Tach zusamm,
da ich gestern auf dem "Wanderer"-Treffen gebeten wurde, hier nochmal gerafft meine Bauweise einer "hochsommertauglichen" Ventilationskühlung für Aquarien wiederzugeben, will ich der Bitte mal nachkommen. Ich setze das Thema mal hier bei den Axolotls rein, weil es hier alle Halter betrifft; natürlich ist die Anlage für die Larvenaufzucht auch bei terrestrischen Arten geeignet, so lange die Larven durch Kiemen atmen.
Keinesfalls kann man aber eine Ventilationskühlung bei
Terrarien einsetzen - dadurch würde die Hautatmung von Amphibien mit einer derartigen Geschwindigkeit reduziert, dass man u.U. mit Todesfällen rechnen müsste. Bei allem, was unter Wasser lebt und atmet, ist diese Art der Kühlung dagegen das Noplusultra in vielen Anwendungsfällen.
Grundsätzliches.
Flüssigkeiten (z.B. Wasser) benötigen zur Verdunstung thermische Energie. Diese wird den umgebenden Medien entzogen, woraus eine Abkühlung resultiert. Das Verhältnis zwischen Verdunstungsmenge und Energieaufwand ist konstant proportional.
Diesen Grundsatz macht man sich in der Aquaristik schon lange zunutze. Gerade bei der Axolotlhaltung ist es elementar,
keine abgedeckten Aquarien zu verwenden (Einzelfälle ausgenommen), da bei diesen unter dem Deckel ein Verdunstungsstau entsteht. Zusätzlich stellen viele in den heißen Sommermonaten einen Ventilator neben das Becken oder hängen einen PC-Lüfter darüber, um die Luftzirkulation zu verstärken. Diese Maßnahmen bringen immerhin schon eine zusätzliche Abkühlung um 2-3°C.
Denken wir aber mal an den langen und heißen Sommer 2006 zurück, sind solche Anstrengungen allenfalls ein Tropfen auf dem heißen Stein. Bei dauerhaften Temperaturen von 30°C im Schatten bringt eine Abkühlung um 3°C immer noch eine Effektivtemperatur von 27°C, was für 99% aller Amphibienlarven und Neotenen bei weitem zuviel ist.
Effizienzsteigerung.
Also stellte sich für mich die Frage, ob sich mit einfachen Mitteln der Wirkungsgrad einer Verdunstungsmaßnahme soweit erhöhen lässt, dass die resultierende Abkühlung ausreichend ist. Glücklicherweise gilt ja nun bei proportionalen (und damit skalierbaren) Wirkungsverhältnissen der Grundsatz "Viel hilft viel", oder auch "Mehr hilft mehr". Ich musste also einfach nur dafür sorgen, dass "mehr Wasseroberfläche" mit "mehr Luft" in Kontakt gebracht wurde, als es bei den bekannten Konstruktionen (z.B.: PC-Lüfter bläst senkrecht auf Wasseroberfläche) der Fall war.
Schaut man sich nun an, welche Luftströmungsverhältnisse durch einen aufgehängten PC-Lüfter entstehen, sieht man eigentlich nur Verwirbelungen, Verwirbelungen und nochmals Verwirbelungen. So richtig wird die Wasseroberfläche eigentlich nur direkt unter dem Lüfter dem Luftstrom exponiert. Seitlich prallt die draufgeblasene Luft nach oben weg, und der größte Teil der Wasseroberfläche wird kaum bewegter Luft ausgesetzt.
Ergo muss die Luft anders geführt werden. Im Idealfall sollte der Luftstrom waagerecht über die gesamte Wasseroberfläche geblasen und dabei seitlich so geführt werden, dass kaum Verwirbelungen mit dem stehenden Luftkörper entstehen. Diese Überlegung führte zu meiner ersten Konstruktion:
Die Bauweise:
Drei PC-Lüfter (je 9 cm, Gesamtbreite also 27 cm) wurden zwischen zwei Aluleisten geschraubt (in meinem Fall U-Profile; das ist aber nebensächlich, prinzipiell kann man auch einfach Holzleisten nehmen). Zwei seitliche Holzbretter (auch hier kann praktisch beliebiges Material verwendet werden) halten diese Konstruktion in einem Winkel von 45° und bilden gleichzeitig die Aufstellfläche (das Ganze wird auf die Stabilisierungsstreifen des Aquariums aufgelegt) als auch die "Leitwerke" für die Luftführung (siehe unten bei "Eigenschaften der Luftführung"). Unter die Holzbretter habe ich Moosgummistreifen (altes Mauspad) als Auflageflächen geklebt, damit sich keine Vibrationen auf das Becken übertragen. Die Verbindung zwischen den Aluleisten und den Holzbrettern bilden in diesem Fall zwei Stücke Alu-T-Profil; auch da ist man völlig frei (Bastelt man z.B. das ganze Ding aus Holz, kann man auch einfach die Leisten mit Epoxy gegen die Bretter kleben).
Ein klein wenig mehr Aufwand treiben müssen nur Besitzer von Becken ohne Stabilisierungsstreifen (üblich bei kleinen Becken bis ca. 80 l und bei wulstverklebten Aquarien): Da hier das Konstrukt auf die Kanten von Vorder- und Rückwand des Aquariums gestellt werden muss, muss es gegen Abkippen ins Aquarium gesichert werden, z.B. durch schmale Holzleisten, die als "Führung" druntergeklebt werden.
In Aktion auf dem Aquarium sieht das so aus:
Die elementaren Eigenschaften der Luftführung:
1.
Die drei Ventilatoren nebeneinander sorgen dafür, dass der Luftstrom über die gesamte Breite der Schmalseite des Beckens eingebracht wird. Das ist sehr wichtig, um Verwirbelungen in Querrichtung zu vermeiden. In meinem Fall hat das Becken 40 cm Schmalseite, minus Wandstärke (2 x 6 mm) und Stabi-Streifen (2 x 50 mm) bleiben 28,8 cm "lichte" Schmalseite übrig. Die 27 cm breite Ventilatoren-Phalanx füllt diese Breite fast genau aus. Bei anderen Beckenmaßen sollten ggf. Größe und Anzahl der Lüfter variiert werden, um eine ähnlich optimale Ausnutzung der Breite zu gewährleisten (PC- und Prozessorlüfter gibt es in allen erdenklichen Maßen, standardmäßig mit 6, 7, 8, 9, 12 etc. cm Durchmesser). Wichtig ist
nicht die Leistung der Lüfter, sondern die Ausnutzung der Breite.
2.
Die Schrägstellung der Lüfter bewirkt, dass die Luft nicht von der Wasseroberfläche hochprallt, sondern größtenteils waagerecht weitergeführt wird. Ich habe keine Experimente mit verschiedenen Winkeln gemacht; möglicherweise lässt sich die Luftführung mit einem flacheren Winkel (des Luftstroms, nicht der Ventilatoren - die müssten dafür steiler stehen) noch minimal verbessern. Das Problem dabei ist aber, dass dabei auch die Kontaktfläche von Wasser und Luftstrom verkleinert wird. In der Theorie stellt der Winkel von 45° den besten Kompromiss dar, und da das Austesten anderer Winkel in der Praxis einen Aufwand an Bedingungsnormierung bedeutet, den ich nicht leisten kann, bin ich gleich dabei geblieben.
3.
Die seitlichen Luftführungen bewirken, dass die "Blasluft" oberhalb der Aquarienscheiben nicht mit der Umgebungsluft verwirbeln kann. Im weiteren Verlauf übernehmen dann die Glasscheiben selber diese Aufgabe.
Diese drei Eigenschaften zusammen bewirken, dass ein gleichmäßiger "Teppich" aus Luft waagerecht über die gesamte Wasseroberfläche geblasen wird. Das ist elementar, um die Verdunstung zu maximieren. Hält man die Hand über die Beckenkante auf der gegenüberliegenden Seite, merkt man, dass tatsächlich kaum Luft seitlich austritt.
Effizienz.
Bei den von mir verwendeten PC-Lüftern handelte es sich um 12V-Gleichstrom-Modelle. Entsprechend betrieb ich sie zuerst mit einem 12V-Netzteil. So erreichte ich im Sommer 2006 im Zusammenspiel mit luftgetriebener Befilterung (eine leichte Umwälzung des Wassers fördert natürlich den Effekt, wobei jegliche Befilterung dafür ausreicht; falls man ein ungefiltertes Becken kühlen will, empfiehlt sich zur Effizienzsteigerung ein einfacher Luftausströmer oder Luftheber) eine konstante Abkühlung um 7-8°C gegenüber der Umgebungsluft. Bei 30°C Lufttemperatur hatte ich also sichere 23°C Wassertemperatur.
Als nächstes probierte ich, die Betriebsspannung auf 9 V zu senken. Erstaunlicherweise war die Kühlleistung immer noch dieselbe, die Laustärke der Ventilatoren (die eh schon recht leise waren) dagegen nahm natürlich stark ab. Erst bei 6 V wurde die Kühlleistung etwas (ca. 1°C) schwächer. Somit steht diese Kühlmethode in der Effizienz wohl konkurrenzlos da, denn eine Abkühlung von 200 l Wasser um 7°C bei einer Leistungsaufnahme von 5,4 W stellt in etwa die hundertfache Energieeffizienz einer Durchlauf-Kühlanlage dar (mal ganz abgesehen von den Kosten).
Varianten.
Nachdem ich an einem Standort (Büro-Aquarium) so gute Erfahrungen mit dem Bauprinzip gemacht hatte, bastelte ich mir noch ein Modell für mein Becken zuhause, diesmal vollständig aus Alu:
Hier benutzte ich auch für die seitlichen Leitbleche Aluminium-Flachprofile, was etwas gefälliger aussieht, aber funktional keinen Unterschied macht.
Hier noch einen Detailblick vor der Anbringung der Leitbleche, der die Grundkonstruktion ganz gut rüberbringt:
Wie man sieht, habe ich Alu-Alu-Verbindungen nicht geschraubt, sondern blindgenietet; das ist eine reine Bequemlichkeitsmaßnahme. Wer häufiger mit Alu arbeitet, dem sei die Anschaffung einer Nietzange wärmstens empfohlen; wer aber die Möglichkeit nicht hat, kann genauso gut auch schrauben oder oft sogar einfach kleben.
So, jetzt muss ich mal gerade Rücksicht auf die maximale Zeichenzahl nehmen und das Posting an dieser Stelle splitten. Weiter geht's ein Posting weiter unten.