Традиционный метод сбора кленового сока заключался в том, чтобы просверлить отверстие в клене ранней весной, вставить в отверстие кран и повесить на кран ведро. Затем вы собираете сок из ведер и переносите его в испаритель для обработки. Я использую этот метод десятилетиями. Это низкотехнологично, просто и эффективно. Перенос всего этого сока - это также тонна работы и тяжелая работа для вашего тела, если у вас много кранов. В этом году в северном Висконсине это было бы невозможно из-за сильного снежного покрова на земле. Последние пару лет я размышлял, как установить трубопровод диаметром 3/16 дюйма. Проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что мои клены находятся на ровной земле в удаленном месте, вдали от источников питания. Для трубопроводных систем диаметром 3/16 дюйма с гравитационной подачей требуется падение 50-60 футов от первого крана в линии до точки сбора для создания максимального вакуума, а у меня всего 6-8 футов. Один из способов обойти это - использовать вакуумный насос. но у меня нет доступа к электричеству, чтобы запустить коммерческий вакуумный насос для кленового сока. Кроме того, коммерческие вакуумные насосы для кленового сока большие, дорогие и сложные - они предназначены для крупных операций с протяженными трубопроводами и тысячами кранов. Мне нужна была недорогая, экологически чистая 12-вольтовая система, которую я мог бы питать от солнечных батарей, которая обслуживала бы пару сотен ответвлений. Откройте для себя насосы Shurflo и вдохновение от Spruce Creek Farms в Онтарио, Канада. Эти насосы на 12 В предназначены для использования в жилых автофургонах и лодках. Это диафрагменные насосы, которые обладают двумя характеристиками, которые делают их идеальными для этого применения: они могут работать всухую, не повреждая насос, и они могут справляться с замораживанием и оттаиванием, которые являются неотъемлемой частью производства кленового сока. Сейчас я построил такую систему для получения кленового сока с вакуумным насосом на солнечной энергии, и она отлично работает. В этом руководстве рассказывается, как воспроизвести мою систему с вакуумным насосом.
Меньший насос Shurflo 4008 (3 галлона / мин), показанный в этой инструкции, будет обслуживать около 200 кранов и в приличный год должен производить достаточно сока, чтобы произвести где-то от 50 до 100 галлонов кленового сиропа. Более крупный насос Shurflo 4048 (4 галлона / мин), показанный в прилагаемом видео, рассчитан на 300+ кранов. В дополнение к вакуумной системе вам нужно будет приобрести трубки диаметром 3/16 дюйма, краны, тройники и стыки для установки вашего трубопровода - у меня есть около 5000 футов трубопровода диаметром 3/16 дюйма с 240 кранами, натянутыми на около 6 акров клены. Как правило, с трубкой 3/16 дюйма вам предлагают ограничить количество ответвлений на каждой линии до 25. Я читал, что вы можете превысить это число, и у меня есть несколько линий с 30-32 ответвлениями, которые, похоже, работают нормально. Кроме того, вам понадобится центральный сборный резервуар (я использую стандартный резервуар на 144 галлона) и какое-то транспортное средство и транспортный резервуар, чтобы доставить сок в испаритель.
Шаг 1. Вот список компонентов, поставщиков и примерная стоимость:
В прикрепленном файле pdf содержится полный список компонентов, поставщиков и стоимости. Я не имею особого отношения к упомянутым поставщикам, просто они были теми, кого я использовал. Компоненты могут быть доступны у других поставщиков по другой цене. Общая стоимость системы составила чуть более 260 долларов.
Шаг 2: насосная коробка
Блок насоса предназначен для размещения вакуумной системы и защиты ее от атмосферных воздействий.
Просверлите полдюжины ¾ дренажных отверстий в нижней части пластиковой емкости объемом 50 галлонов, чтобы обеспечить дренаж любого конденсата или утечек.
Прикрутите направляющие 2X4 к нижней части фанеры. Это поднимет фанеру над нижней частью корпуса насоса. Прикрутите батарейный отсек к одному концу фанеры с помощью пары винтов с полукруглой головкой ¾. На этом вы закончили с насосной коробкой. После того, как вы соберете систему, вам нужно будет просверлить несколько отверстий сбоку, чтобы позволить трубке 3/16 дюйма входить от деревьев, а шланги ½ дюйма - в сборный резервуар от вашего насоса и байпаса. Вы просверлите еще одно отверстие диаметром 1 дюйм напротив контроллера заряда солнечной батареи, чтобы подвести провод, проводящий мощность от ваших солнечных панелей.
Шаг 3: Сантехника
Соберите насос, сетчатый фильтр, байпасный клапан, фитинги и звездообразные фитинги. Используйте тефлоновую ленту, чтобы закрыть все соединения.
Единственные звездообразные фитинги, которые я смог найти, были 5/16, поэтому пришлось добавить несколько переходников, чтобы перейти от 5/16 к 3/16 моего трубопровода. (Если вы можете найти фитинги 3/16 звезды, этот шаг не требуется). Отрежьте девять частей по 4 дюйма длиной 5/16 дюйма. Вставьте переходник от 5/16 до 3/16 дюйма в один конец каждой части трубки. Нагревание конца трубки в чашке с горячей водой облегчает эту задачу. Присоедините каждую трубку к звездообразным фитингам. К фанере прикручиваем насос и прикрепляем сантехнику. Я использовал небольшой деревянный брусок, чтобы поддержать трубу под звездообразными фитингами.
Шаг 4: Электрооборудование
Прикрутите шину к фанере рядом с насосом. Маркером отметьте положительную и отрицательную стороны шины.
Прикрутите небольшой деревянный брусок размером 1,5 на 1,5 на 2,5 дюйма к фанере рядом с шиной. К этому блоку вы прикрепите терморегулятор с помощью стяжки. Прикрутите контроллер заряда солнечной батареи и реле к фанере рядом с аккумуляторным ящиком. Прикрутите распределительную коробку главного выключателя к фанере.
Проводка
Используйте провод 10 калибра для всех соединений между батареей, контроллером заряда солнечной батареи, реле, шиной, главным выключателем и насосом. Используйте провод 12-го калибра между регулятором температуры, реле и шиной.
Предохранитель и главный выключатель
Назначение предохранителя и главного выключателя - защитить схему и обеспечить возможность включения и выключения всей системы.
Обожмите небольшой кольцевой фитинг на конце провода держателя предохранителя и прикрепите его к положительной шине. В зависимости от размера насоса в патрон вставляется автомобильный лопаточный предохранитель на 10 или 15 ампер. С помощью обжимного фитинга встык прикрепите кусок красного провода 10 калибра длиной 1 фут к держателю предохранителя, проложите его в распределительную коробку и прикрепите к одной клемме выключателя. Присоедините второй кусок красного провода 10-го калибра длиной 1 фут к другой клемме переключателя света. Другой конец присоединим к красному проводу реле.
Реле
Назначение реле - обеспечить подачу на насос большей мощности, чем могут выдержать контакты регулятора температуры. Когда терморегулятор включается, он посылает сигнал на включение реле, которое, в свою очередь, передает питание на двигатель насоса. Из реле должно выходить пять цветных проводов - белый, черный, красный, синий и желтый. Желтый провод в центре не используется и его можно отрезать. Обожмите маленький кольцевой фитинг на черном проводе и прикрепите его к отрицательной шине. Используйте обжимной фитинг, чтобы прикрепить синий провод реле к красному проводу насоса. Обожмите небольшой кольцевой фитинг на черном проводе насоса и прикрепите его к отрицательной шине. Используйте обжимной фитинг, чтобы прикрепить красный провод реле к красному проводу, идущему от главного выключателя. Белый провод на реле будет присоединен к красному проводу триггера, идущему от контроллера температуры, как только контроллер будет установлен.
Контроллер заряда солнечной энергии
Контроллер заряда солнечных батарей предназначен для зарядки аккумулятора глубокого цикла от солнечных панелей. Он также отслеживает, сколько энергии потребляет помпа, и компенсирует, посылая необходимое количество энергии на батарею, чтобы поддерживать ее в заряженном состоянии.
Контроллер будет иметь 3 слота для подключения положительного и отрицательного проводов. Первый слот - это вход от солнечной панели. Присоедините отрезок красного и черного провода 10 калибра длиной 2 фута к положительной и отрицательной клеммам. Провод, идущий от солнечной панели, будет прикреплен к этим двум косичкам с красной перекруткой на разъемах проводов. Второй слот - под аккумулятор. Обожмите большие кольцевые разъемы на одном конце красного и черного провода 10 калибра длиной 2 фута. Красный соединяется с плюсом, а черный - с минусом аккумуляторной батареи. Другой конец проводов подсоединяется к положительной и отрицательной клеммам аккумуляторного отсека на контроллере заряда. Третий слот помечен как «загрузка» или будет иметь маленький значок лампочки. Обожмите небольшие кольцевые соединители на одном конце красного и черного провода 10 калибра длиной 2 фута. Красный соединяется с положительной шиной, а черный - с отрицательной шиной - это соединение «питает» шину. Другой конец проводов подсоединяется к положительной и отрицательной клеммам загрузочного гнезда контроллера заряда. При подключении питания к контроллеру заряда всегда подключайте аккумулятор перед солнечной панелью. При отключении выполните обратный процесс.
Регулятор температуры
Регулятор температуры предназначен для автоматизации включения и выключения системы. Клены лучше всего растут, когда они замерзают в 20-е годы ночью и оттаивают в 40-е годы днем. Контроллер измеряет внешнюю температуру и автоматически включает и выключает систему.
Контроллер температуры будет иметь 3 слота, в каждый из которых можно подключить 2 провода. К одному слоту уже должен быть подключен датчик температуры. Когда система полностью собрана, датчик температуры следует вывести за пределы корпуса насоса на темной стороне корпуса через небольшое отверстие. Второй слот - это слот питания. Обожмите маленькие кольцевые соединители на одном конце двух отрезков красного и черного проводов калибра 12 длиной 1 фут. Красный провод подключается к положительной шине, черный провод - к отрицательной шине. Другие концы присоединяются к положительной и отрицательной клеммам разъема питания терморегулятора. Третий слот - это слот триггера. Обожмите небольшой кольцевой соединитель на одном конце красного провода 12-го калибра длиной 1 фут. Кольцевой соединитель присоединяется к положительной шине. Другой конец подключается к одному из выводов в слоте триггера. К другому выводу в пазу спускового механизма прикрепите еще один кусок красного провода калибра 12 калибра длиной 1 фут. Этот провод будет прикреплен к белому проводу реле с помощью обжимного фитинга. После того, как терморегулятор подключен, используйте стяжку, чтобы прикрепить его к деревянному бруску, который вы привинтили к фанере.
Установите регулятор температуры в «режим охлаждения», чтобы включить его при 33F и выключить при 32F. Когда внешняя температура достигает 33F и включается контроллер температуры, он посылает положительное напряжение на реле, которое, в свою очередь, включается и подает питание на насос. Когда температура упадет до 32F, он выключится.
Шаг 5: Завершите работу насосной коробки
Используйте проволочные скобы, чтобы прикрепить все провода к фанере. Установите систему в насосную камеру. Просверлите отверстия диаметром 1 дюйм в конце и по бокам, выровняв их с выходами шланга ½ дюйма от насоса и байпаса. Присоедините к выходу насоса и байпасу отрезки длиной 3 фута (или длиннее, в зависимости от расположения сборного резервуара) шланга 1/2 дюйма и закрепите его хомутами диаметром 1 дюйм. Оба шланга выйдут из насосной коробки и направятся в сборный резервуар. Просверлите четыре отверстия диаметром 1 дюйм напротив звездообразных фитингов, чтобы позволить шлангам на 3/16 дюйма войти в насосную коробку и присоединиться к звездчатым фитингам. Просверлите еще 1-дюймовое отверстие напротив косички от контроллера заряда солнечной батареи, чтобы пропустить провод от солнечных панелей к насосной коробке. Используйте стандартные красные скрученные коннекторы электрических проводов, чтобы прикрепить провод солнечной панели к косичкам. Просверлите отверстие диаметром 3/16 дюйма в верхней части задней части корпуса насоса. Датчик температуры выйдет из этого отверстия и будет на пару дюймов за пределами корпуса насоса. Сориентируйте блок насоса так, чтобы датчик температуры находился на северной стороне в тени.
Шаг 6: Дополнительные примечания
Солнечные панели
При использовании меньшего насоса Shurflo 4008, показанного в данном Руководстве, 160 Вт солнечных панелей должно быть достаточно для работы насоса и поддержания заряда аккумулятора. Более крупный насос Shurflo 4048 на видео потребляет больше энергии, поэтому я добавил дополнительную 100-ваттную панель, получив в общей сложности 260 ватт. Постоянному току нужны большие провода для протекания на любое расстояние, поэтому я рекомендую проложить провод не менее 10 калибра от вашей панели (панелей) к контроллеру заряда. Сохраняйте провод минимально необходимой длины. Мои панели находятся примерно в 75 футах от насоса на поляне в лесу, где они получают максимальное количество солнечного света. Я построил несколько простых шарнирных рамок из 2х4, чтобы удерживать солнечные панели и настраивать их так, чтобы они смотрели на юг и располагались под углом 45 градусов, чтобы максимально выдерживать солнечные лучи. Как упоминалось ранее, всегда подключайте аккумулятор к контроллеру заряда, прежде чем прикреплять солнечные панели. При отключении выполните обратный процесс.
Вакуумметры
Вакуумный насос наиболее эффективен, когда в системе нет утечек вакуума. Лучший способ контролировать это - использовать вакуумметры. Я подключил один к входящей линии подачи сока рядом с насосной коробкой, чтобы измерить вакуум в насосе. Я также ставлю по одному в конце каждой строки. Наблюдая за этими датчиками, вы можете определить, есть ли у вас утечка вакуума. Если в линии есть утечка, вакуум будет значительно уменьшен или нулевым. Затем вам нужно пройти по линии и найти утечку. Это может быть из-за того, что белка прогрызла отверстие в леске, или упавшая ветка, или поврежденное или мертвое дерево, из-за которого воздух попал в систему. Вы увидите трубку, полную сока, с несколькими маленькими пузырьками до места утечки и трубку, полную воздуха после утечки. Имейте под рукой несколько сращивателей, чтобы устранить эти утечки, и вы должны иметь возможность поддерживать 20-25 дюймов Hg возле насоса и 15-20 дюймов Hg на концах линий. Длинные линии с большим количеством отводов обычно имеют более низкое давление в конце линии.
Дополнительный 12-вольтный перекачивающий насос Вам понадобится какой-то насос, чтобы перекачивать сок из сборного резервуара в любой резервуар, который вы используете для перекачки сока в сахарную лачугу. Я использую перекачивающий насос на 12 В, 350 галлонов в час, чтобы перекачивать сок из сборного резервуара в перекачивающий резервуар на 125 галлонов на задней части моего аллигатора. Перекачивающий насос подключается к аккумулятору с помощью больших кольцевых клемм. У меня есть короткий отрезок садового шланга с запорным краном, выходящим из сборного бака, и другой шланг, идущий от перекачивающего насоса к перекачивающему резервуару.
Шаг 7: Окончательная установка в сахарном кусте
Отнесите готовую насосную коробку, батарею, солнечные батареи и сборный резервуар к сахарному кусту. Я установил свой сборный бак и насосную коробку в небольшом углублении в середине втулки, чтобы трубопроводы выходили наружу, как кривые спицы на колесе. Установите насосную коробку на верхнюю часть сборного резервуара и пропустите шланги 1/2 дюйма от насоса и байпаса в резервуар. Установите аккумулятор и подсоедините большие кольцевые клеммы к разъему «аккумулятор» на контроллере заряда. Установите солнечные панели в солнечном месте как можно ближе к насосной коробке. Расположите панели, обращенные на юг, под углом 45 градусов, чтобы максимально освещать солнечный свет. Проложите жилой провод 10 калибра от панелей к косичкам, идущим от контроллера заряда. Провод должен быть как можно короче. Внутри насосной коробки прикрепите провод к пигтейлам контроллера заряда солнечной батареи с красными перекрученными соединителями. Проденьте трубку для сока 3/16 дюйма через отверстия в задней части корпуса насоса и прикрепите к переходникам 3/16 дюйма, выходящим из звездообразных фитингов. Установите регулятор температуры на «цикл охлаждения», чтобы выключить его при 32F и включить при 33F. При необходимости откалибруйте регулятор температуры на правильную наружную температуру. Настройте байпасный клапан на пропускание сока через насос, включите главный выключатель и дождитесь, пока сок потечет. Вы готовы к работе!