Tak nám to pěkně vyšlo. S druhým dílem vámi zatím hojně čteného článku o tom, jak se připravit na letní vedra, přicházíme ve chvíli, kdy nastupují tepla vpravdě tropická. Možná vás potěší i informace o tom, že autor článku má již teď rozepsaný díl třetí...

Ohřev vody ztrátovým teplem osvětlení

Abychom si udělali orientační představu, o kolik nám světelný zdroj může v maximální hodnotě zvýšit teplotu v nádrži, můžeme si vzít na pomoc běžně používané tabulky na ohřev vody pomocí ponorného elektrického ohřívače - topení.

Jako pomůcku využijeme tabulku kterou před více jak 40 lety publikoval tehdejší akvaristický guru prof. Günter Sterba ve své knize Akvaristika [1] (str.62), jež je biblí mnoha generací akvaristů. Je zde uváděna jednoduchá metoda, jak při znalosti objemu akvária a požadovaného ohřátí vody ve stupních Celsia zvolit příkon ponorného ohřívače.
Nezbytný příkon topného tělesa [W] v závislosti na objemu nádrže o požadovaném ohřátí

Pro ty mladší jen jako zajímavost uvádím, že v 60. letech minulého století se topení s termostatem v dnešní podobě vůbec nepoužívala a proto bylo nutné vypočítat (graficky určit) požadovaný příkon a pořídit topení s "watáží" nejblíže podobnou se získanými zaokrouhlenými hodnotami. Tato tabulka dnes pořád platí, i když ji nikdo zřejmě už nepoužívá. Stačí jen odhadnout požadovaný příkon topítka, ten předimenzovat a koupit ohřívač s termostatem (jen běda, selže-li termostat...).

Tabulku použijeme pro obrácenou úlohu. Známe množství vyzařovaného tepla od světelných zdrojů a objem nádrže. V nádrži je dostatečná cirkulace vody (výkonný externí nebo interní filtr), takže se voda rovnoměrně ohřívá v celé nádrži. Horní kryt nádrže je uzavřený a nepropouští teplo. První podmínka je reálná, druhá sice teoretická, neboť určité teplo je vždy odváděno alespoň v minimální míře. Tato modelová situace nám ale dokáže určit, o kolik by se zvýšila maximální teplota v nádrži za krajně nepříznivých okolností a ukáže nám nutnost řešit odvod tepla z prostoru horního víka nádrže.

Modelový příklad:
Předpokládejme, že máme osmdesátilitrovou rostlinnou nádrž s uzavřeným horním krytem a chceme pěstovat rostliny náročnější na světlo. Zkusme porovnat zářivky T8 a T5 s klasickou i elektronickou předřadnou jednotkou, a to v případech, kdy předřadná jednotka je umístěna pod horním krytem a mimo něj. Jako příklad uvedeme zářivku T8 o příkonu 58 W a T5 s příkonem 54 W. Přidáme i hypotetickou HQI lampu s příkonem 50 W taktéž umístěnou kompletně pod horním krytem.

Pro výpočet použijeme procentuální tepelné ztráty na samotné trubici zářivky a na předřadníku z tabulky Tab. 3:

Zářivka T8 s klasickou předřadnou jednotkou pod nevětraným krytem nádrže:
Ztrátový tepelný výkon pro T8 58 W je 58 x (0.50+0.30) = 46,4 W

Zářivka T8 s klasickou předřadnou jednotkou mimo kryt nádrže:
Ztrátový tepelný výkon pro T8 58 W je 58 x (0.50+0) = 29 W

Zářivka T5 s elektronickou předřadnou jednotkou mimo kryt nádrže:
Ztrátový tepelný výkon pro T5 54 W je 54 x (0.40+0) = 21,6 W

Podobně provedeme ostatní výpočty a výsledné tepelné ztráty uvedeme v následující přehledné tabulce:

Výpočtem jsme zjistili množství ztrátového tepla světelného zdroje, které je "uzavřeno" pod horním krytem nádrže pro různé varianty typu osvětlení. Nyní, za předpokladu, že všechno ztrátové teplo ohřeje vodu v nádrži, určíme výsledný tepelný rozdíl ohřevu.

Na Grafu 1 vybereme přímku, odpovídající objemu nádrže 80 litrů. Pro názornost a přehlednost ji překreslíme do Grafu 2.

Na svislé ose ztrátového tepla pod horním krytem nádrže nalezneme bod množství generovaného tepla. Tímto bodem vedeme vodorovnou pomyslnou přímku protínající křivku (přímku) pro objem nádrže 80 litrů. No vodorovné ose pak odečítám teplotu, o kolik se ohřeje voda v nádrži. Na Grafu 2 jsou záměrně z tabulky Tab.4 vzaty dva světelné zdroje – zářivky.

První případ je situace, kdy zářivka T8 s klasickou předřadnou jednotkou pod horním krytem nádrže ohřívá vodu o 5,1 stupně Celsia, zatímco zářivka T5 s elektronickou předřadnou jednotkou mimo horní kryt nádrže pouze o 2.3 stupně Celsia! Rozdíl o téměř celé 3 stupně v letních horkých měsících může být v některých situacích velmi nepříjemný až kritický. Toto porovnání bylo vybráno záměrně, abychom ve dvou mezních případech ukázali výhodnost zářivky T5 nejenom při porovnání světelných a ekonomicko-provozních charakteristik, ale i z pohledu ohřevu vody v nádrži.

Uvažujeme-li zářivku T8 s klasickým nebo elektronickým předřadníkem, který je (v obou případech) mimo horní kryt nádrže, musíme si uvědomit (viz Tab. 4), že množství tepla vyzářeného zářivkovou trubicí je v obou případech stejný (29W) a tedy ohřev vody volbou typu předřadné jednotky nijak neovlivníme a bude stejný. Zůstávají ale všechny ostatní důvody, proč použít elektronický předřadník – vysoká životnost, minimální hlučnost, nízké provozní náklady (ovšem za cenu vyšších počátečních investic).