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KÜHLUNGviele Wege führen nach Rom, manche aber auch nicht
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Einige Jahre meines "Züchterdaseins" habe ich mit der Suche nach einer Kühlmöglichkeit für tropische Hochlandterrarien verbracht und mehr als einmal bin ich mit meinen Versuchen und Experimenten kläglich gescheitert. Möge der Leser dieses Artikels eine bessere Ausgangsposition haben als ich vor einigen Jahren.
Warum überhaupt Kühlung? Einige der interessanteren Karnivoren wachsen in tropischem Hochlandklima. Im Gegensatz zum immerheißen "typischen Tropenklima" unterscheidet sich dieses dahingehend, dass es tagsüber nicht sonderlich heiß ist und nachts (je nach Höhe) sogar sehr kalt sein kann, bis hinab zum Gefrierpunkt. Solche Arten, hauptsächlich sind das in den Sammlungen Heliamphora und einige Nepenthes wünschen also zum Gedeihen Temperaturen von ca. 20-25°C tagsüber und 10-15°C nachts. In großen Höhen wachsende Arten wie Nepenthes villosa sollen als adulte Pflanze angeblich sogar erst bei Nachttemperaturen um 5°C erfolgreich zu kultivieren sein. Temperaturen in diesen Größenordnungen werden von den Arten nun ganzjährig gefordert, wenn man Ihnen optimale Kulturbedingungen bieten möchte. Die hohen Temperaturen tagsüber entsprechen in etwa der Temperatur in der Wohnung, gegebenenfalls erhöht sie sich noch durch die Beleuchtung und Heizgeräte. Solange die Temperatur tagsüber die 30°C Marke nicht (regelmäßig) überschreitet, haben nur sehr wenige Arten damit Probleme. Solch hohe Temperaturen treten zumindest bei mir bei der Terrarienkultur nur dann auf, wenn direkte Sonneneinstrahlung auf das Terrarium trifft. In diesem Fall kühlt man ein Terrarium am effektivsten durch das Einblasen kalter Raumluft (die wird ja normalerweise unter 30°C liegen), in der Regel empfiehlt sich die Ergänzung mit einem Luftbefeuchter, z.B. mittels Ultraschallzerstäuber, um die Luftfeuchte nicht zu stark absinken zu lassen. Diese Art der Kühlung stellt für Terrarien kein Problem dar. Deutlich schwieriger ist es hingegen, im Terrarium die kalten Nachttemperaturen zu erreichen, die diese Hochlandarten zum guten Gedeihen wünschen. Bevor es ans Technische, die große Bastlerei und ans Geld ausgeben geht folgen einige...
TRIVIALE "LÖSUNGEN" 1. Verzicht auf Hochland- und Ultrahochlandarten. Es gibt z.B. auch schöne Nepenthes, die im Tiefland oder in mittel hohen Lagen wachsen und somit keine kalten Nächte wünschen. 2. Möglicherweise steht ein ganzjährig(!) kalter Raum zur Verfügung, dessen Temperatur auch im Sommer nachts ca. 15°C nicht überschreitet. Nicht vergessen werden darf aber dabei, dass ein größeres Terrarium mit Beleuchtung und evtl. Heizung so ein Zimmer auf Dauer durchaus um einige Grad aufheizen kann. Meist sind die kalten Zimmer auch im Keller und dort sein Terrarium hinzustellen ist auch nicht nach jedermanns Geschmack. Bezüglich der Kühlung ist ein kaltes Zimmer allerdings die einfachste Lösung, tagsüber die Temperatur mit Lampen und Heizgeräten zu erhöhen ist kein Problem. Prinzipiell ist ein klimatisiertes Zimmer auch eine einfache Möglichkeit, wenn man die immensen Stromkosten nicht scheut. 3. Unter
Umständen hat man (gerade in unserem Klima) einen Raum, der die
überwiegende Zeit des Jahres kalte Nachttemperaturen bietet (z.B. durch
geöffnetes Fenster) und nur einige Wochen im Jahr zu hohe Temperaturen
aufweist. Einige Arten stellen dann das Wachstum ein oder gedeihen nur
spärlich, erholen sich dann aber während der kühlen Zeit des Jahres. Das
wäre ein Kompromiss, den man eingehen kann, wenn es jemandem nicht um
optimale Kulturbedingungen geht sondern mehr darum, die Arten am Leben zu
halten. Die meisten Arten tolerieren Nachttemperaturen bis 20°C nachts über ein paar Wochen
hinweg, auch wenn es Ihnen nicht besonders gut tut. Evtl. muss man mit Verlusten
rechnen. 4. Eine
weitere ausgefallene Option besteht darin, das (kleine) Terrarium oder die
einzelnen Pflanzen selbst nachts an einen kalten Ort zu bringen. Man liest
zumindest bisweilen von Züchtern, die Ihre Pflanzen allabendlich in den
Kühlschrank stellen und morgens wieder zurück ins Terrarium bringen. Ich kann
nicht sagen, wie gut es funktioniert, da ich noch nie so jemanden live
getroffen habe, bei mir selbst wäre der Aufwand jenseits von gut und böse.
Wer aber nur ein kleines Terrarium oder 1-2 Arten hat und sich täglich um
seine Pflanzen kümmern kann und mag, der kann es ja mal ausprobieren.
KÜHLEN DURCH (WASSER-) VERDUNSTUNG: Das
Prinzip ist wunderbar einfach. Um 1 kg Wasser (ca. 1 Liter) vom
flüssigen in den gasförmigen Zustand zu bringen benötigt man die Energie
von ca. 2,3 MJ (2,3 Millionen Joule).* Das sind 2,3 Millionen Ws
(Watt Sekunden) oder 0,67 kWh (Kilo Watt Stunden). Eine Glühlampe mit 100
Watt kann damit 6 Stunden und 42 Minuten lang brennen. *) Gilt nur für 100°C warmes Wasser, bei 20°C warmem Wasser sind es ca. 2,6 MJ Soweit also die Theorie. In der Praxis nutzt man diesen Effekt aus, um Luft mit geringer Luftfeuchtigkeit mit Wasser zu befeuchten, wobei sich durch die Verdunstung dann ein Abkühlungseffekt einstellt. Die Löslichkeit von Wasserdampf in der Luft ist allerdings begrenzt und die maximale Menge hängt auch noch von der Temperatur ab. Das Verhältnis von tatsächlich gelöstem Wasserdampf zu (bei dieser Temperatur) maximal gelöstem Wasserdampf bezeichnet man als relative Luftfeuchte. Das sind die % Angaben, die man auf den Hygrometern findet. Die vollständige Sättigung von Luft mit Wasserdampf ist erreicht bei
Eine anschauliche Kurve dazu findet sich hier. Wer also z.B. Luft mit 20°C und 80% Luftfeuchte (also 17g/m³ * 0,8) = ca. 14g/m³ durch Verdunsten auf 15°C abkühlen möchte wird nun feststellen müssen, dass dies völlig unmöglich ist, da 15°C kalte Luft gar nicht soviel Wasser aufnehmen könnte. Kühlung über Verdunstung funktioniert also ausschließlich mit trockener Luft, feuchte Terrarienluft ist dazu gänzlich ungeeignet. Der Ansatz
kann also nur heißen, möglicht trockene Luft (also aus dem Zimmer)
anzusaugen und diese dann mit Wasserdampf vollständig zu sättigen (= 100%
Luftfeuchtigkeit). Den tropischen Pflanzen schadet dies ja nicht. Welche
Lufttemperaturen man durch Verdunsten in der Theorie erreichen kann ist ein
relativ komplizierter Rechnungsweg, den ich mir hier erspare. In der Praxis
wird diese Methode zur Kühlung von Gewächshäusern benutzt (vor allem
tagsüber im Sommer, wenn die Luftfeuchte der Umgebungsluft sehr gering ist
und auch die Kühltemperaturen verhältnismäßig hoch sein dürfen), einige
Karnivorenzüchter haben solche Systeme mit Ultraschallzerstäubern und PC
Lüftern in Terrarien eingebaut und melden Abkühlungen bis hinab zu 5°C Differenz
zur Umgebungsluft. Ein
gravierender Nachteil dieses Systems war für mich neben der geringen
Kühlleistung, dass man dabei ja trockene Umgebungsluft ansaugen muss und
logischerweise dann dieselbe Luftmenge (und das ist nicht unerheblich wenig)
als 100% gesättigte feuchte Luft aus dem Terrarium ins Zimmer entweicht. Nach einem recht enthusiastischen Forenbeitrag im GfP Forum habe ich mir für den Sommer 2005 einen größeren Ultraschallzerstäuber zugelegt, da andere Leute damit ebenfalls Erfolge beim Kühlen hatten. Er nebelt zwar sehr beeindruckend, kühlt aber kaum, dazu ist die umgewälzte Luftmenge zu gering. Trotzdem habe ich ihn per Zeitschaltuhr täglich ein paar mal laufen lassen, mit dem Erfolg, dass mir während der warmen Sommernächte 2005 drei Heliamphora verschimmelt sind. Mir ist es in fünf Jahren nicht geglückt, ein System mit Verdunstungskühler aufzubauen, das zu meiner Zufriedenheit funktioniert hätte. Es gibt kleine "Klimageräte" zu kaufen, die ebenfalls nach diesem Prinzip arbeiten. Möglicherweise sind diese etwas besser geeignet, die prinzipiellen Nachteile bleiben aber. Ich würde das Prinzip empfehlen, wenn es darum geht, trockene 30°C heiße Luft auf 25°C abzukühlen, nicht aber, um wirklich kalte Nachttemperaturen um und unter 15°C für Hochlandterrarien in Wohnräumen zu erzeugen.
PELTIERELEMENT:
Peltierelemente
sind Halbleiter, die auf einer Seite kalt und der anderen heiß werden, wenn
man eine Spannung an sie anlegt. Die meisten sind nur ca. 3mm-5mm dünn und
wenige Quadratzentimeter groß, so dass man einige Probleme bekommt, sowohl die
Kälte als auch die Hitze effizient davon abzuleiten. Gelingt dies nicht, so wird
das gesamte Element heiß. Der Unterschied zwischen der heißen und der kalten Seite liegt maximal um die 50°C bis 60°C. Das klingt sehr viel, ist
es aber in der Praxis nicht.
Genau wie in der Kühlbox habe ich versucht, Kälte und Wärme über die
vorhandenen Kühlkörper und Lüfter abzuführen und somit war auch der
Misserfolg vorprogrammiert. Bei einem Peltierelement trennen die heiße und
die kalte Seite ca. 3-5mm, so dass in der Kühlbox ein ca. 3cm dicker
Aluminiumklotz auf die kalte Seite montiert wird, um zumindest etwas
Abstand zwischen heißer und kalter Seite bringen zu können. Den habe ich auch
fürs Terrarium verwendet, etwas Styropor darum herum gepackt und die kalte
Seite innen an das Terrariendach montiert und die warme Seite logischerweise
nach draußen.
Mittlerweile bin ich auf die Idee gekommen, dass man beide Seiten dieses
Elements nicht über Kühlkörper und Lüfter kühlt (und dann das Problem
hat, die Warmluft so abzuführen, dass sie nicht stört), sondern über CPU
Kühler für Wasserkühlung. Diese sind darauf ausgelegt, enorme
Wärmemengen abzuführen und Schläuche mit kaltem und heißem Wasser lassen
sich problemlos trennen. Der große Nachteil von Peltierelementen im Gegensatz zu Kühlaggregaten mit Kompressoren ist ihr sehr hoher Stromverbrauch. Um 50 Watt Kälteleistung zu erzeugen (was ich für die Kühlung meines nicht isolierten Terrariums als Minimum ansehe) benötigt man ein Peltierelement mit geschätzt ca. 100 Watt elektrischer Leistungsaufnahme und zusätzlich eine hervorragende Abfuhr der Abwärme. Mit den Lüftern aus der Kühlbox klappt es jedenfalls nicht, es sei denn man isoliert sein Terrarium rundum mit 2cm Styropor wie eben diese kleinen Kühlboxen.
KÜHLSCHRANK: Eine
einfache und naheliegende Methode ist es, sich einen Kühlschrank zum
Terrarium umzubauen. Die Tür oder den Deckel ersetzt man durch Glas und
bringt die Lampen außerhalb an, denn ansonsten heizt sich der sehr gut
isolierte Raum ziemlich stark auf. Nachts kühlt man dann über ein
Thermostat auf den gewünschten Wert, der Stromverbrauch sollte sich
durchaus in Grenzen halten und nicht extrem über dem eines normalen
Kühlschranks liegen. (die Glasseite ist halt nicht mehr so gut isoliert und
man muss das darin befindliche Volumen, inkl. Substrat natürlich von
Tagestemperatur herab kühlen. Jeff Shaffer kultviert einige Nepenthes mit dieser Methode und hat dazu im Carnivorous Plant Newsletter (CPN 32/1) einen Artikel veröffentlicht.
EIS: 1kg Eis
mit der Temperatur von 0°C benötigt die Energiemenge von 334 kJ um zu 1kg
Wasser mit der Temperatur von 0°C zu schmelzen. Das sind in etwa 0,093 kWh. Anders herum kann man mit 1kg schmelzendem Eis einem Terrarium diese Menge an Wärmeenergie entziehen. Meiner Einschätzung nach brauche ich eine Kälteleistung von ca. 50 Watt, um mein nicht isoliertes Terrarium einigermaßen gut abkühlen zu können. Wenn man 8 Stunden lang kühlen möchte muss man also dem Terrarium 400 Wh bzw. 0,4 KWh an Wärmeenergie entziehen. Dafür sind dann ca. 4,3kg Eis notwendig, eine bessere Kühlleistung (also mehr Eis) schadet natürlich auch nicht. 1,5l Plastikflaschen eignen sich zum Einfrieren ganz gut, denn sie frieren im Gefrierschrank innerhalb von 24h komplett durch und tauen bei 20°C auch schnell genug wieder auf. Da sich Wasser beim Gefrieren um ca. 10% ausdehnt dürfen die Flaschen natürlich nicht voll gefüllt werden, ca. 1,2l bis 1,3l Wasser pro Flasche funktioniert ganz gut. Auch Glasflaschen sollte man aus diesem Grunde natürlich tunlichst meiden. In den amerikanischen Foren gibt es einige Züchter, die auf diese Methode ihre Terrarien kühlen, indem sie nachts Flaschen mit gefrorenem Wasser hinein stellen oder hängen. Aus meiner Sicht hat diese Methode (neben dem Aufwand) allerdings auch einige Nachteile. Zum einen
brauchen die Flaschen wertvollen Platz im Terrarium, so dass die beste
Methode wohl sein dürfte, sie an die Decke zu hängen, so dass die Pflanzen
nicht damit in Berührung kommen. Frisch aus dem Gefrierfach kommend ist das
Eis ca. -16°C kalt, das würde bei Kontakt zu Erfrierungen führen.
WASSERKÜHLUNG:
Ein Besuch
bei Matthias Teichert und Markus Welge brachte mich dem kühlen Terrarium
dann endlich mal ein ganzes Stück weiter. Gut kopiert ist ja besser als
selber schlecht erfunden. Kopiert
ist die Technik ursprünglich von den Computerspielern, für deren high end
Prozessoren mit der spezifischen Heizleistung einer Herdplatte es
mittlerweile ein sehr umfangreiches Angebot an Kühlmöglichkeiten zu
erschwinglichen Preisen gibt. Für uns ist dabei vor allem die Seite mit dem
Radiator interessant. Computerspieler kühlen damit von der CPU erhitztes
Wasser mittels Lüfter wieder auf Raumlufttemperatur. Ich habe
also nicht lange gezögert und mir schon am nächsten Tag die ersten
Komponenten für ein Wasserkühlungssystem gekauft. Radiator, Schlauch und
Pumpe. Lüfter habe ich ja mittlerweile genug herum liegen.
Am kalten
Radiator selbst bildet sich ebenso kaltes Kondenswasser, welches auf
einer kleinen Fläche nach unten tropft. Man sollte dort keine sensiblen
Pflanzen stehen haben. Bisher hat sich die Catopsis, die bei mir
darunter steht allerdings noch nicht beklagt.
Interessant ist nun vor allem die Frage, woher man das kalte Wasser für den
Radiator bekommt. Ein 10l Eimer 0°C kaltes Wasser reicht zur Kühlung eines
Terrariums leider keinesfalls aus. Meiner Abschätzung nach beträgt die
Kühlleistung meines Radiators bei 6V Lüfterspannung und 15°C
Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Umgebungsluft ca. 70 Watt.
Ich persönlich kühle derzeit mit Eis. Ursprünglich war das nur als Experiment gedacht, aber jetzt hat es sich schon einige Monate auch in der Praxis ganz gut bewährt, von daher kann ich es mir für einige Leute durchaus auch als Dauerlösung vorstellen. Der
Gedanke der dahinter steckt ist folgender. In fünf 1,5l Plastikflaschen
passen ca. 6kg Eis. Um 1kg Eis mit 0°C zu Wasser zu schmelzen wird eine
Energie von 334 kJ benötigt. Bei 6kg Eis sind das dann ca. 2000 kJ. Mein
Radiator mit ca. 70 Watt Leistung braucht ca. 8 Stunden, um diese
Energiemenge aufnehmen zu können. Das reicht für eine Nacht aus. Die
Flaschen mit Eis stehen dabei in einer Kühlbox, die so hoch mit Wasser
gefüllt ist, dass die Eisflaschen zu ca. 2/3 Höhe darin stehen. Solange noch
eine Restmenge an Eis vorhanden ist kühlt das Wasser auf 0°C ab. Dieses
Wasser kühlt dann den Radiator und dieser wieder rum das Terrarium. Das
Wasser dient in diesem Fall nur als Wärmeträger und hat selbst keinen
kühlenden Effekt.
Alternativ
wäre noch denkbar, im Winter das Kühlwasser im Kreislauf direkt im Freien
abkühlen zu lassen. Dazu muss dann aber ein Frostschutzmittel beigefügt
werden, um ein Eingefrieren zu verhindern. Dadurch besteht dann auch die
Möglichkeit, dass so der Radiator unter 0°C gekühlt wird und das
Kondenswasser daran gefriert. Einige Ratschläge: Den Lüfter
mit deutlicher Unterspannung zu betreiben reicht bei meiner Anlage völlig
aus. Man sollte selber den besten Kompromiss aus Lautstärke, Kühlleistung
und "Wind"-Geschwindigkeit auswählen. Ich lasse den Lüfter 24h am Tag
laufen. Stagnierende Luft im Terrarium ist ja meistens eh nicht gewünscht
und der Leistungsaufnahme ist minimal. (unter 1 Watt, wenn man ein gutes
Netzteil verwendet)
Der Radiator sollte leicht schräg nach unten gerichtet sein, dann trifft der "Wind" auch die Pflanzen und das Kondenswasser tropft an der Vorderkante ab und läuft nicht zum Lüfter. Die Wasserschläuche sollte man außerhalb des Terrariums unbedingt isolieren. Zu Testzwecken tun es ein paar Lagen Klopapier (siehe Bild ;o), ansonsten wird man sich da schon was ästhetisch ansprechenderes im Baumarkt finden. Bei der Pumpe wusste ich nicht, was ich nehmen sollte und habe so ein 12 Watt und ein 4 Watt Modell genommen. Das 4 Watt Modell reicht bei mir nicht aus, die Anlage das erste Mal zu befüllen (da muss man mit saugen nachhelfen), aber wenn das Wasser mal im Kreislauf fliest reicht sie aus. Man muss bedenken, dass die Pumpenleistung im System komplett in unerwünschte Wärme umgewandelt wird, da sind 12 Watt nicht zu vernachlässigen. Außerdem ist auch das Strom, der verbraucht wird. Ich verwende daher die 4 Watt Pumpe. Prinzipiell wäre diese fast lautlos, nur leider gelingt es mir nicht so recht, sie von der Kühlbox zu entkoppeln. Von daher brummt es da manchmal. Am besten wäre es wohl, sie hängend zu montieren und so, dass sie mit den Flaschen nicht in Kontakt kommt. Ich muss mir da noch was ausdenken, derzeit ist die Pumpe bei mir jedenfalls etwas lauter als der Lüfter. Was ich
aus eigener Erfahrung hingegen nicht empfehlen kann ist es, des Abends bei
laufendem System fünf Flaschen mit Wasser Richtung Gefriertruhe zu tragen,
unterwegs einen kleinen Plausch einlegen, zehn Minuten später mit fünf
gefrorenen Flaschen zurückzukommen und festzustellen, dass der
Rücklaufschlauch auf dem Teppichboden liegt und dieser nun Bekanntschaft mit
dem Wasser einer ehemals halb gefüllten Kühlbox gemacht hat. Weiterhin brauchen natürlich fünf Flaschen in der Gefriertruhe genau den Platz, der ansonsten anderen Familienmitgliedern just in dem Moment ganz dringend für irgendwas anderes fehlt. ;-) "Wozu das
Ganze?" wegen 5°C hin oder her mag sich jetzt der ein oder andere fragen. In
der Tat, meine Pflanzen haben auch einige Jahre ohne ausgefallene
Kühlsysteme überlebt, manche haben auch geblüht und sich ganz passabel
entwickelt. Auf der anderen Seite war aber der Sommer 2005 für mein
Terrarium eine einzige Katastrophe. Wochenlang Nachttemperaturen über 20°C,
dazu der dämliche Versuch mittels Ultraschallzerstäuber, was dann nicht nur
warme Nächte, sondern feucht-warme Nächte gebracht hat. Schimmel, schlechter
Wuchs, die ersten Verluste. Mir hat das keinen Spaß gemacht und das ist bei
einem Hobby ein Zeichen, das was geändert werden muss. Systeme
ohne täglichen Wartungsaufwand sind da natürlich klar im Vorteil, kosten
aber auch deutlich mehr. Viele Karnivorenzüchter mit Hochlandterrarien sind ja Schüler, da mag so eine Sparlösung also durchaus interessant sein. Die Leute mir ihren 20.000€ Gewächshäusern hingegen dürfen mich ruhig auslachen... (hätte mir vor einem Jahr jemand erzählt, das ich mal fast täglich Eisflaschen in der Gegend rumschleppe hätte ich mich auch ausgelacht) Ich hoffe, das ganze liest auch jemand. Es ist immer wieder erstaunlich, wie die Stunden doch im Fluge verrinnen, wenn man solche Artikel schreibt... |
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Copyright (c) 2006 Martin Reiner - letzte Aktualisierung 13.04.2006 |