяльності бджолиної сім'ї постійно підтримується на певному рівні температура, вологість і газовий склад повітря усередині вулика. Значення цих показників у різні періоди життєвого циклу сім'ї змінюються. У своєму гнізді бджоли протягом року підтримують певну температуру і вологість повітря. В осінньо-зимовий період, коли в сім'ї немає розплоду, температура в районі рамок може коливатися від 13 до 28 °С (у центрі клубу - до 32 °С). Це так званий тепловий центр гнізда. Від цього центру до периферії температура поступово знижується, тому по краях рамок і на дні вулика вона може бути рівною температурі повітря із зовнішнього боку. Навесні і влітку найбільш стійка температура в розплідній частині гнізда. Личинки і лялечки можуть розвиватися при температурі від 30 до 37 °С, але оптимальні умови - 34-35 °С. У гнізді з розплодом бджоли підтримують вологість повітря в межах 65-88 %. Для цього в період сухої літньої погоди вони поміщають навколо осередків з розплодом свіжопринесений, ще рідкий нектар, з якого легко випаровується вода. З появою ж в природі сильного медозбору вологість повітря у вулику може підвищуватися до 90-100 %. Зайву вологу з гнізда бджоли видаляють шляхом активної вентиляції, для якої витрачаються запаси меду. Адже бджоли замість медозбору займаються вентиляцією вулика, споживаючи при цьому мед. Оптимальна вологість у центрі гнізда становить 72-78 %. близько льотка - 63 %. Відомий спосіб підвищення ефективності медозбору бджолосім'єю за рахунок регулювання температурного режиму вулика з урахуванням вологості і газового складу [1]. Суть даного способу полягає у регулюванні температурного режиму вулика, що полягає в періодичному впливі на вулик неоднорідного електричного поля. Згідно з винаходом, градієнт напруженості поля складає 10-20 В/см, а періодичність впливу регулюється залежно від температури, що генерується бджолами. Відомим є спосіб регулювання мікроклімату у вулику [2]. Спосіб полягає в створенні контролю і регулюванні внутрішньо-вуликового мікроклімату з урахуванням оптимального для бджіл поєднання заданих значень температури і вологості усередині вулика за допомогою нагрівального елемента, що живиться від традиційного джерела електропостачання і пароперетворювача. Вплив на мікроклімат у вулику регулюється датчиками температури і вологості. Спосіб і пристрій мають суттєві недоліки, до яких можна віднести використання традиційних джерел живлення, що вимагають регулярного обслуговування або заміни. Вони можуть працювати в стаціонарних умовах, в спеціально відведених місцях. Крім цього магнітне поле, що утворюється резистивними нагрівниками при використанні для їх живлення змінного струму, негативно збудливо впливає на поведінку бджіл [3]. Найближчим аналогом є пристрій для регулювання мікроклімату у вулику [4], який має систему регулювання температури повітря у вулику і систему регулювання вологості та температури повітря, що подається у вулик. Система регулювання температури повітря у вулику складається з нагрівального елемента і датчика температури, поміщених у вулик, і терморегулятора, що отримує живлення через комутуючий пристрій від джерела живлення безпосередньо або від накопичувача електроенергії. Джерело живлення може бути приєднане до стаціонарної електромережі або виконане у вигляді автономного джерела (вітроагрегату, сонячних батарей або бензоелектричної станції). Однак вищенаведений пристрій поряд із перевагами містить і недоліки, серед яких можна виділити наступні: • використання стаціонарної електромережі для живлення системи мікроклімату вулика позбавляє його автономності. Крім цього, змінний струм створює змінне магнітне поле, яке негативно, збудливо реагує на поведінку бджіл, що зменшує розмір медозбору; • живлення від вітроагрегату також вимагає прив'язки до місця розташування останнього. Крім цього, вітрове колесо створює звукові коливання (в основному - інфразвукового діапазону), які негативно впливають на бджолосім'ю; • застосування фотоелектричних батарей є значно ефективнішим, однак їх недоліком є періодичність роботи і необхідність регулярного обслуговування; • використання бензоелектричної станції є неефективним через необхідність їх віддалення від вуликів через шум, що створюється ними і випари палива (бензину чи дизпалива), які використовуються для роботи станції та вихлопних газів. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу енергозабезпечення мікроклімату в бджолиному вулику за рахунок позбавлення вищезазначених недоліків. 1 UA 108562 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішується тим, що спосіб енергозабезпечення мікроклімату в бджолиному вулику, що включає: створення, підтримання і контроль заданого оптимального для бджіл співвідношення заданих значень температури та вологості всередині вулика за допомогою нагрівального елемента і пароперетворювача, які живлять постійним струмом від автономних відновлювальних джерел живлення: ґрунтового термоелектричного генератора, що функціонує за рахунок теплових потоків у ґрунті та сонячного термоелектричного генератора, що встановлюють безпосередньо біля вулика. При цьому вироблена ними електроенергія акумулюється електронним блоком-програматором і витрачається ним з врахуванням показників мікроклімату вулика і аналогічних показників оточуючого середовища поза вуликом протягом різних періодів року. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Очевидні переваги ґрунтового генератора [5] дозволяють цілодобово отримувати і акумулювати вироблену ним електроенергію. Такий генератор може бути встановлений максимально наближено до місця розташування вулика. Для збільшення потужності джерела живлення системи забезпечення мікроклімату вулика пропонують використовувати додаткове джерело - сонячний термоелектричний генератор, який на відміну від фотоелектричних батарей у меншій мірі залежить від метеоумов, не вимагає постійного обслуговування, має більший ресурс роботи. Поєднання вищезазначених автономних термоелектричних джерел живлення дозволяє акумулювати необхідну електроенергію для забезпечення заданого мікроклімату всередині вулика. Функцію акумулювання електроенергії виконує електронний блок-програматор, за командами якого витрачається електроенергія. При цьому ним враховуються задані кліматичні показники мікроклімату всередині вулика і аналогічні показники поза вуликом у різні періоди року. Простота конструкції, екологічна чистота, надійність і практично необмежений ресурс роботи в автономному режимі роботи (~30 років) робить застосування ґрунтового і сонячного термоелектричних генераторів як джерела живлення для елементів системи автономного енергозабезпечення мікроклімату у бджолиному вулику привабливим та перспективним. Ще однією перевагою запропонованого способу є те, що він може бути реалізований у будь-якому місці розташування вулика. Промислове використання запропонованого способу автономного енергозабезпечення мікроклімату у бджолиному вулику не вимагає застосування спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. Література: 1. Патент RU 2438303. Способ регулирования температурного режима улья и устройство для его осуществления. МПК А01К 47/00, А01К 57/00. Опубл. 10.01.2012. 2. Патент RU 2246213. Устройство для регулирования микроклимата в улье. МПК А01К 47/06. Опубл. 20.02.2005. 3. http://helpiks.org/3-81478.html. 4. Патент RU 2134507. Устройство для регулирования микроклимата в улье. МПК А01K 47/06, 47/00. Опубл. 20.08.1999. 5. Микитюк П.Д. Почвенные термоэлектрические генераторы: характеристики и применение // Интегрированные технологии и энергосбережение, 2014. - № 4. - С. 134-137. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб енергозабезпечення мікроклімату в бджолиному вулику, що включає створення, підтримання і контроль заданого оптимального для бджіл співвідношення заданих значень температури та вологості всередині вулика за допомогою нагрівального елемента і пароперетворювача, що живляться безпосередньо від електромережі або від вітроагрегату, сонячної фотоелектричної батареї чи автономного бензинового чи дизельного генератора, який відрізняється тим, що елементи системи мікроклімату вулика живлять постійним струмом від відновлювальних автономних джерел живлення: ґрунтового термоелектричного генератора, що функціонує за рахунок теплових потоків у ґрунті та сонячного термоелектричного генератора, який встановлюють біля місця розташування вулика, а вироблена ними електрична енергія акумулюється електронним блоком-програматором і витрачається ним з врахуванням заданих показників мікроклімату як всередині вулика, так і аналогічних показників поза вуликом протягом різних періодів року. 2 UA 108562 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3