Текст книги "Использование электричества в подсобном хозяйстве"

Илья Мельников
Использование электричества в хозяйстве

Использование электричества выходит далеко за рамки освещения и обогрева дома. В подсобном хозяйстве применяются самые разнообразные установки, использующие электроэнергию.

Например, совместное применение с химическими средствами (светоловушки) дает максимальный эффект для борьбы с насекомыми – вредителями садов и огородов.

Простейшее приспособление для улавливания насекомых, летающих в ночное время, состоит из противня или корыта с водой с размещенной над ними лампой накаливания. В воду добавляют керосин или ядовитые вещества. Насекомые летят на свет (отражение лампы в воде) и гибнут. Мощность лампы в отражателе 60–100 Вт. Для привлечения насекомых с большой площади сада или огорода вблизи от ловушки на высоте 6 м можно установить электролампу 25 Вт.

Другой тип светоловушки: электрическая лампа устанавливается у раструба с небольшим вентилятором, который засасывает насекомых, летящих на свет лампы, в марлевый мешок.

Весьма перспективно использовать высоковольтные истребители насекомых совместно с источником света. Этот аппарат представляет собой сетку из параллельных проволок (стальных или латунных) диаметром 1,5–2 мм, расположенных друг от друга в 8–9 мм и хорошо изолированных одна от другой. К проволокам (через одну) подводится напряжение 2–2,5 кВ от повысительного трансформатора небольшой мощности. Насекомое, летящее на свет через сетку, попадает под напряжение между двумя соседними проволоками и гибнет. Ток короткого замыкания (не должен превышать 20 мА) в этой обмотке ограничивается магнитным шунтом.

Такие сетки могут быть эффективно использованы и в дневное время при установке их на окнах животноводческого помещения или у приманки с сильным запахом, привлекающим насекомых.

Изготавливать и устанавливать высоковольтные истребители, а также следить за их состоянием следует квалифицированным электрикам. При установке сеток на доступной для касания высоте их необходимо ограждать деревянными или металлическими решетками. Особенно тщательно должен быть изготовлен и налажен трансформатор. Ток короткого замыкания трансформатора снижают до 20 мА подбором магнитного шунта из пластин трансформаторного железа, устанавливая его между стержнями трансформатора, на которых раздельно располагаются первичная сетевая обмотка и вторичная высоковольтная (ВН).

Использование электрического освещения в птичниках для удлинения светового дня. В короткие дни осенне-зимнего периода яйценоскость птицы значительно уменьшается вследствие снижения их жизнедеятельности. Для увеличения яйценоскости применяют добавочное электрическое освещение. Добавочное электрическое освещение в птичниках рекомендуется использовать с октября до марта, включая его с 5–6 ч утра до полного рассвета и с наступлением сумерек до 20–21 ч. В случае применения для этой цели ламп накаливания рекомендуется следующая норма расхода мощности: 4–5 Вт на 1 м² пола птичника. Лампы выбирают мощностью 60–100 Вт, высота подвеса – 2 м, расстояние между лампами – 3 м. При номинальных условиях расход в среднем на курицу составляет 1,3–1,5 кВт-ч в год. Годовая яйценоскость кур повышается на 15–20 %.

Выключать лампы на ночь следует постепенно, чтобы дать птицам время разместиться на насестах. Для этой цели пользуются следующими способами:

● выключение cвeтa «миганием», т. е. периодическим включением и выключением, пока куры не расположатся на насестах. Недостаток этого способа в том, что контакты выключателя быстро изнашиваются и сокращается срок службы ламп;

● выключают сначала часть ламп (50–70 %) на некоторое время, а затем остальные, когда куры разместятся на своих местах.

Эта наиболее простая схема управления дополнительным освещением в птичниках может быть автоматизирована при помощи программного реле управления светом. Реле включает свет двумя степенями, оно позволяет также задавать продолжительность освещения в сутки с учетом возраста птицы.

Дополнительное освещение в теплицах и оранжереях. В жизни растений свет играет большую роль. При его участии протекает процесс фотосинтеза – накопление углеводов. В зимний период, когда солнце не дает достаточного по интенсивности и продолжительности освещения, в теплицах и оранжереях естественное освещение можно заменить искусственным. Лучшие результаты достигаются в том случае, когда источник света, подобранный по интенсивности и по спектральному составу, наиболее полно удовлетворяет потребности данного растения. Для выращивания рассады огурцов и томатов наиболее подходящая освещенность 9–10 тыс. лк, для взрослых растений освещенность должна быть не менее 8 тыс. лк.

Для освещения растений можно использовать лампы типа ДНаТ – натриевые высокого давления.

При соблюдении требуемого светового и температурного режимов сроки выращивания рассады в зимние месяцы сокращаются вдвое.

Установки для обогрева теплиц и парников

Теплицы и парники для выращивания ранних овощей и рассады требуют обогрева, без которого сроки посева семян и высадки рассады отодвигаются на более поздние сроки. Для обогрева используют специальный нагревательный кабель или провод в изоляционной оболочке.

Нагревательный провод повышенной надежности ПНВСВ, предназначенный для обогрева почвы и воздуха в рассадных культивационных сооружениях, представляет собой токопроводящую жилу, выполненную из стальной оцинкованной проволоки, изолированной поливинилхлоридным пластикатом и лавсановой или фторопластовой пленкой. Сверху он имеет защитную оболочку из поливинилхлоридного пластиката.

Провод устойчив к воздействию солнечной радиации, проникающей через пленочное или стеклянное ограждение, к действию воды и раствора минеральных удобрений. При понижении температуры окружающей среды до −50 °С качество изоляции провода не снижается. Диаметр токоведущей жилы провода 0,6 мм, наружный диаметр 4,5 мм. Допустимая температура поверхности оболочки не более 80 °С, масса 30 г/м. Срок службы 20 лет.

Провод можно монтировать при температуре окружающего воздуха не ниже −10 °С, радиус его изгиба должен быть не менее 20 мм. При укладке участки провода не должны касаться один другого, расстояние между проводами должно быть не менее 50 мм.

Для подводки питания рекомендуется использовать гибкий медный провод ПГВ или кабель сечением 1–1,5 мм² длиной 500–1000 мм.

Токоведущую жилу ПНВСВ соединяют с медной жилой ПГВ пайкой, места которой герметично изолируют полиэтиленовой трубкой.

Электронагреватель почвы ЭП. Используется для дополнительного обогрева почвы в парниках и теплицах на солнечном обогреве. Он состоит из одного или двух нагревательных элементов, соединенных параллельно.

Нагревательный элемент представляет собой кабель КНН 1×0,63 с теплостойкой изоляцией и металлическим экраном. Для подключения нагревателя к электрической сети используют провод длиной 12 м, который соединяют с нагревательными элементами при помощи специальной герметичной коробки. Электробезопасность нагревателя обеспечивается применением устройства защитного отключения типа УЗО-В.

Необходимо учитывать, что проводить какие-либо работы, связанные с обработкой почвы и уходом за растениями при включенном нагревательном устройстве категорически запрещается. Теплицу, работающую с электрообогревом, необходимо запирать на замок, а на дверях теплицы следует повесить табличку «Под напряжением. Опасно для жизни!»

Парник с автоматическим поливом и электрообогревом типа ПП-1. Представляет собой сборно-разборную конструкцию с пленочным ограждением. Система электрообогрева включает в себя нагревательные элементы, собранные в две гирлянды по десять элементов в каждой, энергоблок с трансформатором ОСМ-10 и автоматическим выключателем АК-63-2МГ, электрический кабель. Нагревательные элементы питаются от энергоблока через трансформатор напряжением 36 В.

Система автоматического полива состоит из бака для воды вместимостью 100 л, ковша-дозатора, распределительной емкости и трубок-питателей. Суточный расход воды 6–10 л. Общая полезная площадь парника 5,5 м², мощность нагревательных элементов 800 Вт, напряжение питающей сети 220 В. Габаритные размеры, м: длина 5, ширина 1,2 и высота 0,8. Масса каркаса с пленкой 19,5 кг.

Рис. 1. Парник типа ПП-1:

1 – каркас; 2 – пленка; 3 – распределительная емкость; 4 – энергоблок; 5 – нагревательные элементы

Монтаж электропроводки в гаражах и мастерских

Гараж среди хозяйственных построек занимает особое место. По правилам пожарной безопасности (ППБ-08-85) в гараже нельзя заправлять автомобиль, проводить ремонтные работы, связанные с промывкой деталей керосином или бензином, окраской или подкраской автомобиля, нельзя хранить запас бензина в объеме более 20 л и др.

Предохранители и выключатели осветительных цепей устанавливают во взрывобезопасном помещении или на улице. Проходы кабелей через cтену могут выполняться через отрезки труб с уплотнением волокнистым заполнителем. Если ввод электропитания произведен кабелем, проложенным в трубе, герметизацию осуществляют при помощи трубного сальника.

Рис. 2. Ввод кабеля во взрывоопасное помещение через стену:

1 – кабель, 2 – труба, 3 – уплотнение с волокнистым заполнителем

Обратим внимание на следующее. Взрывобезопасные светильники значительно больше размер, чем обычные, и не приспособлены для установки в гаражах, потолки в которых, как правило, не превышают 2,5 м. Однако можно избежать применения взрывобезопасных светильников следующим способом. Для освещения внутреннего пространства гаража можно использовать светильники, установленные с наружной стороны перед неоткрывающимися фрамугами с двойным остеклением. При одинарном остеклении фрамуг светильники должны иметь защитные стекла или стеклянные колпаки.

Светильники могут быть расположены в нишах стен с двойным остеклением и вентиляцией ниш наружным воздухом. В этих случаях допускается выполнять освещение светильниками без средств взрывозащиты, т.е. общего назначения.

Поскольку во взрывоопасных зонах применение переносных светильников следует ограничить, освещенность гаража целесообразно сделать такой, как в жилых помещениях – 12–16 Вт на 1 м².

Для питания переносных электроприемников следует использовать гибкий провод с медными жилами с резиновой изоляцией в резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горение. Использование проводов или кабелей с полиэтиленовой изоляцией или оболочкой запрещается.

Освещение всех типов металлических гаражей, имеющих токопроводящие стены и полы, допускается стационарно установленными светильниками закрытого исполнения напряжением до 42 В и переносными светильниками – до 12 В.

В гаражах должны применяться светильники только заводского изготовления.

Зануление в осветительных сетях осуществляют нулевым защитным проводником, проложенным в общих оболочках совместно с фазными проводниками.

Если помещение неотапливаемой мастерской отделено от гаража, являющегося взрывоопасным помещением класса В-la, стеной без проемов, то оно является взрыво– и пожаробезопасным помещением. Для питания электропотребителей, расположенных в блоке хозяйственных построек, прокладывается воздушная или кабельная линия и устраивается ввод в помещение мастерской. В мастерской монтируют щит, на котором размещают пусковую и защитную аппаратуру, обслуживающую гараж, мастерскую, другие хозяйственные постройки, включая помещения для скота или птицы.

Расположение пусковой и защитной аппаратуры гаража и других хозяйственных помещений в мастерской дает возможность избежать более сложных вариантов электроснабжения построек хозяйственного комплекса. Кроме того, сосредоточение пусковой аппаратуры на одном щитке для всего блока хозяйственных построек не создает затруднений при эксплуатации. Если ночью необходимо посетить гараж или другое помещение, на щите, расположенном в доме, включают автоматический выключатель. Открывают мастерскую и на щите мастерской соответствующими выключателями включают нужное освещение.

Блок хозяйственных построек выполняется из кирпича и имеет толщину стен 25 см. Освещение гаража осуществляют светильниками, установленными в нишах стен перед остекленными фрамугами. Предположим, что общая мощность светильников составляет 350 Вт (7 ламп по 50 Вт) и переносной лампы мощностью 25 Вт на напряжение 12 В.

Аппараты включения и защиты осветительной сети гаража, понижающий трансформатор, аппарат защиты и включения переносной лампы устанавливают на щите, расположенном в мастерской на любой из стен, за исключением стены, являющейся общей с гаражом.

Оборудование для водоснабжения

Водоснабжение подсобного хозяйства и сельского дома можно организовать различными способами: подключением дома к поселковой водопроводной сети, если она есть; организацией водозабора из местных поверхностных вод рек, озер или подземных родников ключей, колодцев, шахтных или трубчатых артезианских источников.

Во всех случаях исходными данными при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения служат нормы расхода воды, которые зависят от уровня благоустройства дома и наличия подсобного хозяйства. Предпочтение следует отдавать подземным источникам.

В сельской местности главным источником водоснабжения остаются колодцы, воду из которых добывают центробежными, вихревыми, ротационными, водоструйными, вибрационными и поршневыми насосами. Поверхностные центробежные насосы забирают воду с глубины до 7 м и поднимают на высоту до 20 м. Насосы устанавливают как в колодцах, так и на открытых площадках, но чаще в простейших закрытых сооружениях.

В центробежном насосе рабочее колесо соединено с валом электродвигателя и заключено в корпус в виде улитки. К приемному и нагнетательному отверстиям корпуса прикреплены всасывающий и напорный трубопроводы. При вращении рабочего колеса вода, заполняющая насос, нагнетается из корпуса в напорный трубопровод и подается в резервуар или к потребителю. Во время вращения рабочего колеса во всасывающем патрубке насоса создается вакуум, за счет которого вода непрерывно поступает в трубопровод.

Центробежные насосы могут работать только в том случае, если рабочее колесо и всасывающий трубопровод заполнены водой. Поэтому, чтобы удержать воду внутри насоса при его остановке, на конце всасывающего трубопровода монтируется приемное устройство с обратным клапаном. Если насос запускают впервые, то в его корпус предварительно заливают воду.

Корпуса насосов необходимо заземлять, для чего их снабжают трехжильным шнуром и электрическим соединителем с заземляющим контактом.

В подсобных хозяйствах применяют различные малогабаритные центробежные электронасосы. В большинстве случаев это изделия отечественного производства, хотя можно купить насосы, предлагаемые западными фирмами.

Из отечественных центробежных насосов выделим бытовой центробежный моноблочный погружной электронасос ЦМВБ-1,6-15. Он предназначен для подачи воды из открытых водоемов, цистерн, баков, колодцев и скважин диаметром более 100 мм. Благодаря двойной изоляции электродвигателя, этот насос работает практически безотказно.

Самовсасывающие центробежные вихревые насосы 1СЦВ-1,5М, ВС-1,8/18, «Оазис-1» применяют только для подачи чистой воды из колодцев, скважин и открытых водоемов. Самовсасывание обеспечивается тем, что всасывающий (диаметр 25 мм) и напорные (диаметр 19 мм) патрубки расположены выше оси насоса, поэтому его рабочая полость всегда заполнена водой. Для включения насоса в работу после остановки заливать водой его не надо.

Принцип действия объемно-инерционных насосов основан на использовании колебаний, передаваемых клапану-плавнику. Электромагнитные (вибрационные) насосы не имеют трущихся поверхностей, вращающихся деталей и не требуют смазывания. К ним относятся широко известные насосы «Малыш», «Малютка», «Родничок», «Струмок», «Риони», НЭБ-1/20.

Электромагнитный бытовой насос «Малыш» предназначен для подъема пресной воды из колодцев и трубчатых скважин с внутренним диаметром более 100 мм с глубины до 40 м. Температура перекачиваемой воды должна быть не более 35 °С. При работе насос должен быть полностью погружен в воду, не соприкасаясь при этом со стенками и дном колодца

Насос НЭБ-1/20 можно использовать для подъема воды из скважин диаметром не менее 200 мм, а также из любых естественных и искусственных водоемов.

Рис. 3. Установка электронасоса типа «Малыш»:

а – в колодце; б – в обсадной трубе; 1 – насос; 2 – связка провода со шлангом; 3 –4 – капроновая и пружинная (из резины) подвески; 5 – провод; 6 – шланг; 7 – перекладина, 8 – вилка; 9 – защитное кольцо; 10 – обсадная труба

Электромагнитные включают в работу сразу же после их погружения, без предварительной заливки водой.

Перемещать или поднимать насос можно только после отключения его от электросети. Режим работы вибрационных насосов длительный. Однако время непрерывной работы не должно превышать 2 ч с последующим отключением на 15–20 мин. Пользоваться насосом следует не более 12 ч в сутки.

Познакомимся и с водоподъемными установками. С помощью установок типа ВУ-1,5-19 и ВУ-45 можно полностью автоматизировать систему водоснабжения потребителей с суточным водопотреблением до 10 м³. В комплект установки ВУ-1,5-19 входит насос «Агидель», в комплект установки ВУ-45 – вибрационный насос «Малыш».

Водоподъемные установки, включающие в себя двухкамерный гидроаккумулятор, блок автоматики, работают следующим образом. Напряжение подается на блок управления. При включении выключателя насос приводится в действие и вода направляется к потребителю. Если расход прекратится или станет меньше подачи насоса, то вода начнет поступать в нижнюю камеру гидроаккумулятора.

Рис. 4. Водоподъемная установка:

а, б – установки с насосами разных типов; в – гидроаккумулятор с блоком управления; I – узел соединения воздушной и жидкостной камер гидроаккумулятора с диафрагмой; 1 – насос; 2 – гидроаккумулятор; 3 – блок управления; 4 – датчик реле давления; 5 – вентиль для накачки воздуха; 6 – вентиль разводящей сети диаметром 25 мм; 7 – тройник диаметром 25 мм; 8 – водоподводящий патрубок; 9, 10 – воздушные камеры; 11 – диафрагма

Наполняя гидроаккумулятор, вода сжимает воздушную камеру, давление в системе растет, и как только достигнет заданного значения, реле отключит насос. При возобновлении водопотребления вода в трубопроводную сеть будет подаваться из гидроаккумулятора под давлением сжатого воздуха. Постепенно давление в гидроаккумуляторе упадет, и когда оно достигнет нижнего значения настройки, реле включит насос в работу.

Альтернативные источники электроэнергии

Ветрогенераторы

Еще совсем недавно ветрогенераторы вырабатывали в развитых странах не более 1 % электроэнергии. В настоящее время на их долю электричества, приходится до 4 % от всей производимой энергии.

Современный ветрогенератор (практически каждый) комплектуется системой ориентации, которая сама поворачивает винт по направлению к ветру. Чтобы повысить эффективность аппаратуры, можно приобрести так называемое роторное («парусное») устройство, в котором роль лопастей выполняет кусок полой трубы, способный вращаться даже при самом слабом ветре и вне зависимости от его направления.

Отечественные производители «электромельниц» практически не уступают зарубежным по основным параметрам (техническим данным, гарантийному сроку и надежности) – так утверждают специалисты АО «Новые и возобновляемые источники энергии», занимающиеся реализацией ветрогенераторов. Экономия составит примерно 30 %.

В РФ ветрогенераторы мощностью до 30 кВт делают под заказ. Такой «ветряк» способен круглосуточно отапливать и обеспечивать электроэнергией жилой комплекс из 6–7 загородных вилл. Кроме того, российские схемы преобразования постоянного тока (на выходе) в переменный (на нагрузку) тока значительно проще зарубежных. Во всех случаях первый критерий, которого следует придерживаться при выборе генератора, – его мощность. Можно ориентироваться на такое соотношение: нагрузочная мощность источника питания 3 кВт обеспечивает теплом и светом помещения общей площадью 300 кв. м².

При установке ветрогенератора на загородном участке потребуется помощь специалистов для сбора информации о климатических и ландшафтных характеристиках местности. Ветрогенератор должен располагаться на голой возвышенности с учетом розы ветров конкретного региона.

Солнечные батареи и тепловые коллекторы

Для безветренных районов и погоды больше подходят солнечные батареи, которые устанавливают на скатах крыши. Конструкция их представляет набор пластин, изготовленных из легированного кремния, похожего на затемненное стекло. Этот материал обладает свойством вырабатывать ток из светового потока (на этой основе функционируют многие карманные и настольные калькуляторы). При ярком солнце коэффициент полезного действия солнечных батарей составляет примерно 15 %. На практике это означает, что для энергоснабжения средней виллы в мороз и солнце достаточно иметь на крыше 10 батарей общей площадью 10 кв. м. В паре с ветрогенератором система сполна обеспечит теплом и электричеством особняк.

Иногда солнечными батареями называют солнечные тепловые коллекторы. При этом на крыше дома устанавливается громоздкая композиция из труб, баков и шлангов, выкрашенных в черный цвет, который эффективно поглощает тепло. В солнечную погоду при нулевой температуре вода в расходных резервуарах может нагреваться до 70 °С. Чем больше объем накопителя, тем выше температура в кранах и батареях квартиры, тем дольше аккумулирующий эффект.

Однако аккумулирование энергии – вопрос актуальный. Любой прибор электропитания, в том числе ветрогенератор и солнечная батарея, уязвим по определению. Обрыв проводов, авария на ТЭЦ или в поселковой котельной, заклинивание ротора мельницы, безветрие, многодневное отсутствие открытого солнца – и мы остаемся беспомощными. Выручить может аккумулятор, но не такой, как в автомобиле. Если автомобиль комплектуется батареями емкостью 55–60 А/ч, то стационарные аккумуляторы, используемые в загородных домах, обладают емкостью до 1 тыс. А/ч. Весит один такой аккумулятор около 70 кг, а чтобы обеспечить дом жилой площадью 300 м² в течение трех суток бесперебойным электропитанием, необходимо как минимум 60 таких батарей.

В Европе пользуются в основном продукцией группы Hawker. Мало уступают зарубежным в качестве аккумуляторы питерского завода «Электротяга», Курского и Тюменского аккумуляторных заводов.