Automatische Wassernachfüllanlage

Eine der wichtigsten Sachen bei einem Nanobecken ist eine automatische Wassernachfüllanlage. Es ist einfach nur nervig dauernd manuell Wasser nachzufüllen, gerade im Sommer bei höheren Außentemperaturen muss täglich oder sogar mehrmals täglich Wasser im Aquarium nachgefüllt werden.

Die Verdunstung aus dem Hauptbecken ist besonders groß, wenn das Wasser durch Lüfter gekühlt wird. Eine Kühlung des Aquariums ist vor allem im Sommer nötig, denn das Wasser sollte nie über 29 Grad steigen, da dann die Korallen ausbleichen und absterben, auch Fische vertragen höhere Wassertemperaturen nicht gut.
Das tägliche Nachfüllen ist keine gute Alternative zur automatischen Nachfüllung sobald die Verdunstungsmenge groß ist. Die automatische Nachfüllanlage hält das Wasserlevel immer konstant und dadurch auch die Dichte, denn nur das reine Wasser verdunstet, nicht die Salze, diese verbleiben im Aquarium und so steigt der Salzgehalt im Aquarium und damit die Dichte, was wiederum schlechte Auswirkungen auf Wirbellose Bewohner des Riffs hat. Deshalb macht es Sinn das Wasser kontinuierlich nachzufüllen und nicht nur ab und an viel auf einmal. Zum Nachfüllen wird immer nur Umkehrosmosewasser (kurz oft Osmosewasser) verwendet, niemals Salzwasser.

Sollte ihr wie dasnanoriff ein kleines Technikbecken betreiben, so ist eine automatische Nachfüllung zwingend erforderlich. Das Technikbecken sorgt für einen konstanten Wasserstand im Schaubecken und das verdunstete Wasser sorgt dafür das der Wasserstand nur in der Rückförderkammer des Technikbeckens fällt. Diese Kammer ist aber sehr klein und so kann die dort befindliche Technik bei starker Verdunstung sehr schnell trocken laufen, oder zumindestens die Rückförderpumpe Luft ziehen, was nicht nur laut ist sondern auch für unzählige Luftbläschen im Hauptbecken sorgt.

Eine automatische Nachfüllanlage ist also sehr wichtig. Zum Glück lässt sich diese sehr einfach für ca. 30 Euro selbst bauen.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer automatischen Wassernachfüllung ist recht einfach. Im Grunde besteht es aus einem Wassertank, in dem eine Pumpe sitzt die über eine Schlauch Wasser in das Hauptbecken oder soweit vorhanden in das Technikbecken pumpt. Die Pumpe wird dabei über einen Schwimmschalter im Hauptbecken bzw. Technikbecken gesteuert. Der Schwimmschalter schaltet den Strom zur Pump

Abb. 1: Hier ist schematisch gezeigt, wie die Nachfüllanlage funktioniert, jedoch ist der Nachfüllschlauch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet, er geht von der Pumpe ins Becken. Links ist der Nominelle Wasserstand erreicht, der Schwimmschalter im Becken öffnet und die Pumpe im Nachfüllkanister erhält keinen Strom. Rechts: Der Wasserstand im Becken sinkt unterhalb des nominellen Wasserstandes (gestrichelte Linie) und der Schwimmschalter schließt den Stromkreis zur Pumpe. Die Pumpe befördert solange Wasser aus dem Nachfüllkanister in das Becken bis wieder der nominelle Wasserstand erreicht wird und der Schwimmschalter den Stromkreis öffnet.

e ein sobald der Wasserstand unter einen bestimmten Stand sinkt. Sobald der Wasserstand wieder höher ist schaltet er die Pumpe automatisch wieder ab. In Abbildung 1 ist das Prinzip gezeigt.

Es lohnt sich allerdings eine etwas kompliziertere Schaltung zu realisieren. Diese bringt deutlich mehr Sicherheit als die einfachste Ausführung wie in Abb. 1. Die Schwimmschalter sitzen im Salzwasser und verschmutzen dadurch recht schnell, vor allem die sich ausbildende Salzkruste kann schnell dazu führen das ein Schalter nicht mehr funktioniert. Normalerweise reicht es die Schalter einmal im Monat zu reinigen. Trotzdem ist eine doppelte Absicherung sinnvoll, zumal die Schalter mit ca 3,50 Euro günstig sind. In Abbildung 2 ist eine sichere Variante dargestellt.

In dieser sicheren Variante gibt es auch einige weitere Veränderungen. Der Wassertank hat z.B. ebenfalls einen Schwimmschalter erhalten, dieser unterbricht die Stromversorgung zur Pumpe sobald der Wasserstand im Nachfüllbehälter unter das Niveau der Pumpe fällt. Dadurch wird verhindert das die Pumpe trocken läuft und dadurch beschädigt werden könnte.

Nachfüllanlage mit Trockenlaufschutz, die Anlage funktioniert wie in Abb. 1 nur das im Nachfülltank noch ein weitere Schwimmschalter ist, dieser öffnet den Stromkreis zur Pumpe wenn der Wasserstand unter das Pumpenniveau fällt. Dadurch wird die Pumpe automatisch abgeschaltet, wenn der Nachfüllkanister fast leer ist und die Pumpe kann keinen Schaden nehmen durch zu geringen Wasserstand.

Damit das Trockenlaufschutz-System auch funktioniert muss in den Schlauch möglichst nah an der Pumpe noch ein Rückschlagventil. Das Rückschlagventil verhindert, das das Osmosewasser aus dem Schlauch zurück in den Tank fließt. Ohne dieses Rückschlagventil kann sonst, je nach Länge des Schlauches (eigentlich des Schlauchvolumens), das rückfließende Wasser den Wasserstand im Nachfülltank wieder soweit anheben, dass die Pumpe wieder anspringt. Die Pumpe pumpt dann wieder für einige Sekunden den Schlauch voll, dann ist der Wasserstand im Tank wieder so niedrig das der Trockenlaufschutz die Pumpe abstellt. Das Wasser fließt dann wieder zurück und die Pumpe springt erneut an. Dieser Kreislauf dauert dann immer fort bis die Pumpe kaputt geht. Das Rückschlagventil verhindert, dass das Wasser zurückläuft und somit bleibt die Pumpe aus, wenn einmal der Trockenlaufschutz greift.

Umsetzung mit einfachen Mitteln

Hier folgt die Beschreibung wie ihr mit einfachen Mitteln die sichere Variante der Nachfüllanlage bauen könnt. Als Wassertank dient dabei ein 10L Wasserkanister, solche Kanister benutze ich auch für die Lagerung von Osmosewasser und sie sind preiswert zu kaufen.

Ein ganz normaler 10L lebensmittelechter PVC Kanister, diese verwende ich nicht nur als Nachfülltank sondern auch zur Lagerung von Osmosewasser.

In den Kanister wird ein Loch mit ca 60-70 mm Durchmesser geschnitten, am einfachsten geht das mit einem Lochsägeaufsatz und einer Bohrmaschine. Vorher bohrt man in den Aussägebereich noch ein Loch mit einem 10-12 mm Holzbohrer, hier wird das Pumpenkabel und der Schlauch durchgeführt.

Der Henkel des Kanisters wurde entfernt und ein Loch mit einem 63 mm Lochsägeaufsatz einer Bohrmaschine geschnitten.

Durch die große Öffnung kann jetzt die 12 V Pumpe eingesetzt werden, Das Rückschlagventil kommt in den Schlauch, möglichst nahe an die Pumpe. Pumpenkabel und Schlauch durch die Bohrung in der Aussägung führen und dann die Aussägung mit Heißkleber wieder in den Kanister kleben.

Nach einsetzen der Pumpe, und durchführen des Stromkabels und des Nachfüllschlauchs durch das Bohrloch, können alle Aussparungen wieder mit Heißkleber in den Kanister eingeklebt werden.

Ich habe die Trockenlaufschaltung erst später integriert, bevor ich länger in Urlaub gefahren bin, diese kann aber auch direkt in die Aussägung eingebracht werden. Dazu einfach ein 2. Loch von ca 10 mm Durchmesser in die Aussägung bohren oder eben in den Deckel des Einfüllstutzen des Kanisters, so wie ich das getan habe. In diese Loch kommt dann ein ca 35cm langes PVC Rohr mit 10mm Durchmesser. In dem PVC Rohr führt man die Kabel eines Schwimmschalters und das Rohr drückt den Schwimmschalter auf den Boden des Kanisters. So sorgt man dafür, dass der Schwimmschalter seine Position nicht verändern kann. Die von mir verwendete 12V Pumpe schafft ca 200 L/h je nach Förderhöhe und braucht ca. 3-5 Watt, damit ist sie als Nachfüllpumpe vollkommen ausreichend zu mindestens für Nanoriffe, sie läuft meistens nur 10 Sekunden. Ihre geringe Stromaufnahme macht es möglich ohne Relais zu arbeiten und die Schwimmschalterleitungen direkt, in Reihe, in die Stromversorgung der Pumpe zu schalten. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schalter im Nachfüllkanister den Stromkreis öffnet wenn der Wasserstand sinkt. Die anderen beiden Schwimmschalter im Technik- oder Hauptbecken öffnen den Stromkreis sobald der Wasserstand über die Nulllinie steigt.
Ich habe die Schalter alle aus einem Verteiler herraus verdrahtet. In diesen Verteiler geht einmal das Pumpenstromkabel und 6 Sensorkabel (je 2 Kabel für jeden Sensor). Es gibt auch noch einen Druckknopf in der Verteilerbox, dieser überbrückt die Sensoren und ermöglicht so ein manuelles Einschalten der Pumpe. Im Endeffekt ist es egal ob man alle Sensoren über Buchse-Stecker anschließt oder direkt die Kabel verlötet, beim Verlöten können die Sensoren nicht einfach durch neue ersetzt werden. Die Schwimmschalter sind allerdings recht robust und innerhalb des letzten Jahres hatte ich keine Ausfälle. Eine modulare Verkabelung mit Buchsen-Stecker Verbindungen ist natürlich komfortabler, aber eben auch aufwendiger und etwas teurer. Sollte ich das ganze nochmal bauen, würde ich die Buchse-Stecker Verkabelung wählen.

Teileliste

  • 3 Schwimmschalter
  • 5m Kabel  mit Querschnitt >=0,5 qmm (zum Verlängern der Sensorenkabel)
  • Kunststoffgehäuse klein
  • Buchsen-Stecker: Kaltgeräte 2,1 mm Stift, je nach Ausführung 1-4
  • Drucktaster oder Kippschalter (optional)
  • 1 PVC Rohr 10mm Durchmesser ca 40 cm lang (wird entsprechend der Auffülltankhöhe gekürzt)
  • etwas Schrumpfschlauch um die Sensorkabelverlängerung zu isolieren
  • Pumpe 12V, hier geht jede kleine Pumpe mit ca 5W Leistung
  • 12 V Netzteil
  • Schlauch 8-9 mm Innendurchmesser (auf Pumpenanschluss abstimmen)
  • Rückschlagventil passend zu Schlauchdurchmesser
  • Alluminiumblech 1 cm breit 1 mm Dicke, für Sensorhalterung

Werkzeuge

hier ein Vorschlag an Werkzeugen die benötigt werden bzw die Arbeit erleichtern.

  • Lötkolben (einfacher reicht)
  • Lötzinn (sehr wenig)
  • Bohrmaschine
  • Lochsägeaufsatz > 60 mm Durchmesser
  • Holzbohrer 10 mm Durchmesser
  • Metallbohrer 8-10 mm Durchmesser
  • Föhn (für Schrumpfschlauch)
  • Messer, Seitenschneider, Schere (egal was, zum kürzen)
  • Säge (Kürzen des PVC Rohrs)
  • Heißklebepistole mit Heißkleber

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