Sparsames Heizen eines Terrariums

[uwe*]

Hallo,

aber sowohl Infrarotstrahlung als auch Licht sind Wärmestrahlung.

Laß das mal nicht deine Profs hören! Korrekt, zumindest so korrekt wie ich es als Nichtphysiker sagen kann, müßte es heißen: Sowohl Licht als auch Wärmestrahlung ist (elektromagnetische) Strahlung, die bei Absorbtion in Wärme umgewandelt wird.

Aber mal Spaß bei Seite, HQI haben ihren Ruf nicht zu Wärmen, weil man das bedauerlicherweise in vielen Büchern lesen kann. Diese irrige Meinung kommt daher, daß viele Denken wenn man eine HQI nimmt, dann ist das schon in Ordnung. Jedoch gibt es zwischen HQI und HQI gewaltige Unterschiede, vor allem was den Ausstrahlungswinkel betrifft. Wenn nun, wie vermutlich früher häufig geschehen, ein PAR-Strahler mit Ausstrahlungswinkel 30° und ein HQI-Strahler in Baustrahlerform mit Ausstrahlungswinkel 120° verglichen werden, dann heizt selbstverständlich nur der PAR-Strahler den Sonnenplatz richtig ein. Solch ein HQI-Strahler verteilt Licht und Wärme großflächig und macht somit weder richtig hell noch warm.
Vergleicht man jedoch einen HQI mit einem Ausstrahlungswinkel von 30° mit einem vergleichbaen PAR-Strahler, dann erwärmen sie beide den Sonnenplatz nahezu gleich.
Wie Sarina schon schrieb ist die abgegebene Strahlungsenergie von HQI und PAR fast gleich, nur die spektrale Verteilung ist anders. Bei HQI ist mehr Licht und weniger Wärmestrahlung als bei PAR.

Letztes Wochenende hatbe ich mal einen Versuch gestartet, zu dem ich von Editha inspiriert wurde.
Ich habe einen Ast in die Sonne gelegt. Vor den Ast habe ich einen Infrarotfilter gehalten. Dieser Filter reflektiert die Wärmestrahlung, läßt jedoch das sichtbare Licht durch.
Die Temperatur des Astes in der ungefilterten Sonne betrug 40°C. Das gefilterte Sonnenlicht ohne Wärmestrahlung hat den Ast auf 35°C erwärmt. Die Rückseite des Asts, die im Schatten lag hatte nur 29°C.
Gemessen wurde mit einem IR-Fieberthermometer, das eine recht hohe Genauigkeit besitzt. Diesen Versuch möchte ich demnächst noch mit HQI wiederholen.

Was vielen vermutlich auch nicht bewußt ist, daß Leuchtstofflampen genau so viel Wärme abgeben wie HQI oder PAR-Strahler. Nur geben LL ihre Wärme so großflächig ab, daß die Wärmestrahlung nicht sinnvoll genutzt werden kann. Zum Heizen der Luft im Terrarium sind sie jedoch genau so gut oder schlecht wie alle anderen Lampenarten.

Deshalb sollte man Glühobst, welche Form es auch hat, aus dem Terrarium verbannen und auf HQI oder LL wechseln. Die Wärmeabgabe ist die Selbe. Nebenbei geben sie jedoch viel mehr Licht ab und Licht ist in jedem Terrarium zu wenig vorhanden.

Gruß
Uwe

[Sarina]

Hallo Uwe,

Laß das mal nicht deine Profs hören! Korrekt, zumindest so korrekt wie ich es als Nichtphysiker sagen kann, müßte es heißen: Sowohl Licht als auch Wärmestrahlung ist (elektromagnetische) Strahlung, die bei Absorbtion in Wärme umgewandelt wird.

Hier hab ich alles schonmal aufgeschrieben: http://www.testudolinks.de/licht/waerme/waerme.php - nur damit es hier nicht länger wird als nötig; auf den Punkt gebracht: Wärmestrahlung ist nicht das selbe wie Infrarotstrahlung. Wenn du mir irgendwo widersprechen willst nur zu *g* nein: ganz ernsthaft: 100%ig sicher bin ich mir wie immer nicht, wenn ich wo Mist geschrieben hab, bin ich fast immer einsichtig.

Ich habe einen Ast in die Sonne gelegt. Vor den Ast habe ich einen Infrarotfilter gehalten. Dieser Filter reflektiert die Wärmestrahlung, läßt jedoch das sichtbare Licht durch.
Die Temperatur des Astes in der ungefilterten Sonne betrug 40°C. Das gefilterte Sonnenlicht ohne Wärmestrahlung hat den Ast auf 35°C erwärmt. Die Rückseite des Asts, die im Schatten lag hatte nur 29°C.
Gemessen wurde mit einem IR-Fieberthermometer, das eine recht hohe Genauigkeit besitzt. Diesen Versuch möchte ich demnächst noch mit HQI wiederholen.

Klingt wirklich interessant! Berichtest du von den Ergebnissen?
Ich bin irgendwann auf schwarze Pappe umgestiegen (braun hätte es auch getan, war aber nicht da), weil mir die Wärmekapazität von anderen Materialien zu groß war. Bei einem kleinen Stein darf man ja zwei Stunden warten, bis die Temperatur endlich maximal ist.

Was vielen vermutlich auch nicht bewußt ist, daß Leuchtstofflampen genau so viel Wärme abgeben wie HQI oder PAR-Strahler.

Neben der flächigen Abgabe kommt noch dazu, das Leuchtstofflampen meist eine niedrigere Watt-Zahl haben, da fällt die Wärme dann weniger auf.

Deshalb sollte man Glühobst, welche Form es auch hat, aus dem Terrarium verbannen und auf HQI oder LL wechseln.

So radikal möchte ich nicht sein. Das Glühobst ist nunmal sehr flexibel, klein, überall einsetzbar, in Abstand und Watt variabel. Die haben durchaus ihre Daseinsberechtigung. Aber in 80% der Fälle (wild geraten) wäre es wohl sinniger sie durch hqi-Spots auszutauschen.

Grüße Sarina

[MrCus]

Also im endeffekt willst du mir sagen:

Es ist völlig egal ob ich den Strom in nichtsichtbare Infrarotstrahlung oder sichtbare Lichtstrahlung umwandle, der bestrahlte Körper wird immer gleich warm.

Und die Sache mit dem Wirkungsgrad ist Einbildung und Verlustleistung gibts nich?

[Sarina]

Hallo,

Also im endeffekt willst du mir sagen:
Es ist völlig egal ob ich den Strom in nichtsichtbare Infrarotstrahlung oder sichtbare Lichtstrahlung umwandle, der bestrahlte Körper wird immer gleich warm.

Völlig egal nicht, aber fast egal. Ja.

Und die Sache mit dem Wirkungsgrad ist Einbildung und Verlustleistung gibts nich?

Wirkung und Verlust ist eine Frage dessen was man erreichen will. Wenn man Licht will ist nicht-sichtbare Strahlung Verlust.

Grüße Sarina

[uwe*]

Hallo MrCus,

Wirkungsgrad ist die Nutzleistung geteilt durch die eingesetzte Leistung. Wenn nur das sichtbare Licht benötigt wird, dann hat eine HQI einen Wirkungsgrad von ca. 30-40% und eine Glühlampe von weniger als 5%. Wird aber die (Verlust-)Wärme gleichzeitig zum Heizen genutzt, dann haben sowohl HQI als auch Glühlampe 100% Wirkungsgrad.

Da das Licht zuerst zum Beleuchten und dann zum Erwärmen genutzt wird, könnte man sogar von einem Wirkungsgrad von 130% bei HQI bzw. 105% bei Glühlampen sprechen (nur darf das kein Physker lesen).

Gruß
Uwe

[Thomas v. Baal]

Hallo.

Somit wäre also ein 70 Watt HQI-Spotstrahler sinnvoller als ein Par 80 Watt, da die Wärmestrahlung ähnlich ist, sie aber mehr Licht abgeben.

Sehe ich das so richtig?

Gruß

[MrCus]

mit uwe bin ich einer Meinung, mit Sarina nach wie vor nicht

[Sarina]

Hallo MrCus

mit uwe bin ich einer Meinung, mit Sarina nach wie vor nicht

Hmmm ich sehe jetzt nicht wo Uwe und ich unterschiedlicher Meinung sind, außer bei ganz geringfügig unterschiedlicher Verwendung des Wortes Wärmestrahlung (wobei wir unterm Strich das selbe meinen - vielleicht wäre "Temperaturstrahlung" eine eindeutigere Bezeichung, werde mal die Definitionen im nächsten Physiklexikon das mir vor die Füße fällt nachschlagen)
Grüße Sarina

[Ingo]

Schöner Thread,

ohne ihn jetzt ganz durchgelesen zu haben, versuche ich noch ein zwei Denkanstöße zu bringen. Vorneweg: Betreffs der Definition bin ich mit Sarina einer Meinung, dass sowohl Licht wie Infrarotstrahlung Wärmestrahlung sind -und ich gehe noch weiter..man kann das durchaus ausdehnen: Jede Strahlung, die mit Atomen in Resonanz treten kann, also zB auch Röntgenstrahlung ist letztlich Wärmestrahlung. Beispielhaft also: Infrarotstrahlung, ist de facto Wärmestrahlung, aber Wärmestrahlung eben nicht von vornherein Infrarotstrahlung. Man sollte dabei den Begriff Wärmestrahlung versuchen physikalisch und nicht umgangssprachlich zu sehen. Auch Wärmestrahlung kann, durch den luftleeren Raum übertragen werden (merkt man ja auch bei jedem Sonnenbaden), vielleicht hilft das als Anschauung. Aber genug davon, meine direkten Kontakte mit der Lehrbuchphysik sind mittlerweile lange her und das was ich vergessen habe reicht für zweimal Grundstudium . Also, was ich sagen wollte: Inwieweit die -ich sage jetzt mal Wärmestrahlung und meine damit, das richtige Wort zu treffen - der eingesetzten Leuchtmittel die Temperaturverhältnisse im Terrarium verändern hängt auch sehr stark von der Beschaffenheit der bestrahlten Oberflächen, Art und Volumen der eingesetzten Materialien und dem Luftaustausch im Terrarium ab. Ist letzterer intensiv, spielt ersteres eine besonders große Rolle.
Wärmestrahlung kann ja von einer Oberfläche absorbiert, reflektiert oder durchgelassen werden.
Wird sie durchgelassen (zB von der Terrarienwand) trägt sie wenig zur Erhöhung der Terrarientemperatur bei. Terrarienwände sollten daher gut isoliert sein...aber das hatten wir ja schon.
Wird Wärmeabstrahlung stark absorbiert, erwärmt sich der bestrahlte Gegenstand. Wird sie reflektiert, tut er das nicht/langsamer...und in der Praxis erwärmt sich dabei die Luft zwischen Leuchtmitel und Oberfläche stärker.
Luft ist nämlich für Wärmestrahlung ziemlich "undurchsichtig", reflektiert wenig und absorbiert viel davon. Der nötige Luftaustausch transportiert daher viel Wärme aus dem Terrarium und man sollte sich seine notwendige Intensität daher gut überlegen. Auch ist Luft ein schlechter Wärmestrahler, dh. die Übertragung von "Wärme" auf andere Gegenstände durch warme Luft funktioniert schlecht.
Daher ist es wünschenswert, im Terrarium auch Oberflächen zu erwärmen, die eine effizientere Wärmeübertragung zum Tier ermöglichen und auch nicht wie die erwärmte Luft dauernd aus dem Terrarium verschwinden. Um das effizient zu tun, sollten im Bereich von Wärmestrahlungskegeln Materialien zum Einsatz kommen, die möglichst wenig Wärmestrahlung reflektieren oder durchlassen, sondern sie vor allem absorbieren. Farb- und Materialwahl sind hier also wichtig. Da Absorptionsverhalten wellenlängenabhängig ist, ist es in der Praxis für die Erwärmung eines Körpers dabei eben auch nicht -wie oben fälschlich angeführt- egal, ob man die gleiche Wärmestrahlung über einen HQI Strahler oder einen Halogenspot auf denselben Körper richtet. Durch Beachten der Wärmekapazität (=> um verschiedene Stoffe um den gleichen Betrag zu erwärmen braucht man höchst unterschiedliche Energiemengen zB in Form von Wärmestrahlung, damit korreliert sind diese Materialien selber dann unterschiedlich effiziente Wärmestrahler) des jeweils eingesetzten Material läßt sich ferner steuern, wie träge die Wärmestrahlung durch diese Oberflächen auf Änderungen in der Einstrahlung durch die Beleuchtung reagiert. Ob sie sich also nach Abschalten des Lichtes rasch oder langsam abkühlen, bzw ob die nach Einschalten des Lichtes lange oder kurz brauchen, um selber als Wärmequellen zu dienen.
Kurz zusammengefasst: Man bringt mit der Beleuchtung Wärmestrahlung in das Becken und startet damit eine Kaskade gegenseitigen Wärmeaustausches zwischen Terrarium, Einrichtungsgegenständen und Tier und durch geschickte Material und Farbwahl kann man hier bei gleicher Einstrahlung recht unterschiedliche Effekte erzeugen.
Bei großflächig Wärmestrahlung reflektierenden Oberflächen erwärmt die Beleuchtung vor allem die Luft und der Luftaustausch spielt eine extreme Rolle für den Wärmehaushalt des Terrariums. Bei großflächig Wärmestrahlung absorbierenden Oberflächen reduziert sich diese Bedeutung und durch die Wahl verschiedener Wärmekapazitäten kann man Ausmass und Geschwindigkeit von Temperaturschwankungen beeinflussen.

Ich hoffe, das war jetzt nicht zu konfus...

Gruß

Ingo

[bine_mn]

Hi Ingo.

So Texte sind immer schön zu lesen, aber wenn "Laien" daraus nicht so ganz schlau werden oder es nicht umsetzen können, nutzt es nachher nix.

Kannst Du sagen, welche Materialien, Farben, etc. nun geeignet sind um die bestmögliche Wärme für die Tiere rauszuholen? Und sind diese "bevorzugten" Materialien überhaupt beschaffbar, verbaubar und im Terrarium einsetzbar? Oder nenn doch einfach gleich nur solche, die realistisch auch verwendbar sind und einfach vielleicht besser sind als andere

Gruß
Bine

[Horst Beckers]

Zu den Farben:

Je dunkler (und matter) die Oberflächen, desto höher die Wärmeabsorption, je heller die Oberflächen (und glänzender) desto höher die Wärmereflektion...

Gruß
Horst

[Sven Zeeb]

Ich bin zwar nicht Ingo, versuche aber trotzdem mal eine Antwort zu geben.
Wärmekapazität ist gleichzusetzen mit "Wärmespeichervermögen". Dieses Vermögen ist zum Einen eine Stoffeigenschaft und zum anderen von der Masse abhängig. Grundsätzlich gilt: je mehr Masse, desto länger dauert es, bis ein Gegenstand warm wird, aber desto länger hält er die Wärme. Dunkle Gegenstände werden schneller warm als helle, strahlen aber auch mehr Wärme ab. Helle und vor allem glänzende Materialien reflektieren die Wärme. Wasser oder Minerale haben eine höhere Wärmekapazität als Metalle. Aber in diesem Zusammenhang Achtung: das darf nicht mit dem Isolations- oder Wärmeleitvermögen verwechselt werden. Bei einem Fahrrad, was im Winter draußen steht, fühlen sich die Griffe "wärmer" an als der Rahmen, obwohl beide dieselbe Temperatur haben. Der Grund liegt darin, dass Metall Wärme besser leitet und deshalb die Körperwärme schneller ableitet. Zusammengefasst bedeutet das für Terrarientiere die Notwendigkeit mehrerer Strategien.
Nachtaktive bodenbewohnende Tiere: Flächenstrahler zur Erzielung einer Grundtemperatur, zur Schaffung von Wärmeinseln Materialien, die viel Wärme aufnehmen und langsam wieder abgeben, so dass nach Abschalten der Beleuchtung Möglichkeiten zum Erreichen der Vorzugstemperatur gegeben sind, z.B. Steine, Schieferplatten, künstliche oder echte Felsen. Die Erwärmung kann durch Heizelemente oder gebündelte "Wärmestrahlung" kommen.
Tagaktive Tiere brauchen nach Einschalten der Beleuchtung einen Bereich, innerhalb dem sie nach Einschalten der Beleuchtung schnell ihre Vorzugstemperatur erreichen können. Dazu sind punktförmige Lichtquellen sinnvoll, die auf dunkle leichte Flächen scheinen, die wenig Wärme speichern, z.B. Kork oder dunkle Äste. Auch Bambus ist gut. Diese Materialien halten auch nach Abschalten der Beleuchtung die Wärme nicht lange, so dass die Tiere nicht irritiert werden. Da tagaktive Tiere Wärme mit Sonne gleichsetzen, sind Dunkelstrahler nicht sinnvoll.
Für sonnenliebende Tiere, die aber eher kühlere Temperaturen bevorzugen, ist ein HQI-Punktstrahler fast unverzichtbar. Werden gleichzeitig hohe Temperaturen verlangt, ist eine Kombination aus Punkt- und Flächenstrahlern sinnvoll. Im letzten Fall ist auch eine gute Isolation des Terrariums sinnvoll.
Gruß...Sven

[Thomas v. Baal]

Hallo.

@Ingo: Schöner Beitrag!

@Bine: Du sprichst mir aus der Seele

@Sarina / @all: Kann meine Frage bitte noch beantwortet werden?

Hallo.

Somit wäre also ein 70 Watt HQI-Spotstrahler sinnvoller als ein Par 80 Watt, da die Wärmestrahlung ähnlich ist, sie aber mehr Licht abgeben.

Sehe ich das so richtig?

Gruß


Danke

Thomas

[uwe*]

Hallo,

Sarina & Ingo, wenn man der Wikipedia glauben darf, dann wird tatsächlich zwischen Wärmestrahlung und IR-Strahlung unterschieden:
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmestrahlung

Somit wäre also ein 70 Watt HQI-Spotstrahler sinnvoller als ein Par 80 Watt, da die Wärmestrahlung ähnlich ist, sie aber mehr Licht abgeben.

Ja, das ist genau das was wir sagen wollen.

Wie Horst schon schrieb, heizt sich ein dunkler Gegenstand schneller auf als ein heller. Außerdem hängt es von der spezifischen Wärmekapazität (=die Fähigkeit Wärme zu speichern) und der Wärmeleitfähigkeit des Gegenstands ab, ob er sich schnell oder langsam erwärmt.

Im Prinzip sind das ja alles Weisheiten, die jeder zumindest unbewußt kennt:

Holz erwärmt sich sehr schnell, wird aber nicht zu heiß, so daß man sich nicht verbrennen kann. Abends kühlt es jedoch wieder sehr schnell ab. Holz kann nur wenig Wärme speichern und leitet sie auch nur schlecht.
Stein ist morgens lange kalt, wird tagsüber richtig schön heiß und hält abends nach Sonnenuntergand noch lange die Wärme. Verglichn mit Holz speichert ein Stein viel Wärme und benötigt deshalb auch längere Zeit um sich aufzuwärmen.

Die größte Wärmekapazität hat übrigens Wasser. Mit einem großen Wasserteil werden die Temperaturschwankungen im Terrarium geringer.

Gruß
Uwe

[Sarina]

Hallo Thomas,

@Sarina / @all: Kann meine Frage bitte noch beantwortet werden?
Somit wäre also ein 70 Watt HQI-Spotstrahler sinnvoller als ein Par 80 Watt, da die Wärmestrahlung ähnlich ist, sie aber mehr Licht abgeben.

Sehe ich das so richtig?

in vielen Fällen ja. In manchen Fällen kann es sein, dass es mit 70W doch etwas zu kühl ist. Dann kann man sich überlegen ob man so viel Licht braucht, dass man statt 70W hqi 150W hqi nimmt, oder ob man den Abstand verringert, oder ob man zusätzlich noch einen 60W PAR nimmt, oder .....
Grüße Sarina