Охлаждение аквариума
Alter Veran   22.05.13, 20:54

Охлаждение аквариума

Температура 30 — 32 градуса (стоявшая в Москве прошедшим летом) если не гибельна, то уж точно некомфортна для большинства видов аквариумных рыб. Из-за этого, похоронив 16 3-х месячных скалярий (кроме перегрева воды, других видимых причин их гибели не было), нормально живших до наступления жары, я задумался: а как можно охладить воду? Протока не подходила уже потому, что аквариум стоит в самой дальней комнате от водопровода и канализации, да и к тому же хлор, и параметры воды… Вспомнил, что особо продвинутые компьютерщики используют для охлаждения процессоров полупроводниковые холодильники — модули Пельтье. Раздобыл такой модуль, поэкспериментировал, поработал руками и — получилось!

Сразу хочу предупредить тех, кто хочет использовать такой холодильник в больших аквариумах — мощность охлаждения у него невысокая. К примеру, в банке на 40 л при длительной работе температура воды опускается на 10 — 12 градусов ниже температуры окружающего воздуха, а в 150-л банке — всего на 4 — 5. Для аквариумов больших размеров нужно будет использовать несколько таких устройств, но тут ничего советовать не могу — не пробовал, хотя в этом случае, наверное, дешевле будет купить небольшой бытовой или автомобильный холодильник и по шлангам пропускать воду через него.

Теория.

Модуль Пельтье — устройство, работающее на принципе эффекта Пельтье, заключающегося в том, что при пропускании электрического тока через спай двух полупроводников с различной проводимостью один из них нагревается, а другой — охлаждается. Скажу только, что разность температур холодной и горячей сторон модуля зависит только от протекающего через него тока (для использованного мной она составляет (по паспорту) 72 градуса при напряжении 15.5 Вольт и потребляемой мощности 53 Вт). Таким образом, обеспечив хороший отвод тепла от горячей поверхности модуля, на холодной мы можем получить температуру даже ниже нуля.

Комплектующие.

1. Модуль Пельтье возможно большего размера (и мощности) — можно купить в продвинутых (не крутых!!!) компьютерных магазинах. Я покупал в магазине «Чип и Дип». Цена — около 300 руб.

2. Два теплоотводящих радиатора по возможности большего размера (один с охлаждающим вентилятором). Какие безопаснее в плане реакции с водой — алюминиевые или медные — не знаю, может кто-то хорошо знает химию и подскажет. В крайнем случае, радиатор, который будет находиться в воде, можно покрыть лаком, но это ухудшит теплообмен. Я использовал кулеры для процессоров «Атлон». Цена — 180 руб. каждый.

3. Теплопроводящая паста — в тех же компьютерных магазинах. Цена — 15 руб.

4. Блок питания — любой, способный выдать 12 — 15 вольт при 4 амперах. Я использовал импульсный преобразователь для питания галогеновых ламп — 12 В 50 Вт. Цена — 160 руб.

5. Пластина из твердого пластика (оргстекло, полистирол и т.п. — безвредный для воды) толщиной 2 — 2,5 мм (на 1 -1,5мм меньше толщины модуля Пельтье, чтобы провести провода), размер — немного больше размера радиаторов. Будет служить основанием всей конструкции (далее — основание). Если холодильник будет стоять в герметичной канистре — можно использовать верхнюю сторону самой канистры (об этом далее).

6. Корпус, шланги, помпа и др. — в зависимости от того, какой конструктив будет выбран. Об этом ниже.

7. Винтики, гаечки, шайбочки — найдутся в хозяйстве любого уважающего себя мужчины.

Конструкция.

Никаких конкретных чертежей не даю — только общие принципы.

1. По центру основания выпиливаем квадратное отверстие размером на 2-3 мм больше размера модуля (он должен свободно вставать в отверстие).

2. Продумываем и подготавливаем способ крепления радиаторов к основанию, руководствуясь следующими критериями (вентиляторы с радиаторов нужно снять — на «водном» он вообще не нужен, а на «воздушный» потом вернем):

а) Оба радиатора должны плотно, но без большого усилия (чтобы не расколоть модуль), прилегать к модулю с разных сторон так, чтобы модуль находился по центру каждого радиатора.

б) Радиатор, находящийся в воде, должен плотно прилегать к пластине (желательно герметичное соединение т.к. вода ни в коем случае не должна попадать на модуль). Можно приклеить.

в) Радиатор, находящийся в воздухе, желательно сделать съёмным, т.к. эффективность охлаждения воды в первую очередь зависит от отвода тепла воздухом — в последствии можно будет установить радиатор большего размера и более эффективный вентилятор.

г) Радиаторы нежелательно соединять между собой металлическим крепежом — это ухудшит их термоизоляцию друг от друга. Желательно прикрепить радиаторы к основанию независимо друг от друга.

3. Крепим радиатор, находящийся в воде, к основанию.

4. На участок этого радиатора, находящийся в пропиленном окне, наносим теплопроводящую пасту, устанавливаем в окно модуль «холодной» стороной на пасту и сильно придавливаем. Пасты должно быть столько, чтобы она распределилась на всю площадь модуля, но не сильно выдавилась за край (паста не должна попасть внутрь модуля). Эту операцию, возможно, придется повторить несколько раз, осторожно отклеивая модуль и удаляя пасту.

5. Наносим пасту на «горячую» поверхность модуля (руководствуясь теми же критериями), прижимаем «воздушным» радиатором и крепим радиатор к основанию. Провода, идущие от модуля, должны быть доступны (возможно, их придется удлинить).

6. Устанавливаем на «воздушный» радиатор вентилятор.

7. Подключаем провода от модуля Пельтье и вентилятора к блоку питания (не перепутайте полярность!).

8. «Сердце» холодильника готово — можно испытывать: опускаем в широкий неглубокий сосуд (тарелка) холодильник так, чтобы «водный» радиатор стоял на дне, наливаем воду примерно на 2/3 высоты «водного» радиатора и включаем. Нагрев «воздушного» радиатора можно почувствовать на ощупь уже через несколько секунд, охлаждение воды происходит не так быстро, но через 5 — 10 минут уже заметно.

9. Холодильник без корпуса.

Если все работает правильно, можно заняться установочной конструкцией холодильника.

Мной опробовано 3 варианта установки для охлаждения аквариума. Замечу, что с точки зрения эффективности охлаждения воды они примерно одинаковы и отличаются только эстетичностью конструкции и сложностью изготовления.

1. Просто устанавливаем холодильник так, чтобы «водный» радиатор был погружен в воду, можно не полностью, желательно, чтобы он оказался в потоке воды, создаваемом фильтром. Еще раз напоминаю — вода не должна попадать на модуль Пельтье. Плюс — простота конструкции, минус — опасность попадания воды на модуль и неэстетичность.

2. Установка холодильника во внешний фильтр-водопад вместо наполнителя. Плюс — возможность изоляции модуля Пельтье от воды и скрытной установки, минус — приходится ломать фильтр.

3. Установка холодильника («водного» радиатора) в герметичной канистре и врезка ее в выходной шланг внешнего канистрового фильтра. Плюс — полная скрытность конструкции, минус — трудоемкость изготовления и герметизации, необходимость наличия канистрового фильтра (можно обойтись помпой, но обязательно с фильтром грубой очистки на входе). У меня в данный момент реализован этот вариант, немного доработанный — холодильник врезан в боковую стенку тумбы под аквариумом так, что канистра с «водным» радиатором находится внутри, а «воздушный» радиатор — снаружи. Плюс — дополнительная теплоизоляция.

Так же возможен вариант, если вместо «воздушного» радиатора для охлаждения аквариума использовать змеевик из тонкой металлической трубки, имеющей хороший тепловой контакт с модулем Пельтье, по которой будет гоняться вода, можно протокой из водопровода, можно в замкнутом контуре (вроде внешнего контура на АЭС). Думаю, такая конструкция охлаждения аквариума будет в несколько раз эффективнее вышеописанных, но трудоемкость и себестоимость ее слишком высока. Можно так же по змеевику прокачивать и охлаждаемую воду, но тут как раз я смысла не вижу: при одноразовом прохождении воды она, конечно, охладится лучше, но реально вода прогоняется через холодильник постоянно и охлаждается все больше и больше.

В заключение хочу посоветовать — в жару для лучшего охлаждения аквариума открывайте крышку: 2 люминесцентных лампы по 25 Вт при закрытой крышке нагревают воду в 150 л банке на 2-3 градуса, а испарение воды температуру снижает.

Источник http://ruaquarium.ru/akvariumnyiy-holodilnik/

Метод лично мной не опробован, но в интернете многие рекомендуют. В ближайшее время собираюсь опробовать.