冷水機的大小該怎麼選擇?

這問題一直困擾著蠻多人的, 大部分的人靠其他人的經驗 或是 自己想像的感覺去選擇,
站上有幾篇還不錯的討論與建議, 不過有些太多文字敘述, 或是數字夾在文字間看起來比較沒有手感,
於是有了讓數字及表格來說話的想法~

ps: 我思考的面相一定也會有些漏洞, 歡迎大家一起討論修正~

站上其他參考文: https://www.ph84.idv.tw/forum/threads/331936/


A. 魚缸上升一度需要多少能量

1 BTU: 讓 1磅 的水從 華氏63度上升到64度需要的能量

1 kcal: 讓 1公斤 的水上升攝氏1度需要的能量

下面圖表可以看出不同水量要對應的能量需求表:



B. 冷水機的規格
阿提卡提供的數據比較齊全,所以我直接用這家三種機型 1/15Hp, 1/10Hp, 1/5Hp 的規格來計算.

規格表及數字代表的意義:



C. 不同水量對應不同機型需要的運作時間

已知降一度要多少能量, 也知道冷水機每小時能提供多少能量, 很簡單就能算出需要多少時間~

試算表中的一些假設:
1. 冷卻時間只考慮降低1度水溫需要的能量, 未考慮其他影響溫度的因素

2. 冷水機不運作時的功耗先假設為1W
這廠商沒提供, 得要有實際的機器去實測, 不過這數據相較運轉時的數據小很多, 不會影響大局~

3. 冷水機不運作的時間暫估 2小時 (這在不同缸不同環境不同時間, 會有不同的變化)
=> 不運作的比例越大, 不同大小冷水機的功耗會越接近

4. 假設百分百炸出冷水機的冷卻能力 (不考慮循環設計不良造成的降溫損耗)

看下面的圖表會驚訝地發現, 用越大台的越浪費電!!!! (這有盲點,不是結論!!!!)
3種機型分別在5種不同水量下的表現:


因為到達目標溫度冷水機不運作時, 在一樣環境下, 缸內上升溫度需要的時間是一樣的,
也就代表越快降完溫度的冷水機, 在一天內會重新啟動的次數會比較多!
在冷卻能力與耗費功耗比例差不多冷水機, 越大台就會越慘!!!

ps: 好的機器就是花費較少的功耗,但有比較高的冷卻能力.
(阿緹卡這三台的 性能功耗比 差異不大, 其他品牌的在挑選時可以捉隊廝殺一下~)



天下沒有白吃的午餐!!! 要是這麼爽大家都買小台就好了!!!!



D. 實際需要的運轉時間

上面的計算式少了一個非常重要的參數, 那就是整體環境是24小時不斷地在幫魚缸升溫,
而這升溫的能力是不容忽視的!

那些因素會貢獻:
1. 環境溫度 與 缸內溫差

2. 缸內的熱源: 馬達, 造浪, 光照....等

這些複雜的因素每個人的缸都不同, 也很難用公式準確的定義出這些貢獻,
不過我們可以用已知的數據來回推!

抓出魚缸在沒有冷水機運作的條件下, 平均上升一度需要多少時間, 就可以估出整個系統的升溫能力!

舉我的4尺缸為例:

冷水機運作 20分鐘 (0.33hr) 降 1.4度, 整個魚缸 每2小時會上升 1.4度


經過計算就可以得到升溫及降溫的能力~

升溫能力表
(計算降溫時間時, 冷卻能力 要扣掉 升溫能力)




將升溫能力也考慮進來後的結果:


不難看出, 冷水機不是越小台越好了!


另外海水與淡水的比熱是不同的, 上面的計算都是淡水, 海水還需要再修正一下 (結果不會有太大差異)



值得留意的一些現象:
1. 每天不同時段, 或是不同天, 不同季節, 缸中溫度上升的速度是不同的, 因此在評估時建議要抓最糟糕的狀況.

2. 不同大小的冷水機, 在某些條件下耗費的電其實差距不大, 但運轉時間卻差很多, 要知道這種冷水機是放在魚缸旁邊的,
排出的熱會影響環境溫度, 讓升溫斜率更高, 這是試算表沒辦法反應出的數據!
(變動的升溫斜率)

3. 若是一天24小時有超過一半以上的時間冷水機都在運轉, 機器會不會有過熱造成冷卻能力下降的問題, 這試算表也無法呈現~
(變動的冷卻能力)

4. 若是挑選的冷水機 降溫能力 與 整個系統的升溫能力 相同, 代表冷水機只能24小時不停運作, 且缸中的溫度無法往下降....




總結:
1. 若你已經有魚缸了, 確認自己缸內的水量, 以及上升1度大約需要多少時間, 搭配試算表就可以知道需要多少降溫能力的機器.
2. 在符合降溫能力的機器中, 挑選出 性能與功耗比 較高的機型. (當然若有預算問題, 價錢也要拿進來比一下...)

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為了讓大家選擇時比較有些感覺, 針對一些常見的案例算出數據:

100 / 200 / 300 / 360L 水量的缸
阿提卡 / 日生 / 海利 三家廠牌冷水機
到達目標溫度後 上升一度 需要 一小時

冷水機規格


100L水量



200L水量



300L水量
出現每次運轉 24小時的情形, 就代表冷水機已經沒有降溫的能力了!



360L水量

非常感謝您無私的分享！

將 250L 案例用圖表呈現

案例環境
四呎側濾缸, 水量約250L

使用分離式冷水機, 主馬*1, 蛋白機*1, 造浪*4

冷水機運作 20分鐘 (0.33hr) 降 1.4度, 整個魚缸 每2小時會上升 1.4度 (25.5~26.9度間變化)
六月底的數據, 到了七八月正夏, 缸內的溫度上升的斜率會更高!

1.) 三種冷水機 啟動時段 vs 功耗 & 用電度數
=> 1/5hp 在此環境下反而是比較省電的選擇!



2). 1/15hp 啟動時段 vs 功耗 & 溫度



3). 1/10hp 啟動時段 vs 功耗 & 溫度



4). 1/5hp 啟動時段 vs 功耗 & 溫度

我魚缸是放在頂樓西照無冷氣，350L 配阿提卡1/5 塞底櫃加風扇吹水冷機，午後2～5時還是頂不住夏日的室內環溫34度。設定24.5度缸內會升到快27度！最終我把給2呎隔離缸用的日新 CL-450 拿來一起併聯使用才把缸內溫度壓下來….無言

ac8628 說：

我魚缸是放在頂樓西照無冷氣，350L 配阿提卡1/5 塞底櫃加風扇吹水冷機，午後2～5時還是頂不住夏日的室內環溫34度。設定24.5度缸內會升到快27度！最終我把給2呎隔離缸用的日新 CL-450 拿來一起併聯使用才把缸內溫度壓下來….無言

按一下展開……

請問你在這環境下, 當兩台冷水機停止運轉後, 經過多久時間, 冷水機會重新運轉? 此時的溫度是上升1度嗎?

ps: 我將你的情況代入試算表中大概估算一下, 若是在到達目標溫度後, 上升一度的時間小於35分鐘,
那只靠一台阿提卡 1/5hp 的冷水機, 要24小時不停的運轉, 也只能免強維持溫度不再上升(無法降溫)

我缸子也是放在鐵皮頂加，半西曬(隔壁高樓擋了一半)缸子不會照到陽光
前幾天測了一下
室內溫度34度，日生650設定25度
缸子總水量200L(未開燈，主馬*1, 蛋白機*1, 造浪*2)
26度器動後到25度停止運轉共計耗時35分鐘
但耗時多久會升到26度就沒去記了

odie0315 說：

我缸子也是放在鐵皮頂加，半西曬(隔壁高樓擋了一半)缸子不會照到陽光
前幾天測了一下
室內溫度34度，日生650設定25度
缸子總水量200L(未開燈，主馬*1, 蛋白機*1, 造浪*2)
26度器動後到25度停止運轉共計耗時35分鐘
但耗時多久會升到26度就沒去記了

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日生 CL650 的規格:


製冷: 650W = 559 kcal/hr = 2218.112 BTU

環境:
水量: 200L
降溫速度: 35min (26 -> 25度)

估算結果:


1. 若是廠商數據沒灌水, 你的水量估計沒差太多的話, 回溫一度大約要 47分鐘.

2. 日生 CL650 1/4hp 與 阿緹卡 1/5hp 比較:
i) 運轉功耗: 日生較小 495W vs 550W (90%)
ii) 製冷能力: 日生較弱 2218BTU vs 2400BTU (92.4%)
iii) 每次運轉時間: 日生較長 35min vs 30.6min (114%)
iv) 每日用電量: 日生略省 5.1度 vs 5.24度 (97.4%)


CL650 每日運作時間與溫度圖



CL650 每日運作時間與用電圖

完善試算表, 讓大家更容易看到重要的資訊~



A) 橘色區

比熱: 這是物體 吸收 或 散熱 能力的單位, 數字越高, 代表要讓這物質溫度變化 1度需要越多的能量!

水的比熱相對石頭, 金屬...等是高很多的! (因此大海對地球溫度的調節是很重要的!!!)
也就是說若你魚缸容量中有很大比例被石頭與砂佔走, 那實際對冷水機製冷能力的需求是可以降低一些的!


B) 藍色區

1). 紅色字體欄對冷水機挑選至關重要!

2). 水量及水種提供溫度變化一度需要的能量

3). 升溫時間影響因素: 環境與目標溫度溫差, 缸內熱源(馬達, 造浪, 光照...等會發熱器材)
ps: 千萬不要低估了馬達升溫的能力!(越小的缸這升溫能力比例會越高)

4). 降溫要同時抵抗升溫的能力, 因此若是升溫與降溫都花一樣的時間, 則製冷能力要為升溫能力的2倍!


C) 綠色區

用阿緹卡三種 冷水機機型 (1/15hp, 1/10hp, 1/5hp) 使用在 100L 海水
假設到達目標溫度後, 經過 1小時溫度會上升1度

1). 三種冷水機一天運轉時間: 9.9 / 7 / 3.7 小時

2). 三種冷水機一天耗費電力度數: 2.18 / 2.02 / 2.05 度

ps: 用電量差距不大, 但運轉時間差很多~ 這種冷水機運轉越久, 對環境溫度上升影響越大, 這是試算表沒考慮的因素!!!

D) 紫色區

1/10hp 與 1/5hp 對應 1/15hp 各項數據的比例


一天開啟時間與用電數

感謝分享，我覺得像類似這種的文章可以納入好文章連結整理 讓後來者方便吸收

為了讓大家選擇時比較有些感覺, 針對一些常見的案例算出數據:

100 / 200 / 300 / 360L 水量的缸
阿提卡 / 日生 / 海利 三家廠牌冷水機
到達目標溫度後 上升一度 需要 一小時

冷水機規格


100L水量



200L水量



300L水量
出現每次運轉 24小時的情形, 就代表冷水機已經沒有降溫的能力了!



360L水量

legendhua 說：

為了讓大家選擇時比較有些感覺, 針對一些常見的案例算出數據:

100 / 200 / 300 / 360L 水量的缸
阿提卡 / 日生 / 海利 三家廠牌冷水機
到達目標溫度後 上升一度 需要 一小時

冷水機規格

100L水量

200L水量

300L水量
出現每次運轉 24小時的情形, 就代表冷水機已經沒有降溫的能力了!

360L水量

按一下展開……

想請問我的水量也是約350左右，依照圖表的意思 目前室溫約31-33，使用阿提卡1／4從26.0降到25.5（25.3）左右約35-40分，從25.5（25.3）上升到26.0約50分,這個速度是正常的嗎？

Alan97 說：

想請問我的水量也是約350左右，依照圖表的意思 目前室溫約31-33，使用阿提卡1／4從26.0降到25.5（25.3）左右約35-40分，從25.5（25.3）上升到26.0約50分,這個速度是正常的嗎？

按一下展開……

非常感謝你又提供一個案例讓我驗證試算表~

試算表參數:
海水: 350L
上升0.5 度花費 50分鐘 (0.83hr)
下降 0.5度花費 35分鐘 (0.6hr)



計算後下降的時間, 其實只需要 1886BTU/hr 就可以達到, 但阿提卡 1/4 是有 3000BTU/hr 的能力,
因此降溫應該不需要花這麼多時間 (理論值: 約17分鐘 (0.29hr))

或許可以檢查看看是不是濾網要清一下, 冷水機位置是否通風, 或是帶動冷水機水流是否足夠.