Unsichtbare Heizung für Nano-Aquarien

Oder: Es geht auch analog!

An dieser Stelle möchte ich eine etwas ungewöhnliche Lösung für ein Problem vorstellen, das sich bei mir einstellte:

In meinem Nano Aquarium war es ein wenig zu kalt, da es in einem kühlen Raum steht. Es war also erforderlich, das Becken zu beheizen. Dabei wollte ich den ohnehin sehr begrenzten Raum in dem kleinen Becken nicht mit einem Heizstab verunstalten. Es musste also eine andere Lösung her!

Die Lösung des Problems besteht darin, nicht das Aquarium, sondern den Filter zu beheizen, der ja "unsichtbar" in der hinteren Säule des Aquariums untergebracht ist. Das Wasser in dem Filter wird ständig ausgetauscht, und transportiert somit die Wärme ins Aquarium.

 Selbstbau-Heizelement:

Als Heizelement dienen zwei in Schrumpfschlauch eingeschrumpfte Leistungs-Drahtwiderstände mit je 6,8 Ohm, zusammen also 13,6 Ohm. bei 12 Volt Betriebsspannung ergibt sich eine Leistung von ca. 10,5W. Diese Leistung genügt, um  das 20 Liter Becken um 3-4°C über der Raumtemperatur zu halten. Um nicht unnötig zu heizen (z.B. im Sommer, oder wenn die Beleuchtung zusätzliche Wärme bringt, habe ich einen einfachen analogen Thermostat vorgeschaltet.

Die folgende Bilderserie zeigt den Aufbau des kleinen Heizelements:

 Heizelementbau 1

Das Heizelement besteht aus den zwei 5W / 6,8 Ohm Widerständen, einem Sicherheitsthermostat (Schaltpunkt ca. 80-90°C), und Schrumpfschlauch mit Innenkleber. Nicht auf dem Bild zu sehen sind zwei Stücke Schrumpfschlauch für die Anschlußdrähte der widerstände.

 Heizelementbau 2

Zunächst verlötet man das Sicherheitselement in Reihe zu den Widerständen.

Heizelementbau 3

Die beiden freien Anschlußdrähte der Widerstände werden mit dünnem Schrumpfschlauch versehen.

Heizelementbau 4 

Um die Anordnung vor dem Wasser zu schützen, wird nun der Schrumpfschlauch mit Innenkleber über die Widerstände geschoben und erwärmt. 
Dabei geht man folgendermaßen vor:

1. Das Ende mit den Anschlußdrähten erwärmen (schrumpfen) bis der Kleber flüssig wird. Anschließend schnell in einen Schraubstock einspannen (Vorsicht, keine Gewalt, sondern nur zusammendrücken!), so dass eine Falz entsteht, die das Ganze wasserdicht versiegelt.

2. Anschließend das gegenüberliegende Ende in gleichermaßen erwärmen und versiegeln.

Heizelementbau 5

So sieht das fertige Heizelement aus. Man kann sehr gut den Kleber erkennen der an den Falzstellen ausgetreten ist. Wenn das so aussieht, ist das Element wasserdicht versiegelt.

Je nach geplantem Anbringungsort kann man die Anschlußdrähte natürlich noch verlängern, bevor man sie mit Schrumpfschlauch überzieht.

Für mein Aquarium war die Länge der Anschlußdrähte aber genau richtig:

Heizelement im Filter

Wie man deutlich erkennen kann wurde das Heizelement mit einer Lüsterklemme versehen, un einfach in den Außenfilter eingehangen.

Wenn die Pumpe in Betrieb ist, dann steigt der Wasserspiegel etwas, so dass das Element vollständig bedeckt ist.

Bei Aquarien anderer Hersteller, die gegebenenfallls nicht über einen Außenfilter verfügen, kann das kleine Heizelement auch direkt in das Aquarienwasser eingehangen werden. Hier ist es natürlich sinnvoll, hierzu eine Stelle an der Rückwand des Beckens zu wählen, die z.B. von einer Pflanze oder Dekoration verdeckt ist. An der gewählten Stelle sollte eine gute Wasserzirkulation sein, um die eingebrachte Wärme sicher abzutransportieren.

Anbringen des Sensors:

Da dieses mal analog gearbeitet wird, ist der Montageort des NTC Sensors weitgehend unkritisch, solange dir Temperatur an der gewählten Stelle vom Wasser des Aquariums gut beeinflusst wird.
In meinem Fall bot sich die eine verdeckte Stelle am Außenfilter des Aquariums an. Bei anderen Aquarien kann man den Sensor auch an der Rückwand anbringen, und gegebenenfalls mit etwas Styropor o.ä. etwas gegen die Raumluft isolieren.

Sensor am Aussenfilter

Das Bild zeigt den Temperatursensor wie er probeweise am Außenfilter befestigt wurde. Später habe ich ihn mit Sekundenkleber befestigt, und mit etwas Verpackungsfolie abgedeckt, um ihn vor Temperaturschwankungen "von aussen" zu schützen.

 

Regelung:

Da es natürlich nicht sinnvoll ist, die Heizung rund um die Uhr eingeschaltet zu lassen, empfiehlt sich die Verwendung eines einfachen analogen Reglers. Eine einfache Standardschaltung die diesen Zweck erfüllt, zeigt die folgende Abbildung:

Schaltplan Aquarienthermostat

Die Versorgung der Regelschaltung incl. des Heizelements übernimmt ein handelsübliches 12V Schaltnetzteil mit einem Ausgangsstrom von mehr als einem Ampere, wobei man darauf achten sollte, dass es möglichst geringe Verluste aufweist.

Die Elektronik sollte man in ein kleines Kunststoffgehäuse einbauen, oder, je nach Aquarium in der Verkleidung des Filters oder im Aquarienfuß. Auf jeden Fall muss die Elektronik vor dem Aquarienwasser geschützt werden.

Die Einstellung des Reglers ist einfach: Zunächst sucht man die Potistellung, bei der der Regler bei der aktuellen Wassertemperatur schaltet. Von diesem Punkt aus tastet man sich dann langsam an die gewünschte Temperatur heran. Das sollte nach 2-3 Durchgängen erledigt sein.

Die hier vorgestellte Anordnung von Sensor und Heizelement arbeitet nun seit einigen Woche einwandfrei, und hält das Wasser auf der eingestellten Mindesttemperatur. Wenn es im Raum wärmer wird, oder Tagsüber die Beleuchtung das Wasser zusätzlich aufheizt, schaltet der Thermostat die Zusatzheizung ab.

Die Schalthysterese liegt bei ca 0.5 °C. Wem dies zu wenig ist, der kann R5 verkleinern, um die Hysterese zu erhöhen.