Wärmeabgabe von Pumpen

Hallo,

ich setze mein Meerwasser immer in einer 200 Liter Regentonne im Keller an. Das Wasser wird von zwei Schnellfilterpumpen á 10 Watt (weiß nicht, ob ich hier die Marke nennen kann?) umgewälzt. Allein durch diese beiden Pumpen ist das Wasser rund 5°C wärmer als die umgebende Raumluft.

Nun meine Fragen: Ist das normal, dass solche Pumpen das Wasser derart aufwärmen? Und liegt der Verbrauch dann tatsächlich bei -wie auf den Pumpen angegeben- nur 10Watt/Pumpe oder ist der tatsächliche Stromverbrauch höher (soll ja bei einigen technischen Geräten vorkommen)?

Bin auch deshalb stutzig, weil ich wahrscheinlich mindestens einen 75Watt-Regelheizer im Dauerbetrieb bräuchte, um dieselbe Erwärmung zu erzeugen.

Grüße, Florian

Hallo Florian,

also den Markennamen darf man hier schon nennen. Ich habe da auch meine Zweifel das 20W reichen um 200 Liter Wasser so weit zu erwärmen, wie viel Zeit ist bis zu diesem Zustand vergangen?
Um einen Messfehler auszuschließen noch folgendes, hast du erst das Wasser und dann mir dem selben Thermometer die Luft gemessen? Dann würde die Verdunstungsabkühlung des nassen Thermometers je nach Luftfeuchtigkeit (Aspirationspsychrometrie), eine zu niedrige Lufttemperatur messen.

Gruß
Benjamin

Hi,

also ich versuche das mal nachzurechnen.
Wasser hat eine Wärmekapazität von 4,18 kJ/kg/K

Daraus ergibt sich folgende Rechnung:
4180J*200kg*5K=4180000W*s / 3600= 1161,11W*h /20W = 58,05h

Eine perfekte Isolierung vorausgesetzt (adiabates System), würden 20W also binnen 58,05 Stunden reichen um 200Liter Wasser um 5°C zu erwärmen.

Gruß
Benjamin

Hallo,

danke erstmal für die Infos.

Ich hab zwei Thermometer, einen fürs Wasser und einen für die Luft.

Isoliert ist da nichts, ist eine normale Kunststoff-Regentonne, oben offen.

Abgelesen hab ich das erste mal nach 4 Tagen.

Mich wundert halt vor allem, dass die Dinger (sind von Aqua Medic) das Wasser offenbar effektiver aufheizen als ein Aquarienheizer. Die Pumpen in meinen Aquarien (div. Marken) heizen mir das Wasser nicht so stark auf.

Grüße, Florian

Hallo

@ Pauli:

Zitat

Hallo Beni!

Was für ein Freak bist du denn? Wie gehst denn du ab? Bin beeindruckt, dass si zu rechnen, wusste net mal dass es dafür ne Formel gibt

Ich fasse das jetzt mal positiv auf, Wärme- und Stoffbertragung sowie Thermodynamik sind wesendliche Bestandteile meines Studiums, da sollte ich das wissen
Das Modell hat aber streng genommen ein paar Ungenauigkeiten, erstens ist die Tonne nicht isoliert und zweitens ist der Cp Wert von Salzwasser niedriger, evtl. mitteln sich die beiden Fehler aber auch genau aus?

@ Florian:

Zitat

Mich wundert halt vor allem, dass die Dinger (sind von Aqua Medic) das Wasser offenbar effektiver aufheizen als ein Aquarienheizer. Die Pumpen in meinen Aquarien (div. Marken) heizen mir das Wasser nicht so stark auf.

Der Schlüssel ist die Zeit. Keiner von uns will Heizer haben, die eine Stunde brauchen um eine Temperaturerhöhung von nur 0,1°C zu erreichen, bzw. 10h für 1°C.

Gruß
Benjamin

Hallo Carsten,

also ein Teil der Wärme wird darüber sicher vom Becken ferngehalten, warum sollten da sonst Wärmetauscher drann sein? Da Elektrotechnik aber nicht so mein Spezielgebiet ist , kann ich dir jetzt nichts genaueres dazu sagen, nur so viel:
Entscheident ist die Energie die in das Wasser abgegeben wird, also Wärme und Bewegungsenergie die dann über Reibung ebenfalls zu Wärme dissipiert (verloren geht).

Gruß
Benjamin

Hallo,

@ Benjamin

Stimmt, aber ich hab hier z.B. auch ein 200 Liter Süßwasserbecken ("Zimmerteich", also im Prinzip vergleichbar mit der Regentonne), da ist ein 75Watt Regelheizer drin, der heizt mein Wasser auf 23°C auf (Zimmertemperatur im Moment 20°C tags und 17°C nachts), und der ist (subjektiv betrachtet) praktisch immer an, wenn ich reinschau.

Wenn der gleich effektiv wäre wie meine Pumpen, dann dürfte der doch nur ca. 1/4 der Zeit an sein - oder liege ich da falsch?

Bin jedenfalls gerade am Überlegen, ob ich den Heizer nicht rausschmeiß und dafür zwei solche Pumpen reinmach - nur die Strömung will ich da drin natürlich nicht.

P.S.: Ein Unterschied fällt mir gerade ein: Der Zimmerteich ist oben offen, da verdunsten pro Tag ca. 5 Liter, was sicherlich abkühlt und damit zusätzliche Heizliestung notwendig macht. Die Tonne ist abgedeckt.

Paulie

In der Tonne ist mir der Aufwärmeffekt ja eigentlich egal, deshalb sind die Pumpen grundsätzlich schon o.k., wenn sie tatsächlich nur 10 Watt schlucken, in einem Aquarium hätte ich damit natürlich Probleme.

Das mit dem Strommessgerät probier ich mal aus. Bin den Dingern gegenüber nur etwas skeptisch, weil ich mal gelesen hab, dass sie z.B. den Stromverbrauch von Leuchtstoffröhren nicht korrekt wiedergeben. Hab aber leider nicht kapiert, warum.

Grüße, Florian

Danke Alex für die ausführliche Erklärung

Hallo Florian,
dein Zimmerteich ist nicht ganz genau vergleichbar, denn das Wasser wird ja nicht von einer niedrigeren
Temperatur aufgeheizt (instationär), sondern soll eine konstante Temperatur halten (stationär).
Um den Wärmeverlusst deines Teiches zu bestimmen wären aber einige schwer zu ermittelnde Werte nötig, daher kann ich nicht berechnen wie lange dein Heizer laufen sollte.
Denn hierfür müssten wir unter anderem den Wirkungsgrad des Heizers haben, die Oberfläche, die Strömungsgeschwindigkeit, die Wärmeleitfähigkeit der Behälterwände, die Verdunstungsabkühlung (ich bin eben bei einer überschläglichen Berechnung auf 12218,2kJ = 3,39kWh für 5Liter Verdunstungswasser am Tag gekommen ? ). Ausserdem müssten wir die Luftfeuchtigkeit mitteln, das Volumen des Raumes bestimmen, sowie die Oberflächenbewegung, die Oberflächenspannung und noch einige andere Werte. Daher mein Tipp, Seiten und Boden Isolieren und wenn möglich oben abdecken.
75 W ist übrigens recht knapp bemessen, allgemein werden für 200 L bei etwa 20°C Raumtemperatur so um die 125W verwendet.

Gruß
Benjamin

Hallo Benjamin,

aber eigentlich sollte doch für das Halten einer Temperatur weniger Energie notwendig sein als für das Aufheizen - oder nicht?

Mal abgesehen davon halten die Pumpen in meinem Faß im Keller die Temperatur nach der Aufheizphase dann auch konstant 5°C über der Raumtemperatur, da hat sich wohl ein Gleichgewicht eingespielt.

Wenn sie auch den "Teich" 5°C über der Raumtemperatur halten würden, würde mir das ja völlig reichen.

Oder kann man den Vergleich so nicht ziehen?

Der "Teich" ist unten und an den Seiten mit geschäumter Dämmfolie isoliert, abdecken geht nicht, da ein riesiges Zypergras drin steht (deshalb wahrscheinlich auch die heftige Verdunstung).

Stimmt schon, dass der Heizer niedrig dimensioniert ist, aber für Westafrikaner, die nur 23°C brauchen, reicht er aus - für Südamerikaner würde das anders aussehen, da käme ich nicht mit hin. Außerdem gehe ich davon aus, dass der Wärmeverlust über die Seitenwände bei einem Aquarium vergleichbarer Größe über das Glas höher ist als über Kunststoff + Dämmfolie.

Mit den ganzen Daten kann ich natürlich nicht dienen, ich kann nur nach Bauchgefühl gehen, und das sagt mir, dass ich das Faß im Keller mit einem 20 Watt Heizer so wie es dasteht nicht 5°C über Raumtemperatur bekommen würde - mit den Pumpen aber geht das offenbar!?

Du siehst schon, bin da totaler Laie, gut, dass ich gleich an einen Fachmann wie dich geraten bin.

Danke & Grüße,
Florian

Hi,

ähm Fachman, das wäre wohl übertrieben, ich bin ja noch am studieren und muss noch viel auf dem Gebiet lernen und noch mehr an Erfahrung sammeln
Ob man mit Pumpen genau so gut heizen kann wie mit Regelheizern ist aber eine interessante Frage, denn wie Alex schon schrieb, ist es egal ob die Energie durch einen Widerstand oder als mechanische Energie engeleitet wird. Nur mit dem Unterschied, das die Heizung mittels Pumpen die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und damit leider auch wieder die Wärmeabgabe an die Umgebung.

Könnte es sein das dein Heizer nur schwach umströmt wird? dann würde viel Wasser das gerade erst aufgeheizt wurde durch freie Konvektion (warmes Wasser hat eine geringere Dichte als kälteres) zur Oberfläche steigen und aufgrund seiner höheren Temperatur schneller abkühlen (2. Hauptsatz der Thermodynamik).
Deine Annahme mit dem Gleichgewicht in der Tonne würde ich übrigens bestätigen , es wird die gleiche Menge Energie zugeführt wie abgeführt wird.

Gruß
Benjamin

Hallo,

Strömung am Heizer ist schon vorhanden, nicht so wie in einem Meerwasserbecken, aber schon ordentlich.

Was mich halt nach wie vor beschäftigt ist einfach der Punkt, dass ich mit einer Heizung über die Pumpen offenbar deutlich weniger Strom brauche als über einen regulären Regelheizer - also die Energie, die ich zuführen muss, um denselben Heizeffekt zu haben, ist offensichtlich unterschiedlich (vorausgesetzt die Angabe mit den 10 Watt Verbrauch stimmt). Wie kann das sein?

Ich hab mal in einer alten Aquarienzeitschrift gelesen, dass man die Abwärme von Leuchtstofflampen (bzw. deren Drosseln) quasi gratis bekommt, meint eine 18 Watt Röhre produziert für mehr als 18 Watt Licht + Wärme. Irgendwie haben die da zwei -sorry für die laienhafte Bezeichnung- "Stromarten" unterschieden, die der fest installierte Stromzähler erkennt (der aus dem Baumarkt tut dies nicht) bzw. von denen eine vom Stromzähler erfasst wird und die andere nicht.

Kann es sein, dass es sich bei den Pumpen irgendwie ähnlich verhält?

Grüße, Florian