О теплых стенках и зимней вентиляции ульев. Из записок сельского грамотея.
При зимовке пасеки «на воле» закономерно первым встает вопрос: как оградить любимых пчелок от зимних морозов? Поиск ответа закономерно сопровождается несколькими стадиями познания потребностей зимующих на воле пчелосемей в термоизолирующих свойствах улья и его зимней вентиляции. Нулевой «дан» в познании обычно связан с переносом на пчел человеческого отношения к температуре и влажности окружающей среды: зимой нужен теплый дом для сохранения тепла, летом -раздеться для отвода излишнего тепла. Для пчел это выражается в стремлении максимально утеплить улей зимой. Элементарные познания о выработке пчелами водяных паров в процессе переработки меда в тепловую энергию порождает инстинктивное желание устроить вентиляцию зимующего улья с пчелами для того, чтобы зимнему клубу пчел было сухо на протяжении всей полугодовой зимовки. С накоплением практического опыта зимовки на открытом воздухе довольно быстро нулевой переходит в первый «дан» познания теплотехники пчелиной семьи: в зимующем клубе: роль зимней «шубы» выполняет не стенки улья, а корка клуба пчел, препятствующая выходу наружу тепла, окружающего пчелиную матку в центре клуба. На стадии первого дана обычно также приходит понимание того, что водяные пары выходящие из клуба пчел могут внести существенный вклад в дополнительный обогрев клуба, если до выхода их из улья смогут сконденсироваться в жидкую фазу с выделением тепла. К тому же возникающая в улье влага становится единственно доступным источником воды в период, когда надо уже поить расплод, а на улице еще слишком холодно для полета. На эйфории первого дана рождаются идеи «холодной зимовки», когда стенки улья изготавливаются с минимально термоизолирующими свойствами. Для перехода на третий дан уже обычно недостаточно умозрительных заключений, основанных на природной смекалке пчеловода, и требуется проведение количественных измерений температуры и влажности внутри/снаружи улья с пчелами.
В 2019г. я созрел для перехода на третий уровень познания и установил в своем контрольном улье комплект датчиков температуры и относительной влажности снаружи/внутри улья с фиксацией показаний каждые 10 минут. О характеристиках датчиков и процессе их установки можно посмотреть здесь https://paseka-senino.ru/estestvennoe_pchelovodstvo/2019/06/18/96/show
Удивительное - рядом и оно – разрешено. Это стало заметно в результате обработки массива данных за первые 8 месяцев наблюдений. Между прочим, для подготовки измерений к анализу пришлось вручную просмотреть и очистить от шума более 70000 записей. На графике 1 фиолетовая линия отражает моментную температуру, измеренную датчиком, расположенным на рамке под холстиком над центром пчелиного гнезда. Эта линия показывает состояние пчелиной семьи (выше 30Со – в семье есть открытый расплод, ниже 12Со – семья в зимнем клубе). Зеленая линия – разность температур внутри/снаружи улья. Очевидно, чем больше разность температур, тем большее значение приобретает термоизоляция стенок улья в сохранении энергии пчелиной семьи, затрачиваемой на поддержание необходимой температуры гнезда. По данным измерений получается, что «теплый» улей для пчел гораздо важнее летом (разность температур 15-20 Со), чем зимой (разность температур 5-10Со) из-за 1) потребности пчелосемьи в более высокой температуры в период выращивания расплода (+33Со) и 2) высокой термоизолирующей способности корки зимнего клуба зимой. При этом следует учитывать, что данный вывод касается условий средней полосы России при летней температуре не более +25Со и зимней температуре выше -15Со. При более низких зимних температурах термоизолирующих свойств корки клуба становится недостаточно и, как показывают колориметрические исследования при -40Со максимально возможной теплотворной способности зимнего клуба (30вт) становится критически мало для поддержания требуемой температуры внутри клуба - пчелосемья замерзает.
На графике 2 на фоне изменения температуры над гнездом внутри улья (фиолетовая линия) показана динамика разности относительной влажности воздуха снаружи/внутри улья (голубая линия). И здесь, вопреки «здравому обывательскому смыслу» мы видим, что зимой воздух внутри улья существенно суше, чем летом. При относительной влажности наружнего воздуха 80-90% на выходе из зимнего клуба относительная влажность воздуха снижается до 50-60%. Сперва я было подумал, что зимний клуб осушает воздух, извлекая влагу на свои нужды. Но сравнение абсолютной влажности (содержаниие в воздухе массы водяного пара) показывает, что при нагреве воздуха в клубе на 5-10 Со одна и та же масса водяного пара соответствует относительной влажности соответственно 90% и 60%. Другими словами, в зимний период жизни пчелосемьи вентиляция улья не только бесполезна, но и вредна, так как согретый клубом зимний воздух всего на 5-10Со полностью устраняет риски конденсации водяных паров. В этих условиях вентиляция улья ведет только к росту теплопотерь пчелиного гнезда и увеличению расхода кормов. Здесь «настоящие» пчеловоды станут приводить пример мокрых подушек утепления и заплесневевших от сырости сот, обнаруженных ими во время весенней ревизии пчел. Возьму на себя смелость предположить, что 1) лишняя влага появляется не зимой, а ранней весной, когда в гнезде появляется открытый расплод и температура в гнезде вынуждено поднимается до +35Со, разность температур достигает 30-40Со, пчелы начинают интенсивно потреблять мед и выделять воду дополнительно к водяному пару , содержащемуся в наружнем воздухе, 2) намокшая подушка и заплесневелые соты расположены за пределами пчелиного гнезда, где температура резко падает и пар конденсируется в воду. Для предотвращения такого конденсата я бы порекомендовал бы отказаться от утеплительной подушки (влагопоглотителя) и следить за компактным размером зимнего гнезда, отделяя пустые соты от зимующего клуба влагонепроницаемой перегородкой. Впрочем проверить справедливость моих рекомендаций еще предстоит в ходе измерений температуры и влажности в марте-мае 2020. Следите за публикациями. Интересно, что нового сможет открыть четвертый дан?