Нагрівачі для акваріума

теорія

Розглянемо стаціонарний процес - тобто визначимо втрати тепла акваріумом. В цьому випадку, потужність нагрівача повинна бути такою, щоб він міг відшкодувати недоотриманий акваріумом потужність. Для визначення потужності реального нагрівача отримане значення необхідно збільшити на 10-20% - витрати на нагрівання акваріума.

припускаємо:

  • температура води в акваріумі постійна по всьому об'єму (вода перемішується досить добре)
  • акваріум стоїть посередині кімнати, тобто немає відразу за ним холодної стін, в напрямку якої буде губитися більше тепла
  • кімната багато більше акваріума, тобто зворотного переизлучения немає від стін кімнати.
  • втрати тепла через дно акваріума і верх невеликі (він коштує на дерев'яній основі, яке погано проводить тепло і закритий зверху склом, кришкою з лампами і т.д.)
  • температура води 25 ° C, температура кімнати - 15 ° C. Для інших значень температури коефіцієнти теплопередачі зміняться незначно

Тепло з акваріума втрачається за рахунок двох процесів - природної конвекції і радіації.

Конвекція

Втрачається тепло визначається за формулою Ньютона:

Qk = Kk A (Ta-Tk)

тут:
Kk - коефіцієнт тепловіддачі для конвекції
A - площа поверхні
Ta - температура акваріума (нехтуємо різницею температури стінок і води)
Tk - температура повітря в кімнаті

Розрахунку коефіцієнта тепловіддачі проводиться виходячи з критерію Нуссельта. Однак простіше використовувати наближену формулу

Kk = 1.17 ((Ta-Tk) / H) 0.25

тут:
H - визначальний розмір (висота для вертикальної стінки)

Для середньої температури води Ta = 25 ° C, температури кімнати Tk = 15 ° C і висоти акваріума H = 0.6 m, точна формула дає коефіцієнт тепловіддачі 2.8, наближена 2.4

Оскільки висота акваріума змінюється в середньому від 0.2 до 0.6 метра, то коефіцієнт буде дорівнювати:

Kk = 2.4 --- 3.1 = 2.8 W / m2 ° C (як середнє значення)

випромінювання

Втрачається тепло визначається за формулою Больцмана:

Qи = 5.67 e A (((Ta + 273) / 100) 4 ((Tk + 273) / 100) 4)

тут:

e - коефіцієнт сірого тіла, для скла рівні 0.94 (скло дуже близько до чорного тіла, за своїми випромінювальною властивостями)

Щоб розглядати обидва процеси разом можна написати коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням:

Kи = Qи / A (Ta-Tk) = 5.4 W / m2 ° C

Тоді сумарний коефіцієнт тепловіддачі:

K = Kk + Кі = 5.4 + 2.8 = 8.2 W / m2 ° C

Тепер у нас є все для розрахунку потужності нагрівача. Для акваріума з співвідношенням сторін L: H: W = 3: 2: 1 (високий акваріум), площа бічної поверхні дорівнює:

A = 0.05 V2 / 3

Тут V - об'єм в літрах

Для кубічного акваріума (всі вимірювання рівні)

A = 0.04 V2 / 3

В середньому, можна вважати, що A = 0.045 V2 / 3

Потужність нагрівача (приблизно на 10-20% більше мощноості втрачається акваріумом) дорівнює:

Q = 1.2 * KA (Ta-Tk) = 1.2 * 8.2 * 0.045 * V2 / 3 (Ta-Tk) = 0.045 V2 / 3 (Ta-Tk)

У підсумку, є все, щоб розрахувати потужність нагрівача.

вибір нагрівача

Тут наведена таблиця вибору необхідної потужності нагрівання (W), розрахована за вище наведеною формулою (дані округлені). Дані досить добре збігаються з рекомендаціями виробників нагрівачів.

Різниця температур (° С)

Обсяг акваріума (Літри)

5

10

15

20

20

15

30

45

60

40

25

50

75

100

60

35

70

100

140

80

40

85

125

170

100

50

100

150

200

150

65

125

200

250

200

75

150

230

300

250

90

180

270

360

300

100

200

300

400

Практичне використання нагрівача

Не забувайте, що перш за все, нагрівач - це електричний прилад, який, при неправильній експлуатації, або несправності може заподіяти проблеми не тільки, вашої улюбленої піраньї, але і вам. Тому не використовуйте нагрівач, якщо у нього пошкоджена ізоляція і т, д. Якщо розетка знаходиться нижче рівня води в акваріумі, то нагрівач, також як і інші електроустановки в акваріумі, включайте в розетку, щоб нижня частина висить шнура була нижче розетки. В цьому випадку, якщо по проводу почне капати вода, то вона не потрапить в розетку.

В даний час все більшого поширення набули герметично закриті нагрівачі, які можна опускати нижче рівня води. Використовуйте їх.

Купуйте нагрівач з терморегулятором. Не беріть нагрівач з дуже великим запасом по потужності. Якщо термореле випадково залипне в робочому положенні, то потужний нагрівач зварить рибний суп. З цієї ж причини, краще мати два нагрівача половинній потужності, ніж один потужний - для великого акваріума. До того ж два нагрівача будуть більш рівномірно прогрівати воду. Але в будь-якому випадку необхідно або аерацією, або помпою перемішувати воду.

Коли ви змінюєте воду, то не забувайте вимикати нагрівач. Прикро купувати новий, через те, що старий тріснув. Не беріться за потужний нагрівач навіть у воді - він досить гарячий. Для потужного нагрівача найкраще використовувати захисний корпус. Це необхідно і в тому випадку, якщо ви утримуєте великих, хижих риб, які обов'язково спробують нагрівач на зуб.

Ніколи не кладіть нагрівач, особливо потужний, в грунт, особливо в невеликий - глину або пісок. Оскільки нагрівач розрахований на те, що тепло весь час віднімається водою, то закопаний в грунт нагрівач може викликати спікання грунту і тріснути. З аналогічної причини не вмикайте нагрівач поза водою і не забувайте його вимикати, коли міняєте воду в акваріумі.

Завжди використовуйте окремий термометр. Навіть якщо в нагрівачі є термометр. Звичайні, спиртові (з червоною рідиною) термометри цілком підійдуть - вам не потрібна точність більш, ніж один-два градуси. Риби в природі відчувають добові коливання температури. Якщо ви використовуєте новітній електронний термометр, не забувайте міняти в ньому батарейки регулярно.

нагрівальні кабелі

Даний розділ присвячений використанню нагрівальних кабелів для вирощування рослин в акваріумі. Якщо ви не займаєтеся спеціальним вирощуванням підводного саду, то такі кабелю вам абсолютно не потрібні.

Нагрівальні кабелю є однією з найгарячіших тем для обговорень і суперечок. Наводиться дуже багато аргументів за і проти - швидкість росту рослин (одні стверджують, що все росте швидше з нагрівачами, інші - що не бачать різниці). Даний розділ не є, так само як і більшість інших розділів, рекламою і закликом використовувати або не використовувати нагрівальні кабелі. Ви повинні самі для себе вирішити - потрібно вам це чи ні. Можна з упевненістю сказати одне - кабелю не є першою необхідністю для успішного вирощування рослин. Якщо у вас недостатньо світла або добрив, то кабелю вам не допоможуть. Зазвичай вони досить (і невиправдано) дорогі, тому про них можна думати. тільки тоді, коли все інше вже зроблено.

Нагрівальні кабелі містять в собі ніхромовий дріт, яка є нагрівальним елементом - подібно спіралі електрогрілки. Але, на відміну, від грілки, нагріванні не зосереджено в одному місці, а розподілено по всій довжині кабелю. Такі кабелю укладаються в грунт для його нагрівання. Ніколи не кладіть нагрівач, особливо потужний, в грунт, особливо в невеликий - глину або пісок. Оскільки нагрівач розрахований на те, що тепло весь час віднімається водою, то закопаний в грунт нагрівач може викликати спікання грунту і тріснути.

Для чого потрібно нагрівати грунт?

Якщо ви використовуєте для підігріву води в акваріумі звичайний нагрівач, то навіть при перемішуванні води помпою або аератором, температура грунту на кілька градусів нижче температури води. У це можна переконатися встромивши термометр в грунт. А якщо ви не перемішуєте воду, то нижні шари біля грунту будуть досить холодними. Практично грунт має кімнатну температуру, особливо якщо в акваріумі немає теплоізоляції під дном.

Вирівняти температуру ґрунту і води можна за допомогою донного фільтра, але він має багато недоліків при використанні його в акваріумі з рослинами.

Ось список аргументів на користь підігрівання грунту (порядок пунктів не має значення):

  • Деякі рослини (особливо Барклая - Barclaya longifolia воліють тримати "ноги в теплі", коли грунт має більш високу температуру ніж вода.
  • Біохімічні процеси в грунті протікають швидше
  • Через поліпшеною циркуляції води поживні речовини краще проникають в грунт - аміак (як продукт розкладання органіки), залізо і т.д. Це відшкодовує речовини, поглинені корінням рослин з грунту.
  • Циркуляція води видаляє токсичні речовини з грунту, утворені при розкладанні органіки в грунті. Дані речовини можуть шкідливо діяти на коріння рослин. Це відноситься і до веществам6 які виділяють коріння рослин, щоб "вижити" інші рослини зі своєї території (бур'яни на городі досягли досконалості в цьому мистецтві).
  • Забезпечення Хелір середовища, яка утримує хімічні елементи, не даючи ім'я окислюватися. У такому стані вони доступні коріння рослин. Аналогічно, створюється редуцирующая среда, ніж оксидується, що перешкоджає окисленню елементів. Це особливо важливо для заліза, яке дуже легко окислюється.

Як вказується (наприклад, компанія Dupla) - основним з переваг нагрівальних кабелів є те, що вони створюють горизонтальні потоки води, через нерівномірне нагрівання грунту. Це сприяє переносу поживних речовин до коренів рослин. В принципі, це не має експеріметального підтвердження і, в разі дрібного грунту, такими потоками можна знехтувати.

Нагрівання грунту не прискорює ріст рослин. Використання вуглекислого газу прискорить набагато швидше. Нагрівальні кабелю забезпечать більшу стабільність в вашому акваріумі. Якщо ви переробляєте акваріум щороку, то вам не має сенсу використовувати кабелю. Але, якщо ваш акваріум розрахований на більший термін, то кабелю збільшать ваші шанси на успіх.

Існує кілька підходів до використання нагрівальних кабелів. Фірма Dupla рекомендує використовувати потужні кабелю (250W на квадратний метр), з кабелями рознесеними на 2 см один від одного. В цьому випадку вам необхідно використовувати терморегулятор. Інші компанії (Dennerle і т.д.) рекомендують використовують кабелю малої потужності, які можна тримати постійно включеними.

Використання кабелів разом з грунтом, що містить землю

Якщо ви використовуєте подібний грунт - землю, торф і т.д., то використання кабелів може призвести до небажаного ефекту. У такому грунті і так багато органіки, яка розкладається. Для біо-хімічного процесу розкладання потрібний кисень, що призводить до його нестачі для риб. У процесі розкладання виділяється аміак і т.д. Кабелю різко прискорять процес розкладання. При нестачі кисню може початися бескислородное гниття грунту, що є небажаним - оскільки призводить до виділення токсичних речовин - сірководню і т.д. Тому, якщо ви використовуєте кабелю, то або слід відмовитися від використання землі, або її ретельно приготувати, щоб вона не була поживною. Зазвичай кабелю забезпечують достатню швидкість розкладання органіки і збільшують доступність поживних речовин коріння рослин, без використання органічних субстратів - землі або торфу.