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Luftheber im Härtetest


aquaristik - epaper ⋅ Ausgabe 2/2020 vom 12.02.2020
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Bildquelle: aquaristik, Ausgabe 2/2020

Luftheber kommen hauptsächlich in kleinen bis großen Zuchtanlagen oder im Zoofachhandel als Antriebseinheit für die Filterung zum Einsatz. Sie versorgen diese Anlagen zusätzlich mit ausreichend Sauerstoff. Hobbyaquarianer Wolfgang Kochsiek beschreibt die Funktionsweise und Leistungsfähigkeit verschiedener am Markt verfügbarer Luftheber und eines Lufthebers Marke Eigenbau.

FunktIonSweISe

Das Funktionsprinzip ist bei allen Lufthebern das gleiche. Die über einen Schlauch am Anschlussstück zugeführte Luft gelangt über kleine Bohrungen, Schlitze oder auch einen engen Spalt ins Innere des Steigrohrs.

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... aus steigt sie auf und reißt dabei kontinuierlich einen Wasserstrom mit. Das Wasser-Luftgemisch tritt dann meist über einen Bogen oder Winkel an der Wasseroberfläche horizontal aus. Eine 30°- bis 45°-Abschrägung am Ende sorgt, soweit vorhanden, für einen geräuscharmen Betrieb.

In Zoogeschäften sind nur wenige Luftheber erhältlich. Die meisten werden auf Börsen, Messen und über das Internet vertrieben.

Im Netz kursieren zahlreiche Bauanleitungen für Luftheber. Die Preise liegen bei Eigenbau zwischen 7,- und ca. 10,- Euro Materialkosten. Fertige Modelle sind entsprechend teurer. Laut Herstellerangaben fördern ihre Luftheber zwischen 350 Liter pro Stunde (LH-J30) und 500 l/h (GN-Luftheber).

Die von mir gemessenen Werte weichen aufgrund des Versuchsaufbaus zum Teil massiv ab. Da dieser Aufbau für alle getesteten Geräte identisch war, ist das Ergebnis aus dem Test aussagekräftig.

5 Luftheber im Test

1 „Lifter Gigant” Der Marke Hobby

Einer der wenigen im Zoofachgeschäft erhältlichen Luftheber ist der von Hobby. Er ist aus sehr dünnen, grünen Kunststoffteilen gefertigt. Der Luftanschluss liegt hier konstruktionsbedingt sehr weit oben. Die Luft wird über den Spalt der beiden Rohre zunächst ans untere Ende geleitet, um dann im inneren Rohr aufzusteigen. Der einzige Vorteil gegenüber allen anderen Modellen liegt in der Möglichkeit der Höhenverstellung durch Verschieben der ineinander gesteckten Rohre.

2 Luftheber Gesteckt 20 Mm Von Gn- Luftheber

Dieser Luftheber ist aus stabilem, dickwandigem PVC-Rohr und einem aufwendigen, zweiteiligen Anschlussstück gefertigt. Die Luft wird vom äußeren Hohlraum im Anschlussstück über Bohrungen, die durch das Zusammenfügen zweier kronenförmiger Konturen entstehen, ins Steigrohr geleitet.

3 „Lh-J30” Aus Dem Hmf-Shop

Der klassische (tschechische) Luftheber ist aus dünnwandigem Kunststoffrohr und einem Spritzgussteil als Anschlussstück gefertigt. Über den Anschluss gelangt die Luft in den Hohlraum zwischen Anschlussstück und Steigrohr, von wo aus sie über zahlreiche, am Rohr gebohrte, kleine Löcher feinperlig ins Innere des Steigrohrs gelangt.

4 „Jac 20 X 220” Von Jonny’S Air Concept

Auch hier wurde dickwandiges PVC-Rohr verwendet. Die Anschlussmuffe besitzt einen Schlauchanschluss. Das Steigrohr ist zweiteilig. Am unteren Teil befindet sich eine umlaufende breite Nute, welche den Luftraum bildet und von dessen Oberfläche zahlreiche kleinste Bohrungen in den Innenraum führen. Die Luft strömt vom Anschluss in den Luftraum und über die Bohrungen feinperlig ins Innere des Steigrohrs.

5 Marke „Eigenbau”

Ich habe den Luftheber aus stabilem, dickwandigem PVC-Rohr, einem 90°-PVCBogen, einer Reduzierung, einer Muffe und einem Stück grünem Luftanschlussrohr gefertigt. Die Luft gelangt über das Anschlussrohr am Anschlussstück (Reduzierung) in den Zwischenraum zum Steigrohr. Von hier aus strömt sie durch zahlreiche kleine Bohrungen ins Innere des Steigrohrs, um dann feinperlig aufzusteigen und das Wasser mitzureißen.

Versuchsaufbau: Eimer mit 10-Liter- Markierung, Membranpumpe und Luftheber.


Der Eigenbauluftheber im Versuchsbetrieb als Fotobeispiel. Der Volumenstrom ist bei jedem Lufthebermodell unterschiedlich.


VERSUCHSAUFBAU

Die Luftheber wurden für den Fördermengentest in einem 560 Liter fassenden Aquarium in einer Ecke so positioniert, dass das horizontale Auslaufrohr über den Beckenrand nach außen ragte. Die Größe des Beckens minimiert den Einfluss des fallenden Wasserspiegels. Ein Eimer wurde innen an der 10-Liter-Stelle markiert und unmittelbar unter dem Luftheberauslauf platziert.

Die für den Versuch benutzte Membran- Luftpumpe fördert nach Herstellerangabe 110 l/h Luft.

Eine digitale Stoppuhr diente der Zeitmessung.

Nach dem Einschalten der Membranpumpe und dem gleichzeitigen Start der Zeitmessung füllte sich der Eimer kontinuierlich, bis beim Erreichen der Markierung die Zeit gestoppt wurde. Eine zweite und dritte Messung sollte jeweils die versuchs- und messtechnischen Ungenauigkeiten minimieren. Rechnerisch wurde sodann die Fördermenge des jeweiligen Lufthebers je Stunde ermittelt. Der Versuchsaufbau ist sicherlich nicht optimal, was die Ermittlung der tatsächlichen Fördermenge der jeweiligen Modelle angeht, erlaubt aber einen direkten Vergleich aller Geräte, da das aufgefangene Wasser natürlich nach jeder Messung wieder ins Aquarium zurückgeschüttet wurde und somit die Voraussetzungen immer die gleichen waren.

MESSERGEBNISSE

Der „Lifter Gigant” der Marke Hobby brauchte 6 Minuten und 42 Sekunden für die zehn Liter. Das sind umgerechnet ca.

90 Liter pro Stunde Fördermenge. Die drei Heber von JAC, HMF-Shop, GN-Luftheber und mein Eigenbau kamen mit 130 bis 155 Litern pro Stunde auf relativ ähnliche Werte und waren damit dem Luftheber von Hobby um einiges überlegen. Die Unterschiede rühren in geringem Maße auch noch von den leicht unterschiedlichen Steigrohrlängen, Steigrohrdurchmessern sowie der Anzahl und dem Durchmesser der Bohrungen im Anschlussteil her. Bis auf den Hobby-Luftheber haben alle am Austritt eine Abschrägung (ca. 45°). Diese soll die Geräuschentwicklung erheblich verringern.

SIMULATION

Es ist heutzutage möglich, mit einem leistungsstarken PC und einer entsprechenden Software Strömungen von flüssigen und gasförmigen Medien zu simulieren. Ergebnisse können grafisch und wertetechnisch ausgegeben werden. Ich habe zunächst alle Testmodelle mit einer 3D-CAD-Soft ware modelliert, um sie anschließend mit der Simulati ons-Soft ware zu berechnen. Da hier ein fl üssiges und ein gasförmiges Medium gleichzeiti g simuliert werden mussten, ist ein wenig getrickst worden. Es wurde eine benutzerdefi nierte Ersatzfl üssigkeit angelegt, welche von den Werten her der der Luft annähernd entspricht.

Strömungssimulati on bei einem 90°-Bogen.


Strömungssimulati on durch einen 90°-Winkel mit sichtbarem Strömungsverlust.


SIMULATIONSERGEBNISSE

Als Ergebnis der Simulati on erhält man Rechenwerte und grafi sche Darstellungen von Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten an allen gewünschten Stellen des 3D-Modells (Luft heber). Auch eine Animati on des Strömungsverlaufs lässt sich generieren.

Farblich wird die grafi sche Darstellung üblicherweise von Rot (höchster Druck und größte Strömungsgeschwindigkeit) über Gelb und Grün nach Blau (geringste Werte) gezeigt.

Alles lässt sich aber auch in den Programmeinstellungen anders festlegen. Bei der Darstellung von Strömungslinien sieht man am besten, wo es zu turbulenten Bereichen kommt. Die Ergebnisse einer solchen Simulati on sind für eine Opti mierung von durchströmten Bauteilen heutzutage ein unverzichtbares Hilfsmitt el geworden.

Beim direkten Vergleich eines 90°-Winkels zu einem 90°-Bogen kann man deutlich erkennen, dass es beim Winkel, insbesondere hinter der Innenkrümmung, zu Strömungsverlusten kommt. Beim Hobby-Luft heber kann man fast schon von einem Rückströmungsbereich sprechen, der fast den halben Querschnitt beeinfl usst.

Die fünf Luft heber im Vergleich im Stromlinienmodell mit Kugel und Farblegenden.

Wolfgang Kochsiek beschäft igt sich hauptsächlich mit Lebendgebärenden Zahnkarpfen, Harnischwelsen und Wirbellosen. Aufgrund seines berufl ichen Hintergrunds nahmen die technischen Aspekte der Aquaristi k von Anfang an einen wichti gen Platz im Hobby ein