Электричество применяется не только на животноводческой ферме. «Малая энергетика» охватывает и поле. Знакомая нам электродойка применяется ныне непосредственно на лугу, где пасется скот.
Переносным движком, этой сельской «микроэлектростанцией», управляет пастух, он же сельский электрик. Движок приводит в действие не только вакуумный насос, но и аппараты электрострижки.
Электростригальные аппараты — огромные машинки для волос из парикмахерской сказочного великана. Гибким валом они присоединены к непритязательным электрическим моторчикам. Машинки можно повернуть под любым углом, потому что они соединяются с гибким валом коническими шестеренками.
Последние конструкции, пожалуй, больше напоминают огромную электробритву. Портативный электрический моторчик помещается в ручке машинки.
Над созданием электростригальных аппаратов советские инженеры потрудились много и плодотворно. Неизмеримо облегчен труд колхозников и в то же время в 5 раз возросла его производительность. Лучшие электростригальщики за день снимают шерсть со 180 овец, в то время как вручную никто не мог остричь больше 20 овец.
К тому же электрическая машинка стрижет шерсть чище, чем ножницы, срез получается более низкий и равномерный, что увеличивает количество снятой шерсти и ее качество. Так, в колхозе имени Сталина Петровского района Ставропольского края с введением электрострижки настриг тонкой шерсти в среднем с каждой матки увеличился на 350 — 400 граммов — на 7 — 8 процентов от общего настрига.
Подсчитано, что если все поголовье овец только одной Московской области стричь электромашинками, удается получить добавочной шерсти столько, что из нее можно изготовить материи на 100 тысяч мужских костюмов.
Как видим, маленькая электромашинка сулит очень многое, если получит повсеместное распространение на овцефермах.
* * *
«Малая энергетика» повела нас от животноводческой фермы в поле. Она приведет нас и на птицеферму.
...Перед нами освещенный ярким электрическим светом большой лоток. Он наполнен движущейся желтой массой, издающей тоненький писк. Маленькие тельца с подсохшим уже пушком, сотни клювиков, бусинки крохотных глазок. Цыплята. Они греются под электрическими лампами. Но они и появились на свет не с помощью наседки, а благодаря «заботам» электричества.
Живая наседка никогда не выводит цыплят из всех яиц. В каждом десятке из двух-трех яиц цыплята не вылупливаются.
Электрический инкубатор, прозванный «электроклушей», выводит цыплят лучше, чем наседка: не меньше чем из 80 процентов яиц.
В «электроклушу» закладывают около 40 тысяч яиц.
Я осматривал электроинкубатор вместе с одним председателем колхоза, собиравшимся оборудовать у себя птицеферму. «Электроклуша» оказалась вместительной комнатой, по обе стороны которой от пола до потолка виднелись ряды железных лотков-ящиков. В них-то и загружались яйца. Нагревалась эта комната самой обыкновенной электрической спиралью, но температура в огромном термостате не могла быть больше или меньше 37,4 — 37,5°С. Достигалось это с помощью автоматической аппаратуры, которая следила за нагревом и точно регулировала накал спирали. Точно так же, автоматически, поддерживалась и нужная влажность воздуха.
— Вот то наседка! — восхищался председатель колхоза. — Я с нее прямо и начну оборудовать птицеферму. А где же у нее лапы?
Сотрудник лаборатории совсем не удивился, казалось бы, несуразному вопросу. Кому-кому, а ему то хорошо известно, что курица, сидя на яйцах, время от времени, часа через два, начинает перебирать лапами, словно они у нее затекли. При этом она переворачивает яйца. Не делай клуша так, ни один цыпленок не вывелся бы. Не появились бы цыплята и в инкубаторе, если оставить яйца в покое. Лотки горизонтальны только до тех пор, пока в них загружают яйца. Потом лотки все вместе благодаря перемещению планок, к которым они прикреплены краями, наклоняются градусов на сорок пять. Через два часа планки автоматически перемещаются, и лотки наклоняются уже в другую сторону. Яйца при этом словно действительно перекатываются наседкой.
В инкубаторе, как и под наседкой, яйца находятся 21 день. Однако загружают их и вынимают не все сразу, а по специальному графику, партиями, через каждые три дня.
За создание электрического инкубатора инженеру Горецкому была присуждена Сталинская премия.
Председатель твердо решил приобрести «электроклушу» и уже записывал ее размеры, чтобы подготовить помещение: длина — 3,5 метра, ширина — 3,1 метра, высота — 2,5 метра.
Руководители подавляющего числа колхозов теперь прекрасно понимают значение комплексной механизации животноводства. Водоснабжение и чистка животных, кормоприготовление и доение, стрижка, транспортные работы — все должно и может быть электрифицировано.
провод от локомобиля теперь идет к кормоприготовительному агрегату, сконструированному институтом. С помощью пара в течение часа готовится 1 500 килограммов кормовых смесей. Этот же отработавший пар помогает подсахаривать корма, сушит зерно, отапливает помещение, наконец направляется в колхозную баню. Подогретая паром вода идет для различных нужд на животноводческой ферме и даже подается в водоразборную колонку общего пользования колхозников.
Теплофикация колхоза «Перемога» сберегает в год более 3 600 человеко-дней, экономит 900 тонн торфа и 600 коне-дней.
Использовали выгоды теплофикации и в колхозе имени Молотова Макаровокого района Киевской области. Восстановленный механиком Н. А. Мазепой 18-сильный локомобиль был приспособлен для механизированной подачи воды на ферму, а отработавший пар — для теплофикации. Благодаря изобилию холодной и горячей воды на ферме удой молока от каждой коровы увеличился за один год на 477 литров.
Всесоюзный институт механизации сельского хозяйства (ВИМ) поставил перед собой задачу — дать возможность каждому колхозу электрифицировать и теплофицировать свои фермы.
Старший научный сотрудник института кандидат технических наук Владимир Николаевич Масюков знакомит меня с разработанной коллективом работников института паросиловой установкой для животноводческих ферм «ЛПУ-1». Она состоит из компактного водотрубного котла размером чуть больше шкафа и маленькой быстроходной паровой машины, соединенной с электрогенератором мощностью 30 киловатт.
Давление пара в котле 20 атмосфер. Отработав в машине, он не выбрасывается наружу, а идет для подогрева воды до 80 — 90 градусов.
Установка вырабатывает за смену 250 — 300 киловатт-часов электроэнергии и подогревает до 2 тысяч литров воды для технических нужд.
Такая установка может обслужить животноводческую ферму, имеющую до 200 голов крупного рогатого окота и 350 свиней. Котел потребляет самые дешевые сорта топлива, не только каменный уголь, но и дрова, торф.
Установка занимает всего лишь 15 квадратных метров площади. Вес ее 5 тонн. Для получения 25 киловатт электроэнергии и 160 тысяч калорий тепла затрачивается 80 килограммов торфа или дров в час. Стоимость установки (35 — 40 тысяч рублей) доступна любому колхозу.
— Стоит добавить еще шестнадцать тысяч рублей, — говорит В. Н. Масюков, — и колхоз получит не только дополнительную установку, обеспечивающую ферму искусственным холодом, столь полезным для сохранения молочных продуктов, но и... — ученый на мгновение замолкает, видимо обдумывая слова. — Это звучит, конечно, парадоксально, — продолжает он, — но при этом сочетании теплосиловых агрегатов с холодильной установкой все тепло сожженного топлива перейдет воде, нагретой до девяноста градусов, а электрическая энергия при этом получится дополнительно, как «даровое приложение».
Слова ученого могут показаться фантазией. Но оказывается, что за ними кроется вполне реальное дело.
Метод Масюкова основан на любопытном свойстве газа. Если воздух сильно сжать в цилиндре компрессора, то газ не только уподобится сжатой пружине, готовой расшириться, вытолкнуть поршень, но еще и нагревается до высокой температуры.
Сжатый воздух можно охладить водой. Она станет горячен и унесет с собой в виде тепла как раз ту энергию, которую мы затратили на сжатие воздуха. Однако охлажденный в цилиндре воздух останется сжатым. Если теперь ему дать расшириться, то он, выталкивая поршень, произведет тем механическую работу.
Таким образом, от сжатого воздуха мы как бы взяли энергию дважды: один раз — теплом нагретой воды, второй раз — с механической работой.
Как же это получилось? Ведь не может же быть, чтобы коэффициент полезного действия, то есть доля использованной энергии от затраченной, был бы больше единицы.
Неужели мы натолкнулись на пресловутый «перпетуум мо- биле»?
Отнюдь нет! Мы вовсе не получаем здесь энергии «из ничего», мы «берем ее заимообразно», берем у сжатого воздуха. Ведь, расширяясь, воздух вынужден расходовать на работу по выталкиванию поршня свою собственную внутреннюю Энергию, которой обладает любой газ. Воздух после расширения не только будет иметь давление, равное атмосферному, но и сильно охладится — до температуры порядка — 50°С. Внешняя среда тотчас же нагреет охладившийся воздух, компенсирует потерю им энергии, вернет ему то, что мы «взяли у него заимообразно». Вот эта часть энергии внешней среды, которую отбирает у нее охлаждающийся воздух, и есть дополнительно использованная нами энергия.
Особенный эффект от использования этих свойств газа получается в теплофикационной установке.
В. Н. Масюков создал такую установку для животноводческих ферм.
В знакомом уже нам маленьком водотрубном котле сжигается топливо. За исключением потерь (тепла главным образом уносимого с дымовыми газами), вся энергия переходит к пару, перегретому до 350°С. Пар поступает в паровую машину. Около 8 процентов сообщенной ему энергии превращается в механическую работу, остальные 92 процента уходят с отработавшим паром и нагревают воду до 80 — 90 градусов. Паровая машина приводит в действие компрессор, сжимающий воздух. Воздух после компрессора охлаждается в теплообменнике водой, которая отбирает у него тепло, уносит с собой то количество энергии, которое паровая машина затратила на сжатие воздуха. Вода, ставшая горячей, достигнув нужной нам температуры 80 — 90°С, так же используется, как и вода, нагретая отработавшим паром. В результате мы имеем горячую воду, обладающую всей энергией сожженного топлива, словно мы получали в котле не пар, а кипяток.
Итак: расход — это сожженное топливо; приход — горячая вода.
Но у нас есть еще и «прибыль». Пока она представляет собой охлажденный, но сжатый воздух.
Этот сжатый воздух направляется в воздушную турбину, называемую турбодетандером. Газ расширяется на лопатках турбины, вращает ее колесо, приводя в действие электрический генератор, который выработает электрический ток. Мы уже знаем, что отработавший воздух выйдет из турбины, потеряв свой запас внутренней энергии, очень сильно охлажденный. Он нагреется снова до прежней температуры не чем иным, как солнечными лучами, согревшими атмосферу; чистая «прибыль», которую мы получили в виде электрической энергии, «заняв» ее у сжатого воздуха, получена нами, в конечном счете, в результате остроумного использования солнечной энергии.
Здесь раскрывается секрет коэффициента полезного действия установки, который на первый взгляд, казалось, был больше единицы, поскольку использованная энергия превышала затраченную. На самом деле мы пользуемся не только сжигаемым топливом, но и солнечной энергией Какую-то долю этой солнечной энергии надо прибавить к энергии топлива, тогда никакого «недоразумения» с коэффициентом полезного действия не будет.
На практике нет нужды выпускать охлажденный воздух на улицу: его целесообразно использовать для поддержания низкой температуры в холодильнике, где могут сохраняться молочные продукты животноводческой фермы
Выгоды установки удваиваются.
Мы сжигаем топливо, чтобы подогреть воду для нужд животноводства, а «приложением» получаем: восемь процентов от энергии топлива в виде электрического тока и плюс к тому холод.
Во Всесоюзном институте механизации сельского хозяйства я видел действующую установку, выполненную по идее В. Н. Масюкова, в которой тепло угля расходовалось на подогрев воды.
Холод получался «впридачу», а в электрическую энергию превращалось тепло солнечных лучей, отнятое у окружающего воздуха.
Солнечное тепло, по существу говоря, издавна использовалось людьми, ставившими парус, строившими ветряную мельницу, ветряк. Они научились улавливать солнечное тепло в гелиоустановках с зеркалами. Солнечная энергия, в конечном счете, приводит в действие и любую гидростанцию. Однако до сих пор никто не мог непосредственно превратить тепло окружающей среды в работу. В. Н. Масюков нашел способ сделать это посредством оригинальной теплосиловой установки. Способ этот представляет собой немалый теоретический интерес, раскрывает глубже сущность термодинамических законов.
Практическое же значение нового метода, рожденного в «малой энергетике» животноводческих ферм, таково, что он, несомненно, выйдет далеко за пределы этой «малой энергетики» и скажет свое слово в «энергетике большой» — составной части современной индустрии.