Wie heiß wird das H2O im AQ wenn der Heizer nicht abschaltet

Lutz_M · Anmeldungsdatum: 25.05.2005 Beiträge: 5 Wohnort: Greifswald

Hallo liebe Forengemeinde,

habe mich extra angemeldet, weil ich für mein Problem keinerlei Lösungsidee habe. Physik hat mir zwar immer viel Spaß gemacht, aber ich bin mehr der Elektrische Augenzwinkern

. Naja und dann ist das mit der Schule inzwischen auch 30 Jahre her, da fehlt dann doch die Routine und noch mehr das Wissen (das meiste ist wohl weg traurig

)

Nun mein Problem:

Ich habe ein Aquarium mit den Maßen 120x60x50 cm³, also 360l Inhalt. Wie hoch kann die Temperatur ansteigen, wenn mein Regelheizer (300W) durch einen Defekt nicht mehr abschaltet. Das Glas ist 10mm dick. Zimmertemperatur z.B. 22 °C.

Damit wir uns richtig verstehen, es geht mir nicht um ein K genau, aber eine Relation wäre schon sehr schön. Noch besser wäre, wenn es eine halbwegs allgemeinverständliche Formel gäbe, so daß man andere Beckengrößen, Glasdicken, Heizleistungen etc. eingeben könnte (Idealerweise gleich 'ne Excel-Tabelle Big Laugh

).

Bin sehr auf Eure Antworten gespannt, denn in "meinem" www.aquarienforum.de konnte bisher noch keiner helfen (außer mit Erfahrungswerten) Diese habe ich selbst Augenzwinkern

, aber man muß es doch ausrechnen können, oder???
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Gast

das kann man ausrechnen, ist weiters KEIN Problem ..., allerdings hab ich die Formel für die Energieabstrahlung nicht parat und der Durchgangswiderstandswert von Glas vogegebener Stärke ist mir ebenfalls nicht bekannt, sonst hätt ich dirs schon vorgerechnet (inkl. Formel) ....

wart erst mal ab ob von andern dazu was kommt .... falls nicht versuch ichs abzuklären, sofern ichs finde, abgesehen vom "Beiwert" des Glases

Lutz_M · Anmeldungsdatum: 25.05.2005 Beiträge: 5 Wohnort: Greifswald

Na dann danke ich schon mal für die schnelle Antwort.

Ich habe ja auch schon etwas geknobelt, habe hier zwei Glas-Werte: spez. Wärmekapazität 0,8 kJ/(kg K)
und Wärmeleitfähigkeit 0,8 W/(m K)

Hilft das weiter????

Gast

ja das hilft weiter,

spez. Wärmekapazität 0,8 kJ/(kg K) das dürfte nicht gebraucht werden

aber es verbleiben noch ein paar Ungereimtheiten und es fehlt möglicherweise nochwas, und zwar eine Art Abgabefähigkeit einer Oberfläche an Luft.

Deshalb will ich nicht vorschnell eine Formel zusammenbasteln, obwohl mir im Prinzip schon vorschwebt wie sie auszusehen hat ...

Es gibt aber noch eine ganz andere Möglichkeit um ohne all diese Werte an brauchbare Zahlen zu kommen, und zwar durch 1-2 eigene Versuchsmessungen an einem mittleren Aqarium durchschnittlicher Form und Größe (bei sehr starker unterschiedlicher Bauform notfalls getrennte Werte für die entsprechenden Baugruppen ermitteln), die sich einstellene Temperaturdifferenz zw. Wasser und Außentemperatur zu ermitteln. Ich nenne den ermittelten stabilen Wert mal T0 und das Wasservolumen des Aquariums sei dabei V0. Dann müsste das mit hinreichender praktischer Genauigkeit folgendermaßen auf andere Aquarien (der entsprechenden Gruppe) umrechenbar sein.

Vielleicht kannst das schonmal anhand deiner Zahlen auf Tauglichkeit verifizieren. Das Formeldings ist von mir erdacht, wirst kaum sonstwo finden in der Art.

sax · Anmeldungsdatum: 10.05.2005 Beiträge: 377 Wohnort: Magdeburg

Die Wärmeleitung durch das Glas ist, glaube ich, gar nicht so wichtig. Das Entscheidene ist der Übergang von der Oberfläche des Aquariums an die Luft. Die Wärmeleitfähigkeit von Glas ist viel besser als die von Luft, so das man denken kann die Hauptbarriere für die Wärme ist der Übergang Glas->Luft bzw. Wasser->Luft.
Es gilt in guter Näherung für die abgegebene Wärmeleistung:

Wobei

der Wärmeübergangskoeffizient ist. Dieser liegt für die meisten Stoffe bei ca

Nimmt man nun näherungsweise an, dass Glas und Wasser an jeder Stelle die gleiche Temperatur haben, muß, wenn die maximale Temperatur des Wasser erreicht ist, die abgegebene Wärmeleistung gleich der Heizleistung sein. Man kann die Gleichung nun nach der Aquariumstemperatur umstellen:

(damit hast du die allgemeine Formel Big Laugh

A ist die Oberfläche des Aquariums)
gegeben hatten wir:

(eigentlich 3.2 aber so genauer ist es eh nicht)

Hmm, da komm ich auf etwa 26°, die Rechnung ist ziemlich ungenau deshalb würd ich auf 30 runden. Wenn meine Argumentation hier richtig ist sollten es also um die 30° werden, stimmt das mit deinen Erfahrungen überein ?. Mir kommt es doch sehr wenig vor.
Auf jeden Fall ist der Ansatz, dass die insgesamt abgegebene Wärmeleistung gleich der Heizleistung ist, der richtige Weg, wenn der Wert nicht stimmt, muß man den mehr Details des ganzen Systems betrachten.

edit:
Ich habe gerade mal auf dem Aquariumboard geguckt, und noch ne Anmerkung: nicht das Volumen, sonder die Oberfläche eines Körpers bestimmt ,wieviel Wärme er abgibt.

edit2:
Wenn man mal ausrechnet, wie der Wärmestrom durch eine Glaswand und dann die Wärmeabgabe an die Luft ist, kann man ausrechnen das man die Strömung durch das Glas vernachlässigen kann wenn
gilt:

mit dem Wämeleitkoeffizient

, der dicke des Glases l . Hier komme ich auf

von daher sollte der Wert doch nicht so schlecht sein. Allerdings hat man den Boden, auf dem das Aquarium steht, nicht berücksichtigt.

Lutz_M · Anmeldungsdatum: 25.05.2005 Beiträge: 5 Wohnort: Greifswald

Ich bin beeindruckt. Danke schonmal!

@Gast: Versuchsaufbau ist leider etwas kompliziert, habe zwar noch 3, 4 andere AQs stehen, aber da schwimmen überall Fische drin Augenzwinkern

, außerdem sind die Heizer alle i.O. und die kann man nur in einem bestimmten Bereich verstellen. Aber trotzdem ein verständlicher Lösungsweg.

@Sax: Der Wert könnte passen Thumbs up!

! Habe bei dem AQ vor ein paar Wochen den Deckel entfernt und 'ne Hängeleuchte drüber. DAdurch ist jetzt die Heizleitung der 4 Leuchtstoffröhren incl. Drosseln weggefallen und außerdem ist der Verdunstung jetzt Tür und Tor geöffnet. Seit dem ist die Temperatur um ca. 2-3 K abgesackt. Wohl bedingt durch die Trägheit der Regelstrecke kommt der Heizer gar nicht nach.
Vom Gefühl würde ich aber auch behaupten, daß ich nicht auf 30°C kommen würde.

@all: Ist mir schon klar, daß der Boden (steht ja auf Holz und dazwischen 'ne Isomatte) weniger Wärme abgibt, und die Verluste durch Verdunstung auch schwer zu erfassen sind (variiert ja auch stark, s.o. ). Darum gings ja auch nicht. Ich werde mal mit Sax's Formel ein paar Beispiele durchrechnen. Mal sehen ob's bei mir praxistauglich ist.
Ein riesiges Danke an alle!!! Mit Zunge

*edit*
PS: äääähm, kann es sein, daß ich bei o.g Zahlen auf gut 36 ° komme? Kann ich jetzt noch nicht mal mehr in den Taschenrechner eintippen oder habe ich was falsch verstanden

Quercus_Robur · Gast

Hi

Die Idee der Vereinfachung durch weglassen des Wärmeübergangs vom Wasser ins Glas und des Wärmedurchgangs durchs Glas find ich gut, der konstante Wert für den Wärmeübergang für alle Materialien finde ich aber etwas suspekt - Lutz, eventuell findest Du etwas in Deinen Tabellen, Wärmeübergang Glas -Luft.

Klar, bei der Oberfläche muß die (isolierte) Bodenfläche unberüchsichtigt bleiben, und was hier noch ausser acht gelassen wurde, aber sicher einen nicht unbeträchtlichen Beitrag zu Kühlung liefert, ist bei einem offenen AQ die Verdunstung. Hier bräuchten wir dann einen Wert für die Menge Wasser, die Du je Zeiteinheit nachfüllen musst.

Zusätzlich zu berücksichtigen sind die duch die Beleuchtung und duch Pumpen und ähnliches eingebrachte Wärmenergie. Hier wirds dann etwas komplizierter.

Liebe Grüße
Alex

Lutz_M · Anmeldungsdatum: 25.05.2005 Beiträge: 5 Wohnort: Greifswald

Tja, wenn ich das jetzt richtig verstehe, ergibt sich aus der Formel

für den Wärmeleitungskoeffizienten (der heißt in meinem alten Schmöker Wärmedurchgangskoeffizient-ich hoffe es ist das Gleiche) (also dieses Alpha-wie gibt man denn bloß die Formeln ein??? grübelnd

) für 10mm Glas (Wärmeleitfähigkeit lt. Tabelle 0,6-0,9 W/(m*K) ) ein Wert zwischen 60 und 90, Das ist nun aber ziemlich weit weg von 7 geschockt

...

Daraus schlußfolgere ich, daß die Erwärmung nur ca. 1/10 wäre, was mir komisch vorkommt, da Glas doch ein recht schlechter Wärmeleiter ist.

Ich glaube ich verstehe gar nichts mehr... grübelnd

Quercus_Robur · Gast

Hi

Der Wert den Du hier gefunden hast ist der Wärmeleitkoeffizient [W/mK],
den wir lt. Empfehlung von sax nicht berücksichtigen. Wichtig ist der
Wärmeübergangskoeffizient [W/m²K], für den Wärmetransport durch eine Grenzschicht, hier Glas -> Luft.

Liebe Grüße
Alex

Gast

Gast

Lutz_M · Anmeldungsdatum: 25.05.2005 Beiträge: 5 Wohnort: Greifswald

Hallo Alle,

danke nochmal für Eure Unterstützung!

Wir (na ich eigentlich nicht grübelnd

) haben hier http://www.aquarienforum.de/forum/showthread.php?p=255206#post255206 mal 'ne vereinfachte Formel erstellt und 'ne Excel-Tabelle gemacht.

Evtl. gibt's ja noch Anmerkungen der einen oder anderen Art.