Обогрев воды

Большинство аквариумных рыб и растений живет при температуре 24 - 28 ° С, поддерживать которую в комнатных условиях без дополнительного подогрева не удается. Для повышения температуры воды в аквариуме используются обогреватели самых разных конструкций.

Самым распространенным является обогревание электролампами с металлическими отражателями-рефлекторами. Мощность лампочки выбирается в зависимости от объема аквариума и необходимой температуры. В большом аквариуме рефлекторы можно расположить с двух сторон. В аквариуме без продувания воды воздухом лампочку лучше располагать ближе ко дну: нагревающаяся вода поднимается вверх, создавая ее циркуляцию. При этом мы избегаем резкой разницы в температуре между теплой водой в верхних слоях и холодной — в нижних. В это же время создаются благоприятные условия для роста и развития растений.

Более целесообразно обогревание электролампой, помещенной в стеклянный цилиндр. Для этой цели лучше пользоваться свечеобразными лампами с патроном “миньон” (рис. 2). Обычно употребляют мерные цилиндры подходящего диаметра. Для того чтобы цилиндр не всплывал, на дно его следует насыпать дроби, песка или положить кусок металла (свинец). Внутрь цилиндра, со смотровой стороны, надо поместить полоску фольги или станиоля, чтобы прямые лучи света не попадали в глаза.

Оба эти обогревателя удобны тем, что они одновременно служат и источником света. В случае необходимости лампу можно полностью прикрыть фольгой или в цилиндр насыпать мелкого сухого песка и пользоваться ею только как обогревателем. Но все же лучше пользоваться специальными обогревателями.

Спиральные нагреватели

Обогреватель со спиралью накаливания изготавливают из стеклянной трубки или пробирки, внутри которой помещают одну-две тонкие стеклянные трубочки с намотанной на них спиралью проволокой с большим сопротивлением (рис. 3 c). Материалом для изготовления спирали могут служить константан (коэффициент сопротивления К = 2,08), никелин (К = 2,4), реотон (К = 2,13), нихром (К = 1,09).

При изготовлении обогревателей этого типа необходимо вначале выяснить их необходимую мощность. Для поддержания температуры на 1° выше, чем в помещении, на каждый литр воды в 10-литровом аквариуме требуется приблизительно 0,3 вт, в 25-литровом — 0,2 вт, в 50-литровом — 0,13 вт, в 100-литровом — 0,1 вт и в 200-литровом — 0,07 вт.

Мощность обогревателя рассчитывается по следующей формуле:

W=L(t1-t2)w

где W — необходимая мощность в ваттах; L — количество воды в аквариуме; t1 — необходимая температура воды; t2 — температура воды в аквариуме; w — расход мощности на 1 л воды для повышения на 1°.

Таким образом, если в помещении температура 18°, а требуется довести температуру воды до 23°, то для 50-литрового аквариума расчет будет выглядеть следующим образом:

W = 50 х 5 х 0,13 = 32,5.

Длина проволоки рассчитывается по формуле:

L = V2qK/W,

где L — длина проволоки в метрах; V — напряжение в сети в вольтах; q — площадь сечения в квадратных миллиметрах; К — коэффициент сопротивления материала, из которого сделана проволока, в омах; W — мощность прибора в ваттах.

Если у нас имеется никелиновая проволока с площадью сечения 0,002 мм, а напряжение в сети равно 127 в, то при конструировании обогревателя мощностью 15 вт расчет длины проволоки будет иметь следующий вид:

L = 1272 х О,002 х 2,4/15 = 5,2м.

Толщина проволоки должна быть такой, чтобы при включении в сеть она не накаливалась. Для проверки пригодности обогревателя его вначале включают в сеть последовательно с лампочкой несколько большей мощности (например, 15-ваттный обогреватель с 25-ваттной лампочкой).

При желании можно в одной пробирке скомбинировать схему, дающую при переключении различную мощность, а, следовательно, и повышение температуры. Например, при соответствующем подсоединении вся спираль дает повышение температуры на 3°, половина ее — в два раза выше, а если каждую половину включить параллельно, то получится в четыре раза более высокая степень нагрева (соответственно 2, 4, 8°).

Выводы обоих концов спирали припаиваются к проводникам в полихлорвиниловой оболочке (изоляции) со штепсельной вилкой. Трубочку со спиралью вставляют в пробирку из термостойкого стекла и засыпают мелким сухим песком, лучше всего кварцевым: он наиболее мелкий и плотный. Горловину пробирки заливают битумом или эпоксидной смолой.

Такого рода обогреватели достаточно долговечны и безопасны. Пробирку или трубку обогревателя можно изготовить любой формы, в частности она может быть либо в виде перевернутой буквы Г, причем обогревающая часть может находиться на дне, а вертикальная нести в себе проводники, либо U-образная, в горизонтальном колене которой, также расположенном у дна, находится обогревающая часть, а каждая вертикальная может содержать отдельный проводник. Во всех случаях греющая часть обогревателя должна находиться под водой, в противном случае стекло треснет.

Нагреватели из остеклованных проволочных сопротивлений

Вместо спирали можно использовать остеклованные проволочные сопротивления (1 - 7 кОм), которые соединяются последовательно. Обогреватели этого типа обладают постоянной мощностью, зависящей от сопротивления и длины спирали.

Необходимую для аквариума мощность прибора можно рассчитать по формуле:

М = О (Т ₁ – Т ₂ ) • Р,

М - необходимая мощность в ваттах (Вт); О - количество воды в аквариуме, в литрах (л); Р - расход мощности на подогрев 1 л воды в аквариуме 1°С, для аквариумов объемом 40 л - 0,17 Вт, 10 л - 0,22 Вт, 25 - 30 л - 0,2 Вт, 50 л - 0,15 Вт, 100 л - 0,1 Вт, 200 л - 0,07 Вт.

Побор сопротивлений для аквариумного нагревателя

Примечание: А – число сопротивлений, включаемых последовательно в одну группу; Б – получаемая мощность нагревателя, Вт.

Примерная мощность обогревателя в ваттах

К сожалению, обогреватели часто перегорают. Пробирки могут лопнуть, если уровень воды опустился до места основного нагрева. Однако нагреватели мощностью до 30 - 60 Вт при аккуратном обращении могут работать много лет. Отечественная промышленность выпускает грелки такой конструкции мощностью от 5 до 100 Вт.

Соленые нагреватели

Аквариумисты часто пользуются соляными нагревателями. Два угольных электрода, взятые из батареек для карманного фонарика, помещают в U-образную трубку, заполненную раствором поваренной соли. Изменяя концентрацию раствора, можно менять мощность нагревателя. Для соляных грелок обычно используют стеклянные трубки, но существуют и грелки, изготовленные из гибкого пластикового шланга. Такая грелка может быть любой длины, ее укладывают, на дно аквариума так, чтобы концы трубки находились выше уровня воды. Грелка обеспечивает равномерный прогрев всей толщи воды и грунта, что очень важно для хорошего роста растений.

Соленые грелки из стеклянных u-образных и гибких трубок изготавливаются по сходной методике. Начать следует с подбора полиэтиленовых или резиновых пробок, которые должны плотно закрывать концы трубок. Пробки прокалывают в центре и сквозь отверстия пропускают электрические провода, к которым прикручивают угольные стержни. Места соединения проводов и стержней следует залить эпоксидной смолой или водостойким клеем, чтобы предотвратить коррозию проводов. В трубку заливают раствор соли и вставляют пробки с электродами. Глубину погружения электродов надо отрегулировать так, чтобы концы угольных стержней на 1 - 1,5 см длины омывались раствором соли. Грелку на несколько секунд подключают к сети. Нагрев должен происходить медленно, с выделением мелких пузырьков газа. Если разогрев происходит очень быстро и раствор соли на электродах, начинает кипеть, концентрацию раствора надо уменьшить, разбавив его водой. Сделав несколько проб, можно подобрать необходимую концентрацию соли. Грелку, изготовленную из гибкого шланга, укладывают в аквариум, придавая ей форму по своему желанию. Концы ее должны быть надежно закреплены, на краях аквариума.

Рис. 3 Аквариумные нагреватели:

а – нагреватель из остеклованных сопротивлений;

б – соленой нагреватель; с – нагреватель из нихромовой проволоки.

В последнее время появилась новая конструкция солевых обогревателей (рис. 3 д). В изгибе трубки находится небольшая колба, заполненная воздухом, последний при повышении температуры воды в аквариуме расширяется и вытесняет солевой раствор, прерывая, таким образом, электрический ток и прекращая подогревание воды. При понижении температуры воды в аквариуме объем воздуха в колбе соответственно уменьшается, воздух выходит из U-образной трубки, и солевой обогреватель вновь действует. Такой саморегулирующийся подогреватель предельно прост в изготовлении и в действии. Для регулирования температурного режима достаточно ввести в колбу тоненькую резиновую трубку и, добавив или удалив соответствующее количество воздуха (ртом), получить необходимые результаты.

Нередко аквариумные грелки выходят из строя из-за того, что нагревательный элемент оказывается выше уровня воды. При этом или перегорает из-за перегрева нагревательный элемент, или разрушается стеклянная колба, изготовленная из нетермостойкого стекла. Происходит это потому, что грелки жестко закрепляют, на стенке аквариума и при подменах воды забывают выключать. Этих неприятностей очень легко избежать, если вставить грелки в самодельные поплавки из пенопласта и пустить их свободно плавать по поверхности воды. Электрический шнур грелки в этом случае лучше делать из гибкого спирального провода. Такая грелка будет свободно опускаться, и подниматься вместе с водой. С соляными стеклянными грелками можно поступить еще проще. Трубка заполняется соленым раствором только, на треть, а угольные электроды опускаются до необходимой глубины. Такая грелка остается, на плаву без дополнительных приспособлений.

Рис. 4 Аквариумные нагреватели:

а – плавающий u-образный соленой нагреватель;

б – нагреватель на поплавке из пенопласта;

с – гибкий соляной нагреватель, размещен, на дне аквариума.