Realizzazione di una scatola termica
Di seguito illustro come ho realizzato la mia scatola termica, mettendo in evidenza il perché di alcune misure.
Idea base è che per uniformare la temperatura all'interno della scatola, ed in particolare negli interstizi tra due favi, sia necessario dotare la scatola di una ventola che provveda a mescolare in continuazione l'aria all'interno. Inoltre visto che non si può rischiare di avere temperature troppo elevate in alcuni punti, in particolare vicino alla resistenza elettrica di riscaldamento, è necessario allontanare la resistenza dalla zona in cui sono contenuti i favi di cera, e controllare con precisione la temperatura dell'aria che viene immessa nel reparto contenente i favi. Quindi in una scatola termica (secondo la mia idea), bisogna localizzare due diverse funzioni: riscaldamento dell'aria e volume di contenimento dei favi con covata. Misurando la temperatura all'uscita dal reparto di riscaldamento ho la massima sicurezza che in nessun punto della scatola la temperatura possa salire sopra il valore impostato. Viceversa se la ventilazione è sufficiente, in un tempo opportuno tutto il volume contenente la covata raggiungerà la stessa temperatura. Tecnicamente questa soluzione è ottimale perché si ottengono due diversi locali: il locale di riscaldamento con bassissima inerzia termica (basta un frazione di secondo perché la resistenza si accenda o spenga e cambi la temperatura dell'aria in uscita da questo locale) mentre il vano di contenimento, essendo molto più grosso e contenendo molti Kg di cera, miele e covata, avrà una elevata inerzia termica.
Di seguito grafico quotato della mia ultima versione di scatola termica:
figura 1
Tutte le misure sono espresse in cm. La struttura illustrata l'ho realizzata con profili a L di 20x20mm in ferro, usando una comune saldatrice ad elettrodo. Le pareti, non illustrate, le ho realizzate con semplice polistirolo espanso da 1cm, usato doppio, ed incollato con apposite colle cementanti che sono completamente inodore e atossiche. La parte più grossa della struttura è quella destinata al contenimento dei favi di covata, mentre la piccola cassetta a destra contiene la parte elettrica/elettronica di controllo e riscaldamento. È asportabile in modo da poter lasciare in apiario la macchina senza aver paura di danni alla parte elettrica. I diversi colori servono solo a migliorare la comprensione della struttura. Le due linee gialle indicano gli appoggi per i favi di covata, che restano appesi lontano dalle pareti della scatola termica, come illustrato nella seguente immagine:
figura 2
La prima versione della mia macchina aveva infatti uno spazio molto limitato tra favi e pareti esterne e questo determinava una grande diversità di temperature tra punti diversi di uno stesso telaino, proprio perché non riusciva a passare aria a sufficienza. La grande distanza dal fondo è indispensabile nella mia macchina che, essendo molto lunga, ha richiesto l'utilizzo di una grossa ventola centrifuga che produce un fortissimo getto d'aria calda. Se i telaini fossero in questo getto, i primi rischierebbero di essere rovinati, mentre agli ultimi non arriverebbe aria calda.
La parte contenente la ventola e l'elettronica di controllo, comunica con il volume base solo tramite due fori: uno in alto per risucchiare dal volume base l'aria fredda e un foro in basso da cui esce l'aria calda spinta dalla ventola. Tra i due fori è presente una resistenza elettrica in steatite da 900W per stufe elettriche.
figura 3
In conclusione quindi il flusso dell'aria segue il seguente percorso
figura 4
dove il colore delle frecce sta ad indicare l'aria fredda e quella calda. La mia macchina lavora in totale ricircolo dell'aria interna, senza cioè ingresso dall'esterno di aria nuova.
La foto seguente è un dettaglio del sensore di temperatura che è posizionato proprio nel flusso d'aria calda uscita dal locale di riscaldamento. In questo modo, come già spiegato, si evita ogni possibile sovra temperatura.
figura 5
Il pannello superiore le modulo di riscaldamento contiene anche le manopole di controllo. Il controllo è per ora molto semplice. Due manopole permettono di impostare due diverse temperature ed un deviatore permette di scegliere quale temperatura applicare. Questo serve ad avere due temperature diverse: una per la fase di preparazione dei favi da termotrattare (35°C di solito) e una temperatura superiore per il termotrattamento vero e proprio (42-43°C). Una schiera di led indica la temperatura attualmente presente al sensore.
Il controllo della temperatura è la parte che secondo me ha il maggior margine di modifiche possibili. Infatti forse sarebbe il caso di dotarlo di programmi di funzionamento automatici per il riscaldamento e per il raffreddamento finale. Infatti attualmente quando imposto la temperatura di regime, questa viene raggiunta in un paio di minuti mentre la cera dei favi impiega molto più tempo per raggiungere la temperatura dell'aria in cui è immessa (bisogna infatti sempre ricordarsi che noi con una macchina simile scaldiamo l'aria e indirettamente i favi!!). Quindi forse per evitare sbalzi termici (e questo per larve ancora non opercolate forse è molto utile, sarebbe il caso di aumentare gradualmente la temperatura, ad esempio di 0.1-02°C al minuto, in modo da passare dai 35°C ai 42-43°C in quasi un'ora, seguendo cioè la curva di riscaldamento della cera.
L'ultima immagine è una vista di insieme della sezione asportabile della macchina termica, mentre della base fissa in apiario al momento non dispongo immagini.
In questa scheda non ho illustrato la mia procedura per ottenere un livello basso di umidità all'interno della scatola termica. Questo perché ne ho già provati diversi senza aver ancora trovato il migliore. Nella fase di introduzione dei favi nella scatola termica, li inumidisco con un normale vaporizzatore. Al fondo della scatola termica lascio un contenitore contenente un paio di litri d'acqua. Ma sto pensando ad un sistema di umidificazione semplice e migliore: ad un semplice secchio con un tubo che goccioli all'interno, oppure ad uno straccio che abbia un capo immerso in acqua all'esterno della scatola e una grande superficie di evaporazione all'interno....
Dati tecnici:
Stefano Martinetto
febbraio 2001
