Energiemenge um 1 Liter Wasser um 1°C zu erhöhen

  • Hallo,


    ich habe in der Garage, die sich unter dem Wohnzimmer befindet einen Wasserbehälter stehen, in dem sich 600 Liter Osmosewasser befinden. Im Winter kann es sein, dass das Osmosewasser bis auf 5°C herunterkühlt. Es steht ja in der Garage.


    Kann man einen solchen Behälter irgendwie isolieren, dass das Wasser darin keine so niedrige Temperatur im Winter erreicht?


    Die andere Alternative wäre das Wasser mittels elektr. Heizer "warm" zu halten. Die Frage ist jedoch, ob das überhaupt wirtschaftlich machbar ist.


    Das Wasser soll für den Wasserwechsel und als Nachfüllwasser für das Aquarium verwendet werden, welches sich ein Stockwerk über der Garage befindet.


    Darum wollte ich nachfragen, wie viel Watt an Energie ein großer Heizstab benötigt, um eine gewisse Menge an Wasser um 1°C zu erhitzen.

  • Hallo Arthur,


    eine Isolierung alleine verlangsamt zwar die Abkühlung, kann diese aber nicht stoppen.


    Wasser zu erwärmen benötigst du 4,18 kJ/(kg*K), d.h. 4,18 Kilojoule pro Kilogramm Wasser und ein Grad Erwärmung. Die Wattzahl erhälst du aus der Beziehung 1 J = 1 W*s
    1kWh = 3,6 * 10^6 W*s


    Daraus ergibt sich, dass du für die Erwärmung von 600 Liter Wasser um ein Grad 2508 kJ bzw. = 9028800 kW*h benötigst. (Irgendwie glaube ich hier einen Umrechenfehler zu machen, kommt mir sehr viel vor?)


    Aber da das Wasser ja warm rein kommt, wäre es besser die Temperatur gleich zu halten, dann musst du nur den Verlusst der durch die Isolierung nach aussen dissipiert ausgleichen.


    Schreibe doch mal was das für ein Behälter ganau ist, auch Maße und Material, dann kann man das annähernd berechnen.


    Gruß
    Benjamin

  • Hallo Artur


    Rein rechnerisch kann man mit einer KWh ca 860 Liter Wasser um 1 Grad erwärmen. Bei deiner Wassermenge wären das etwa 1,4 Grad . Natürlich mußt du deinen Behälter so gut wie möglich isolieren , sonst heizt du ja deine Garage mit auf .
    Das Nachfüllwasser brauchst du eigentlich nicht aufheizen wenn du es nicht direkt auf deine Tiere leitest ( ist ja nicht so viel ) und für den Wasserwechsel ist es wirtschaftlicher nur die benötigte Menge kurz vorher zu erwärmen als die ganzen 600 Liter ständig auf Temperatur zu halten .


    Viele Grüße
    Bernd

  • Hallo Artur,
    du verwechselst Energie und Leistung. Die Leistung wird in Watt gemessen, die Energie in Wattsekunden oder Joule.
    Für 1° Temperaturerhöhung sind es ca. 4.2 Ws/Gramm. Dabei ist es egal, ob der Heizer groß oder klein ist.
    Das gilt natürlich nur, wenn das Wasser nicht gleichzeitg Wärme abgeben kann.

  • Hallo Benjamin


    Im Ansatz richtig aber beim umrechnen hast du einen Fehler gemacht , denn 9 Megawattstunden ist doch etwas viel .
    2508 kJ entspricht 2508000 J oder Ws . daraus ergibt sich etwa 0,7 KWh .
    Das ist natürlich elektrische Arbeit . Ein 100 Watt Heizer braucht dafür also 7 Stunden , ein Heizer mit einer Leistung von 1000 Watt folglich nur 0,7 Stunden also 42 Minuten .
    Wenn die Osmose an die Hauswasserleitung angeschlossen ist , ist das Wasser aber auch nicht sehr warm und müsste bei Bedarf temperiert werden .



    Gruß Bernd

  • Hallo Bernd,


    :yrf einfache Umrechnung und ich vertausche Multiplikation und division, danke fürs Nachrechnen :thup


    Gruß
    Benjamin

  • Ist nur ne unausgegorene Idee, aber macht vielleicht eine Art "Durchlauferhitzer" Sinn? Das also nur das Wasser auf eine bestimmte T gebracht wird das aktuell Verwendung findet? Ist natürlich technisch wesentlich aufwendiger ... vielleicht auch völliger Quatsch :grinning_squinting_face: :grinning_squinting_face:


    Christoph

  • Hallo Christoph,


    so pauschal kann nicht gesagt werden, was besser ist. Wenn die Energie die notwendig ist den Wärmeverlusst wärend der Lagerung zu ersetzen größer ist als die fürs aufheizen des Bedarfwassers, dann ganz sicher, das hängt aber von der Verweildauer des Wassers und der Isolation ab.


    Gruß
    Benjamin

  • Hallo


    Ich glaube schon , dass die Variante Durchlauferhitzer energiemaßig betrachtet die bessere Lösung ist .
    Ein Würfel mit dem Inhalt von 600 Litern hat eine Oberfläche von etwa 5 m² , wenn man den in 10cm dickes Styropor packt
    hat man bei 20 Grad T-Differenz ( Wasser 25 - Außentemperatur 5 Grad ) einen Wärmefluß von 40 W . Das ergibt in 25 Stunden eine Energie von 1 KWh . Die ausgeglichen werden muß . Diese Energie reicht aus um 43 Liter von 5 Grad auf 25 Grad zu erwärmen .
    Das heisst mit der Energie die du zum Warmhalten brauchst kannst du täglich etwa 40 Liter Wasser erwärmen .
    Das sollte nur als Beispiel dienen . Natürlich kann man durch bessere Isolation den Verlust noch verringern . Damit wird aber auch der Aufwand größer .



    Gruß Bernd


    PS: Die Energie die zum erstmaligen Erwärmen der 600 Liter gebraucht wird ist da noch nicht berücksichtigt .

  • Hallo Bernd,


    dann gehst du aber von einem zu vernachlässigenden Wirkungsgrad des Durchlauferhitzers aus. Mangels Erfahrung kann ich das nicht genau einschätzen, aber für einen so schnellen Wärmeübergang wie ihn diese Geräte aufweisen, musst doch ein erheblicher Temperaturgradient erzeugt werden, also auch viel Verlusst?


    Das alles ist natürlich sehr spekulativ, da wir nicht wissen wie viel Wasser täglich entnommen wird, welche Oberfläche der Behälter tatsächlich hat und welcher Durchlauferhitzer dann zum Einsatz kommt.


    Gruß
    Benjamin

  • Hallo Benjamin


    Mit Durchlauferhitzer ist natürlich nur das Prinzip gemeint nicht das Gerät selbst . z.B. ein kleiner Zwischenbehälter in dem das Nachfüllwasser über einen längeren Zeitraum erwärmt wird . Obwohl ich der Meinung bin dass man die verhältnismäßig geringe Menge Wasser zum Verdunstungsausgleich auch kalt z.B. über eine Dosierpumpe zuführen kann ohne einen Temperaturrückgang im Becken festzustellen. Zum Wasserwechsel könnte man die benötigte Menge entnehmen und separat temperieren . Damit hätte sich das ganze Problem erledigt .


    Gruß und gute Nacht
    Bernd

  • Hi,


    beim Nachfüllwasser sehe ich das wie Bernd.


    Und beim Wasserwechsel einfach die benötigte Menge abzweigen und in einen beheizten Raum (z.B. am Becken) stellen. Dann Salz rein und eine Pumpe zum "umrühren". Jetzt könntest Du mal messen, wie lange das Wasser braucht um auf Raumtemperatur zu kommen. Ist die Zeit akzeptabel und das Salz gelöst... Wechsel machen und fertig. Da der Raum ja wohl >18 Grad haben wird und die Wechselmenge wohl kaum über 10% des Beckens liegt, passt das schon. Die Pumpe im Salzwasser trägt ein übriges zur Temperaturanpassung bei und notfalls hängst Du halt noch einen 100-300W Heizer mit rein. Je nach Menge des Wassers. ...soweit das Ganze mal nicht von der rechnerischen, sondern der praktischen Seite. :grinning_squinting_face:

  • Tach auch,


    ich verstehe das Problem irgendwie nicht so ganz.


    Wir haben drei Becken mit 125, 250 und 1200 Liter am laufen. Ich habe in den letzten 3 Jahren immer Wasser mit 5-10°C zum Nachfüllen oder für den Wasserwechseln benutzt.
    In dem kleinsten Becken wechsel ich wöchentlich ca. 20 Liter auf einmal.....gut da ist auch "nur ein Einsiedler" drin, ansonsten 10%. SPS/LPS zeigen keine Auffälligkeiten....
    Ich habe bisher immer kaltes Wasser zum anrühren des Salzes genommen.


    Das Aufwärmen wird doch nur empfohlen, um die Salzdichte besser enstellen zu können....Geräte wie spindel oder Refrak sind meist auf 20°C geeicht.


    Wenn ihr hier schon Berechnungen bzgl. des Aufwärmens des Wechselwasser anstellt, dann berechnet doch auch mal die Abkühlung des Beckenwassers wenn ihr 10% Wasser mit 10 °C einfüllt. Wasser ist ein recht guter Wärmepuffer bzw. Speicher. Es ist doch beim Nachfüllen und wechseln egal wie warm das Wasser ist, hauptsache die Salinität stimmt. Wobei auch da Schwankungen okay sind.....


    Selbst wenn Du 10% Wasser mit (theoretisch) 0°C einfüllen würdest, sinkt die Beckentemperatur höchstens um 1,5 °C ab.....wir haben vor 20 Jahren etliche Versuche im Chemieunterricht und im Studium zur Wärmekapazität von Wasser durchgeführt....berechnen kann ich es nicht mehr aber der Trend war so wie oben beschrieben.

  • Zitat

    Original von Fischsuppe
    Tach auch,


    ich verstehe das Problem irgendwie nicht so ganz.


    Einfache Lösungen machen keinen Spass :grinning_squinting_face:

  • Hallo Markus


    Du hast natürlich recht wenn du darin kein Problem siehst . Ist ja auch meine Meinung . Aber die Frage von Artur war ja nach dem Energiebedarf und nach der Wirtschaftlichkeit . Und eine Berechnung über den Energieverbrauch von z.B. 1KWh am Tag nur zum Warmhalten ist doch aussagekräftiger als eine Antwort - das lohnt sich nicht - .
    Die von dir gestellte Aufgabe lässt sich leider nicht ohne Angabe der Beckentemperatur berechnen .
    Aber von 25 Grad ausgehend geht die Temperatur um knapp 1,4 Grad bei Zugabe von 10% mit 10 Grad zurück .
    Beim Austausch von 10% Wasser (also 10% raus und 10% kalt rein) sind es 1,5 Grad .
    Bei deinem Wechsel von 20 Litern im kleinem Becken wären es 2,4 Grad Abkühlung . Das sind vermutlich Werte , wo man sich keine Gedanken machen muß.
    So, wieder mal genug berechnet .


    MfG Bernd

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