Устройство аквариумного фильтра

Устройство и принцип работы

Внутренние очистители аквы имеют довольно простое устройство. Каждый из них представляет собой цилиндрический корпус с прорезями для втягивания воды, к которому прикреплён небольшой насос.

Внутри корпуса находится один или несколько фильтрующих материалов. В самом простом варианте таким материалом является поролон (эластичный пенополиуретан).

Вода, проходя под давлением через ячейки поролона, избавляется от механических примесей и выходит обратно в аквариум. Колонии сапрофитов (микроорганизмы, скапливающиеся в ячейках поролона) производят биологическую очистку аквы, превращая разложившиеся остатки органики в неорганические вещества.

По своему внешнему виду прибор похож на стакан. Именно так часто называют его обладатели декоративных рыбок.

Виды аквариумных внутренних фильтров

Устройства можно подразделить по возможностям фильтрации. Простейшие стаканы осуществляют лишь механическую очистку аквы и частично биологическую. Соответственно, они являются самыми дешёвыми.

В некоторых моделях количество секций для установки фильтрующего материала увеличено, что позволяет проводить также и химическую очистку воды с использованием активированного угля или цеолита.

Внутренние фильтры различаются также и по своей производительности, то есть по объёму воды, который прокачивается через систему за единицу времени. Сразу следует отметить, что 300-литровая ёмкость — это принципиальный предел для рассматриваемых технических устройств.

Как правило, помпа на внутреннем очистителе крепится сверху стакана, но есть модели, где она расположена внизу.

Существуют современные приборы, имеющие дополнительные опции, например:

• встроенный обогреватель воды для поддержания температуры в аквариуме;
• инжектор для подачи воздуха вместе с водой;
• регулятор и индикатор мощности помпы;
• переключатель направления потока и другие.

Разумеется, дополнительные приспособления и опции отражаются на цене прибора.

Достоинства внутренних фильтров:

1. Низкая стоимость внутреннего фильтра. Более того, принципиального значения не имеет даже марка производителя (если не вдаваться, конечно, в крайности и не приобретать всевозможные “мыльницы” азиатского производства, когда на коробке пишут одни цифры, а на деле оказывается, что все надо делить на 2 или на 3).
   Самый главный критерий при выборе фильтра – его производительность в литраъ в час, который определяется исходя из емкости имеющегося аквариума. Производительность должна составлять не менее 3 объемов в час. Лучше все же 5 объемов.2. Относительно высокая производительность. Имеется в виду кол-во пропускаемой воды в литрах в час, а не непонятная величина “КПД по биофильтрации”;

3. Безопасность. Вода может течь лишь в аквариум. И только в аквариум. В случае остановки фильтра по тем или иным причинам потоп не последует.

4. Удобство в обслуживании внутреннего фильтра. Это утверждение, правда, справедливо не для всех марок фильтров. Обслуживание в основном заключается в еженедельной промывке фильтрующего материала в отдельной емкости с аквариумной(!) водой и несколько реже в промывке трущихся (вращающихся) частей внутреннего фильтра;

5. Низкий уровень шумов. Справедливо не для всех марок фильтров. Как правило, с уменьшением потока воды (такая возможность есть почти во всех фильтрах) уменьшается уровень шумов. Поэтому есть определенный смысл приобретать фильтр мощности несколько большей, чем необходимо;

6. Возможность одновременной аэрации аквариумной воды. Этот “сервис” есть почти во всех внутренних фильтрах. Им не следует злоупотреблять, так как в некоторых типах внутренних фильтров подача воздуха сопряжена с перегоном воды: чем больше открыт клапан для подачи воздуха, тем меньше воды проходит через фильтр. Кроме того, при полном открытии воздушного клапана пузырьки воздуха становятся очень крупными, что значительно уменьшает процесс растворения кислорода в воде. Наиболее удобным и эффективным является все же приобретение отдельного узла – воздушного компрессора;

Недостатки внутренних фильтров:

1. Малый объем фильтрующего материала и, как следствие, небольшая площадь для поселения полезных бактерий. Здесь следует оговорить особо, что для повышения КПД фильтра в плане биологической очистки воды неверно увеличивать скорость потока через фильтрующий элемент, так как при этом существенная часть бактерий просто вымывается водой. В толще аквариумной воды польза от бактерий невелика. Кроме того доказано эмпирически, что полезные свойства бактерий проявляются “на все сто” только при определенной скорости течения воды. Т.е. увеличить численность колонии бактерий можно только одним путем – увеличением площади для ее поселения, что в конечном итоге невольно возвращает нас к использованию выносного фильтра с большим объемом фильтрующего материала;2. Занимает полезный объем аквариума. На самом деле этот занимаемый объем ничтожно мал – обычно не более нескольких процентов от общего объема аквариума.;

3. Большая нагрузка на фильтрующий элемент (механическая и биологическая очистка одновременно). Часть поверхности фильтровального элемента, на котором хотелось бы поселить побольше аэробных бактерий, будет забиваться просто грязью. И во время еженедельного мыться губки вместе с грязью будет вымываться и часть полезных бактерий. В силу вышесказанного изменение численности полезных бактерий будет каждый раз приводить к некоторой, пусть незначительной, но все же к нестабильности биологической среды в аквариуме. Поэтому не следует чистить губку с неистовством радивой домохозяйки. Попробуйте проделывать эту операцию …с нерадивостью наемного работника;

4. Отсутствие возможности химической очистки воды. Для химической очистки воды обычно используют активированный уголь. На самом деле химическая очистка не является обязательным звеном в каждом аквариуме. Но изредка рыбы все же болеют и приходится добавлять в воду медикаменты. После проведения курса лечения необходимо вытянуть из аквариума остатки лекарств, и уголь здесь просто незаменим. Поэтому лучше приобретать внутренний фильтр хотя бы с одной дополнительной секцией для возможного заполнения углем.

5. Хромает эстетическая сторона. Ничем не прикрытый короб “посторонних цветов”, вряд ли дополнит возведенный вами биотоп. Но этот минус легко устраним, — просто прикрыть постороний предмет чем-нибудь, например, красивой корягой.

Какой фильтр лучше?

На этот вопрос однозначного ответа не сможет дать, пожалуй, ни один аквариумист. На рынке представлено достаточно много моделей, которые успешно эксплуатируются длительный период.

Если проблему рассматривать с точки зрения цены за устройство, то среди внутренних очистителей эконом-класса можно выделить продукцию немецкой фирмы Sera.

Недорогие устройства этой марки L30, L60, L120, L150 и даже L300 просты в эксплуатации и надёжны. Цифры обозначают объём аквариума, для которого они предназначены.

Fluval

Итальянские устройства марки Fluval являются долгожителями на рынке аквариумных аксессуаров. Самый продаваемый прибор линейки итальянских моделей — Fluval4 Plus. Он обладает сильной помпой, индикатором мощности потока и современным запоминающимся дизайном.

Однако данная модель имеет относительно большие габариты, а его фильтрующие элементы быстро засоряются. Согласно заявленным конструктивным особенностям, смену фильтрующего картриджа можно производить, не останавливая работу прибора и не вынимая его из воды.

Но на деле в процессе этой операции часть мусора всё равно попадает обратно в воду. Лучше на время отключить устройство и спокойно сменить картридж.

AquaEl FAN

Большой популярностью стали пользоваться внутренние аквариумные очистители AquaEl FAN польского производства. И совершенно оправданно. Имеющие низкое энергопотребление при относительно мощном насосе, польские устройства надёжны, просты, эффективны.

Они выгодно отличаются от своих китайских и некоторых европейских собратьев оригинальным фильтрующим материалом (безфеноловая губка), на котором активно селятся бактерии, обеспечивая качественную переработку остатков органики и азотных соединений.

По отзывам аквариумистов, AquaEl FAN имеет только один недостаток — повышенный уровень шума во время работы с аэрацией.

Eheim

Внутренние фильтрующие устройства марки Eheim можно назвать элитой этого вида приборов. Конструкторы немецкой компании Eheim GmbH & Co педантично и с выдумкой подошли к проблеме создания унифицированного фильтра.

К примеру, модель Eheim 2212 AquaBall имеет оригинальное устройство выходного патрубка. Подобно джойстику, он с помощью шаровой конструкции может поворачиваться в любую сторону. Это очень удобно, так как поток воды и пузырьков воздуха можно направлять даже вниз.

Рассматриваемые устройства, являющиеся самыми дорогими в своём классе, имеют лишь один недостаток — ось крыльчатки помпы является керамической (во всех других моделях она металлическая). Поэтому нужно соблюдать особую осторожность при разборке и обслуживании такого фильтра.

Разнообразие фильтров для аквы, работающих внутри аквариума, велико. Какой из них лучше? Возможно тот, который удовлетворяет требованиям надёжности, функциональности, эффективности и подходит для аквариума конкретной ёмкости.

На какое время включать фильтр в аквариуме

Некоторые выключают фильтр для экономии электроэнергии, некоторые из-за того, что фильтры шумят и их отключают на время сна. Но так делать категорически не следует. Фильтр в аквариуме должен работать непрерывно, так как в нем живут бактерии, живые организмы, которым необходим кислород и питание, поступающие из потока аквариумной воды.

В случае отключения фильтра на длительное время, бактерии, поселившиеся в нем, не будут выполнять свою основную функцию и погибнут. Что делать если отключили свет на длительное время? В теории рекомендуют почистить фильтр, промыть фильтрующие элементы, чтобы погибшие бактерии при включении фильтра не загрязняли воду. Отключение света у меня не редкость и я с фильтром не делаю вообще ничего. При включении света он сам запускается и продолжает работать. Никаких негативных последствий от этого я не замечал.

Чистка аквариумного фильтра

Так как в фильтрующих элементах живут полезные нитрифицирующие бактерии, к чистке фильтра нужно подходить без фанатизма. Не в коем случае нельзя мыть фильтр и его фильтрующие элементы моющими средствами. Более того, даже рекомендуют мыть фильтр не под проточной водой, а в слитой с аквариума воде. Я, конечно, так не делаю.

В устоявшемся аквариуме бактерии после чистки фильтра поселятся быстро, не стоит за них так уж переживать. Как часто чистить аквариумный фильтр зависит от количества рыб и других источников загрязнения. Так как у меня стоит внешний фильтр я определяю необходимость периодической чистки по напору воды из выходящей трубки. Как заметно снижается, произвожу чистку. Это примерно раз в 3 месяца. Если вода в аквариуме достаточно чистая, в воде не плавает взвесь, напор воды приемлемый, то и не стоит в него лезть.

Для чистки внутреннего фильтра отключите его от электропитания и аккуратно (!) выньте из аквариума, чтобы вся грязь с него не разлетелась по аквариуму. Достаньте фильтрующий элемент, промойте его, а также крыльчатку и сопло самого фильтра. Затем соберите и установите все в обратном порядке.

Для чистки внешнего фильтра отключите его от электропитания. Потом перекройте краны на шлангах подачи и забора воды. Они находятся либо на самих шлангах, как в случае с EHEIM Classic, либо на голове фильтра, как в случае с фильтром Tetra, и отсоединить шланги от фильтра. После этого нужно отсоединить клипсы, прижимающие голову фильтра к корпусу, и аккуратно снять голову фильтра. Затем вытащить контейнеры с наполнителями (в случае с EHEIM Classic контейнеров нет, поэтому просто достаем наполнители фильтра) и промыть. При мойке постараться не рассыпать керамические кольца и прочие наполнители:). Промыть крыльчатку фильтра и сопла подачи и забора воды и собрать все в обратном порядке.

Периодически возникает необходимость мойки шлангов. Некоторые чисткой шлангов пренебрегают, а потом жалуются, что у них фильтр плохой и производительность от покупки упала в 2-3 раза. Но на самом деле причина скорее всего в грязных шлангах. За время работы на внутренних стенках скапливается большой слой налета грязи, который значительно занижает внутренний диаметр шлангов и трубок, и напор воды падает.

Для чистки шлангов можно протащить через него толстую леску или тонкую проволоку, на конце примотать кусочек губки (для мытья посуды вполне подойдет), и протащить через шланг. Желательно, чтобы и шланг внутри и губка были влажными. При необходимости процедуру повторить. Я же заказал себе с Aliexpress ёршик на гибкой проволоке. Стоит он не дорого, но функцию чистка аквариумных шлангов выполняет на 5 баллов, рекомендую.

включайся в дискуссию

Поделись с друзьями

Фильтрация аквариумной воды возможна различными аппаратами, которые бывают внешними или внутренними. Последний вариант характеризуется различной производительностью и ценой. Выбор внутренней системы осложняется из-за большого разнообразия моделей.

Особенности и принцип работы

Главная особенность внутренних фильтров для аквариума – удобные габариты. Использование и уход за аквариумными устройствами довольно просты, а устанавливаются они прямо внутрь аквариума. На рынке представлено большое разнообразие приборов, их выпускают разные производители. Фильтрация с их помощью имеет свои достоинства и отрицательные качества, но особенность приборов единая – простой принцип работы. Сам прибор выглядит обычным цилиндрическим сосудом с прорезями, которые нужны для втягивания жидкости с воздухом. К нему обычно крепится насос, работающий от электричества, а внутри располагается фильтрующая основа. В большей части устройств роль такового играет поролон, реже – современный пенополиуретан.

Кроме закрытой системы фильтрации, в продаже существуют открытые внутренние системы, включающие в набор лишь очищающие материалы и насос. Под действием механизмов ячейки поролона наполняются грязью, а обратно в аквариум попадает чистая вода. В усложненных вариантах открытых фильтров используются сапрофиты – микроорганизмы, которые работают методом биологической очистки.

Колонии микроорганизмов способны превратить остатки органики в неорганические полезные вещества. Дешевые варианты лишь с механической очисткой обладают небольшими возможностями фильтрации, поэтому их нередко дополняют другими элементами. Например, в фильтрующих материалах нередко используются активированный уголь или цеолит. Считается, что такие модели производят химическую очистку воды.

Производительность внутренних фильтров разная. От этого зависит объем перерабатываемой аквариумной воды за определенную единицу времени. Максимально возможная емкость, в которую технически может быть установлено устройство, не должна превышать 300 л. Современные приспособления отличаются дополнительными опциями, но они не увеличивают возможных для переработки объемов воды. Чаще это дополнительный обогреватель, регулятор мощности или переключатель направляемого потока. Дополнительные опции сказываются на цене прибора. Внутренние аквафильтры ценятся за бесшумность, но они требуют свободного места в аквариуме.

Если емкость совсем маленькая, лучше выбрать внешнее устройство, в котором вода с воздухом перемещается по тонким трубам.

Рейтинг самых лучших брендов

Лучшие внутренние фильтры являются бесшумными. В ниже представленном рейтинге рассмотрим основные виды.

Tetra IN 600 Plus

Это доступный экземпляр, который может поддерживать чистоту воды в емкостях объемом до 100 литров. Производитель – Польша. Его товары регулярно рекомендуются специалистами в области аквариумистики. IN 600 Plus не очень привлекателен внешне, но удобен эргономически. Компактный прибор включает две камеры для бактерий, поэтому полезные микроорганизмы, обрабатывающие жидкость, остаются долго работоспособными.

Оборот в данной модели настраивается вручную. Сопла, работающие на выход чистой жидкости, вращаются на 180 градусов. У детали есть функция забора кислорода, а также реализуются следующие способы очистки:

Важно! В очень небольшой аквариум, до 50 л, данное устройство не подойдет.

Aquael Turbo 500

Это очень производительная модель с довольно демократичным ценником. Производитель дает гарантию на очистку 150-литровых емкостей. Фильтр может пропустить до 500 л в час. Потребление электроэнергии у прибора скромное. Керамический наполнитель BioCeraMAX 600, установленный внутри, справляется с нитритами и аммонием. В устройстве реализуются следующие способы фильтрации:

Прибор способен поставить кислород очень глубоко, что важно для донных обитателей. Фильтр хорош и для очень крупных аквариумов, но для этого потребуются дополнительные контейнеры, которые продаются отдельно. Это удобно, если аквариумист планирует расширить жилище для рыб.

Hagen Fluval

Это очень емкая система фильтрации, которая подойдет для объемов от 55 литров. В системе используется так называемая вращающаяся флейта, благодаря этому решению устройство вовсе бесшумное. Его можно использовать для креветок и очень деликатных рыбок. Классическая система фильтрации заполнена отсеком для угольного картриджа, который обычно продается отдельно. Производительность прибора довольно хорошая – 200 литров в час. Модель довольно дорогостоящая, но это связано, скорее всего, с происхождением, производитель является итальянским. В системе применяются следующие способы очищения:

• механическое;
• химическое (при установке дополнительного угольного картриджа).

Как выбрать?

При выборе достаточно учесть несколько основных критериев. Внутренние устройства для очистки воды в аквариуме на 100 или 200 литров различаются видами наполнителя. Основные методы очистки являются следующие:

• в механической системе частицы мусора накапливаются внутри, а в роли накопителя часто выступает губка; этого способа достаточно, например, для золотых рыбок;
• биологический метод допускает очищение от химических токсинов; роль фильтров здесь играют специальные бактерии, которые живут в наполнительных картриджах;
• химический способ предполагает использование угольных компонентов; методика позволяет исключить затхлость, она очень хороша в больших емкостях.

Внутренние фильтры характеризуются единым способом установки, но оборудование нуждается в более пристальном внимании, в сравнении с внешней системой фильтрации. Устройство чаще применяется в домашних, любительских аквариумах. Профессионалы предпочитают использовать еще один вид внутреннего фильтра, который называется донным. Система размещается под грунтом и предотвращает его закисание.

В целом оборудование различается мощностью, которая обычно указана на упаковке. В маркировке производительности значится, что устройство может переработать 300 литров воды за час, 60 литров воды за 10 минут. Мощный прибор способен переработать 1000 л. Мощность рассчитывается производителями самостоятельно, но данные не всегда соответствуют действительности.

Особенно внимательно нужно отнестись к выбору дешевых китайских устройств.

Еще один важный критерий выбора – внутренняя часть аквариумного фильтра. Применяемые губки могут быть мелкопористыми или крупнопористыми. Срок работы и тех и других компонентов составляет примерно семь дней. В дорогостоящих моделях, помимо губки, используется активированный уголь. Однако применять этот тип фильтрации нужно с осторожностью. Если уголь переполнится вредными веществами, произойдет их вброс внутрь аквариума, что может послужить причиной гибели всех рыбок. Система прослужит качественно, если своевременно производить замену угольных фильтров.

Устройства внутренней фильтрации существенно различаются по цене. Например, довольно недорогими являются приборы китайских производителей Atman, Resun. Компании JBL, Sera, Hagen, Tetra (Германия), Aquael (Польша), Ferplast, Hydor предлагают более дорогостоящие модели, которые позиционируются как европейские, но их производства тоже находятся в Китае. Цена устройств – средняя. Eheim – немецкая компания, которая выпускает самые дорогие фильтры, но они действительно производятся в Германии. У специалистов и любителей заслуженной популярностью пользуется Aquael Fan. Продукция, выбор которой огромный, отличается идеальным сочетанием цены и качества.

Важно! Большинство китайских моделей не предполагает деталей, которые можно отремонтировать при поломке устройства. В случае возникновения проблем модель нужно будет полностью менять.

По отзывам аквариумистов, особенно сильно загрязняется мелкоячеистый поролон. Однако начинающие любители чаще именно на него обращают внимание, так как считают его простым в обслуживании и ремонте. Внутренняя фильтрация сама по себе проста в эксплуатации, и это ее преимущество, в сравнении с внешней системой. Внешнее устройство более сложное, но тихое, поэтому оно применяется опытными владельцами рыбок. Но эта система чаще требуется для очень нежных обитателей аквариумов, которым нужны особые условия. За ними нужен дополнительный уход, поэтому подобных обитателей не рекомендуют начинающим любителям аквариумистам.

Как установить?

Инструкции к приборам зарубежных производителей часто неинформативны или вовсе непонятны. Установка фильтров бывает затруднительной начинающему аквариумисту, который приобрел недорогой китайский аппарат. Внутренний фильтр устанавливается прямо в воду, но не на самую глубину. При правильной установке его нужно расположить немного над поверхностью. Для крепления к стенкам аквариума в упаковке с фильтром и насосом обычно поставляются специальные присоски.

Прибор дополняется шлангом, один из концов которого монтируется к устройству, а второй конец выставляется на поверхности. Без правильной установки шланга невозможна подача кислорода. Кислород забирается выше гидрологического уровня, а наполнитель должен находиться под водой. Установка внутреннего фильтра недопустима в пустом аквариуме. Он должен как минимум до половины быть заполнен водой. При этом не желательно, чтобы внутренний фильтр задевал дно.

При маленькой наполняемости прибор лучше установить чуть выше. В дальнейшем положение фильтра нужно периодически проверять, так как вода имеет свойство испаряться.

Правильно закрепленный прибор можно сразу же включать в сеть. Для безопасности провод важно оставить свободно падающим. А также можно использовать специальные крепления для фиксации. При включенной фильтрации должно появиться течение. Его сила может регулироваться механической заслонкой, которая установлена на отверстии выхода жидкости. А также можно отрегулировать направление течения. Чтобы поправить или поменять этот параметр, прибор рекомендуется выключить из сети.

Особое внимание стоит уделить установке системы с биологической фильтрацией. Тонкость заключается в необходимости специального компонента, который ускоряет рост бактерий. Они должны активно работать, а до этого успешно поселится на губке или в специальном наполнителе. Специалисты заливают воду с использованием специального кондиционера. Вся подготовка организуется до монтажа фильтра в аквариум. Основные сложности заключаются в монтаже донных устройств. Их не установить без полного удаления жидкости из емкости. Еще нужно убрать весь грунт, а после установки аккуратно засыпать его обратно. Водоочиститель требует очистки через каждые четыре месяца, при этом каждый раз вся работа повторяется.

Правильный выбор аквариумного фильтра это сложная задача, от решения которой во многом зависит успешное содержание и разведение аквариумных рыбок. Соответственно, не лишним будет ознакомиться с проблемой загодя и определиться с выбором фильтра ещё до покупки аквариума, что в дальнейшем может изрядно сэкономить время и деньги. Поскольку неверный выбор может обернуться тратами на покупку другого фильтра, а в худшем случае – других рыбок.

Ситуация с фильтрами обстоит так, что иногда бывает лучше самому изготовить некую его часть, чем искать по магазинам (при этом, некоторые вещи никто просто не выпускает). Изготовление фильтра или его части требует определенной теоретической подготовки, поэтому здесь мы узнаем причины, почему аквариумам необходима фильтрация, виды фильтров, и детально рассмотрим принцип работы наиболее популярных из них. Надеемся, что это поможет вам определиться с выбором фильтра для будущего или находящегося в эксплуатации аквариума.

В первую очередь, что такое аквариум? Аквариум – это искусственный биотоп, практически закрытая экосистема, обитатели которой, как правило, не встречаются в природе в таких количествах в столь малом объеме воды. Ввиду этого и целого ряда других причин, в нем не действуют, либо не эффективны механизмы естественного очищения. Следовательно, вся ответственность и контроль над поддержанием оптимальных условий, для проживания аквариумных рыбок, целиком и полностью возложена на хозяина аквариума. В том числе и с помощью фильтров. Однако никакой фильтр не избавляет аквариумиста от необходимости замены части воды на свежую (с той или иной периодичностью). Вода – универсальный растворитель. Продукты жизнедеятельности рыб, растений, микроорганизмов, не оседающие в виде нерастворимой корки в емкости, растворяются в воде и доступными аквариумистам фильтрами не удаляются. Поэтому, не забывайте чистить аквариум и регулярно заменять в нем часть воды. Это не только позитивно скажется на самочувствии ваших питомцев, но и заметно снизит количество нежелательной аквариумной микрофлоры.

Следует помнить, что существуют виды аквариумов, обходящиеся вообще без фильтров, например, так называемые Голландские аквариумы. В них функцию очистки берут на себя аквариумные растения. Возможно, Вы выберете такой аквариум, тогда особой необходимости в фильтре не будет. Напротив, цихлидники обходятся небольшим количеством растений, либо вообще без них. В этом случае необходим хороший, качественный фильтр.В наше время известно большое количество разнообразных систем очистки, в основе которых лежит помповый, либо аэрлифтный способ создания потока воды. Системы фильтрации, в свою очередь, условно разделаются на множество групп, отражающие тип конструкции, принцип действия, фильтрации и названные выше, способы создания потока воды. Можно встретить фильтры: как внешние, так и внутренние, биологические и механические, бывают подвесные фильтры и встроенные, а так же стоящие на грунте. Нередко с фильтром интегрируют дополнительные устройства для выполнения таких функций как – нагревание, аэрация и прочее. Нередко к ним подсоединяют ультрафиолетовые лампы.

Помните, что лучше отдавать предпочтение такой модели, которая, исходя из объема Вашей емкости, имела некоторый запас производительности. Мощность любого фильтра можно легко уменьшить, но никогда не удастся поднять её выше заявленной в техническом паспорте. Не поленитесь сделать расчет по мощности или объему воды – лишних двадцать-тридцать процентов, это не выкинутые на ветер деньги, а Ваша страховка от проблем, которые всегда возникают неожиданно.

На рисунке изображена гибридная схема работы аэрлифтного фильтра. 1. Фильтрующий материал; 2. Подвод воздуха от компрессора; 3. Трубка, через которую происходит «возгонка» воды воздухом.

Принцип работы и устройство аэрлифтного фильтра

Для начала, рассмотрим устройство аэрлифтного фильтра. Эрлифт, он же аэрлифт, газлифт (от английского aero — воздух и lift — поднимать), является разновидностью струйного насоса. Принцип действия заключается в использовании подъёмной силы воздуха. В вертикально установленную в аквариуме трубку, в нижнюю её часть подводят воздух от компрессора. Распыляемый через форсунку, он образует смесь с водой подобную эмульсии (водовоздушную смесь), которая, будучи легче воды, поднимается по трубке вверх, вытесняемая снизу давлением аквариумной воды. Подъему воды способствуют также пузырьки воздуха, увлекающие водную массу своим быстрым движением вверх. Заметьте, что функция аэрации (насыщения воздухом) воды заложена в само устройство и нет необходимости в установке дополнительного аэратора.

При желании, на базе такого насоса из подручных материалов легко собирается фильтр. Для простейшего аппарата достаточно надеть на нижний конец отводной трубы поролоновую заглушку. Кроме того, можно смастерить простейший навесной внешний фильтр и организовать очистку воды на выходе аэрлифта. С этой целью к верхней части емкости крепится контейнер с наполнителем так, что вода, выходящая из аэрлифта, проходила через фильтрующий материал, а затем стекала в аквариум. Такую конструкцию можно видоизменить, сменив фильтрующий материал на керамзит или пемзу и высадив на его поверхности быстрорастущие растения. Корневая система растений, имеющая большую площадь поверхности, сыграет роль фильтра, забирая из воды, растворенные в ней вещества. Данный фильтр – пример гидропоники, а фильтрующую систему с участием растений можно отнести к биологическим фильтрам, фитофильтрам.

К достоинствам аэрлифтного фильтра относят простоту в эксплуатации, к недостаткам – относительно низкую производительность и, по сравнению с помповым фильтром, жесткие ограничения на высоту подъема воды. С помощью аэрлифта, наклонив выходную трубку под углом к воде, можно создать в аквариуме небольшое движение воды. Однако не стоит этим злоупотреблять, потому что, установив трубку горизонтально, мы сильно уменьшим без того низкую производительность. Такие фильтры удобны для маленьких объемов. Если имеется необходимость в подъеме воды на значительную высоту или требуется установить фильтр в крупный аквариум, предпочтительнее использовать помпу.

Фото аэрлифтного фильтра. Распылитель, расположенный снизу пластикового корпуса, засыпан фильтрующим материалом. Воздух, просачиваясь через дренаж, увлекает за собой воду, при этом грязь задерживается в фильтре (фото Dr. David Midgley)

Принцип работы и конструкция помпового фильтра. Характеристики центробежного насоса

Существует два типа помповых фильтров: внутренние и внешние. Часто они заключают в единой конструкции помпу и один или несколько отсеков для наполнителей. Кроме того, некоторые модели выполнены в виде независимых блоков. К их числу относится канистровый внешний фильтр, где помпа опущена в корпус и непрерывно откачивает воду в аквариум, либо в случае канистры, расположенной выше уровня воды, помпа может устанавливаться непосредственно в емкость и подавать воду в фильтр, откуда последняя самотеком возвращается обратно в аквариум.

Рассмотрим детальнее устройство нашей помпы. Чаще всего в качестве насоса аквариумного фильтра используются центробежные насосы, совмещенные с электрическим двигателем специальной конструкции и представляющие собой единый блок. Металлические токопроводящие и магнитные элементы двигателя опрессованы полимерным материалом, что делает безопасным эксплуатацию прибора в агрессивной водной среде. Другой, более современный вариант импеллера – на основе термически обработанного пластика, в который, в виде примесей, вводятся магнитные материалы. Конструктивно, помпа построена так, что водный поток создаваемый рабочим колесом насоса проходит сквозь двигатель и охлаждает его.

Помпа внутреннего фильтра (вид сбоку). Обозначения ниже Вид снизу Помпа или головка внутреннего фильтра. 1. Герметичный пластиковый корпус, в котором заключен статор; 2. Улиткообразный корпус, в котором вращаются рабочее колесо с лопатками; 3. Регулятор напора воды; 4. Шланг для подвода воздуха (например, от аэратора); 5. Кольцо для крепления фильтра; 6. Ротор с рабочим колесом.

Переменный электрический ток, протекая по обмоткам статора, создает бегущее магнитное поле, которое приводит в движение магнитные элементы ротора, заставляя его вращаться. Рабочее колесо насоса, расположенное в улиткообразном корпусе, жестко соединено с осью двигателя. При вращении, изогнутые лопатки рабочего колеса (импеллера) создают центробежную силу и выталкивают воду от центра, где расположено входное отверстие, к окружности. Раскручивая воду по спирали, лопатки рабочего колеса создают избыточное давление воды по окружности и пониженное в центре, куда через входное отверстие водоподводящей трубки устремляется вода из аквариума. На окружности находится выходной патрубок, через которое водяной поток покидает насос.

Почему в фильтрах для аквариума вода течет через воздушную трубку?

— это происходит потому, что создается высокое сопротивление на выходе из помпы. Оно может быть связано с сильным перекрытием регулятора водного потока, либо установкой флейты.

Основными гидродинамическими показателями производительности помпы являются расход и напор воды, создаваемые ею.

Расход – это количество воды (в литрах), которое перекачивается насосом за единицу времени при данном напоре. Следует помнить, что из-за конструктивных различий, даже при одинаковых показателях потребляемой электроэнергии, соотношение напор и расход будут различаться. В паспортных данных производитель иногда в виде графиков или таблиц отображает зависимость расхода и напора воды, проходящей через помпу и фильтр, от высоты подъема жидкости.

Движение воды через помпу непременно порождает приращение её удельной энергии, называемое напором. Данный показатель определяет высоту, на которую поднимается вода при движении вертикально верх, и, следовательно, влияет на месторасположение внешнего фильтра относительно аквариума. Напор, как правило, измеряют в метрах, либо единицах давления столба жидкости.

При выборе высокопроизводительной помпы следует иметь в виду, что максимальный расход и напор воды, достигается её расположением на уровне границы раздела сред. Расход воды закономерно зависит от высоты подъема и будет снижаться с её ростом. В процессе эксплуатации фильтра неизбежно происходит загрязнение наполнителя и внутренних стенок насоса, что приводит к уменьшению расхода воды. Аквариумисту необходимо следить за состоянием помпы, и при ослаблении струи воды, незамедлительно приступать к прочистке. В противном случае, произойдет перегрев насоса и выход его из строя. Проверять и чистить следует все узлы системы фильтрации: шланги, флейты, проточные реакторы углекислого газа, канистру и сам наполнитель (который, возможно, подлежит регулярной замене).

Если вы планируете установить в своем аквариуме фильтр и произвести предварительный расчет, то следует помнить, что практический напор воды, создаваемый насосом, будет несколько меньше теоретического. Этому есть несколько объяснений. Так, вследствие конструктивных особенностей центробежных насосов, не вся вода, попадающая в них, испытывает на себе давление вращающихся лопаток рабочего колеса, что приводит к падению скорости движения воды около выходного патрубка. Часть энергии необходимо потратить на преодоление импеллером неизбежного гидравлического сопротивления воды и трение. Дополнительное сопротивление потоку воды обусловлено конструкционными особенностями фильтров, а также наличием любых устройств, которые приходится преодолевать воде. Номинальная разница между реальным и теоретическим напором со временем лишь увеличивается, что происходит за счет образования минерального и бактериального налета.

Тем не менее, эффект изменения скорости потока воды, возникающий при его прохождении через различные участки системы, каждый из которых имеет специфическое поперечное сечение, используется аквариумистами для создания фильтров.

Расчёт скорости воды в фильтре и методика её измерения

Рассмотрим конкретный пример внешнего канистрового фильтра, состоящего из канистры с наполнителем и шлангов, подводящих и отводящих от него воду. Ввиду разного поперечного сечения канистры и шлангов, скорость потока воды будет различаться, несмотря на равенство её проходящих объёмов. Поток воды в шланге двигается со скоростью нескольких метров в секунду, а в канистре падает в несколько сотен раз, составляя всего несколько миллиметров в секунду.

Пример:
Для упрощения расчета пренебрегаем потерями скорости и принимаем во внимание, что нам дана реальная производительность фильтра при данной высоте уровня воды в аквариуме над канистрой, то есть производительность учитывает давление водяного столба.

Дан фильтр, состоящий из насоса и квадратной канистры:
— производительность помпы составляет 1 м 3 /час = 0,00027 м/сек = 0,277 л/сек

— внутренний диаметр шлангов D = 0,02 м (радиус = 0,01 м)

— сторона канистры Wк = 0,3 м

— V — объем воды, прокачиваемый помпой
Производительность помпы = V/t = Sш*Vш = Sк*Vк, где Sш и Sк — площадь поперечного сечения шланга и канистры; Vш и Vк — скорость прохождения воды через шланг и канистру.
Sш = π*R 2 = 3,1415*0,01 2 = 0,00031415 м 2
Sк = Wк 2 = 0,3*0,3 = 0,09 м 2
Vш/Vк = Sк/Sш = 286,5
Таким образом, скорость воды, при прохождении её через фильтр падает в 286,5 раза.
Скорость движения воды в шланге составляет Vш = 0,00027/0,00031415 = 0,88 м/сек
Скорость движения воды в канистре составляет Vк = 0,00027/0,09 = 0,003 м/сек
Производя вычисления скорости воды в фильтрах, следует также учитывать, что площадь сечения фильтра всегда больше площади сечения фильтрующего материала. Отсюда скорость через фильтрующий материал зависит от его проницаемости (при применении пористых, листовых или волокнистых фильтров), либо от размеров частиц или гранул сыпучего наполнителя. В общем случае, когда наполнитель свежий и максимально проницаем, эффективность очистки воды возрастает с увеличением соотношения Sк/Sш и Vш/Vк. Низкая скорость прохождения воды через канистру и наполнитель обеспечивает более полную трансформацию аммония нитрифицирующими бактериями, а также позволяет твердым отходам оседать в фильтре.

Методика измерения полного напора или расхода воды реальной системой фильтрации или помпой, проста и не требует привлечения специальных приборов. Проще всего при помощи рулетки измерить полный напор. Для этого необходимо подключить прозрачный шланг к выходу помпы, затем, при включенной помпе, поднять его на высоту, превышающую уровень напора по паспорту. Мы увидим, как нагнетаемая вода поднимется вверх по шлангу до некоторой высоты. Величину напора получаем, замерив высоту поднятия воды в шланге до уровня воды в той емкости, из которой она попадает в помпу.

Измерение расхода воды производится с помощью водяного счётчика либо водомера. Если его нет, расход воды можно измерить с помощью ведра и мерного стакана. Для этого, в течение некоторого фиксированного отрезка времени (например, минуты), будем спускать воду в ведро. При этом, если расположить уровень выхода струи на уровне воды в аквариуме, мы получим расход воды через систему фильтрации, со значением напора, равным нулю. В заключение, мы рассмотрим, некоторые вопросы, прямо или косвенно касающиеся эксплуатации насосов, влияющие на срок их службы. Факты, которые будет не лишне знать.

«Бич» насоса – кавитация

Кавитация – физическое явление, происходящее в жидкости при её закипании вследствие изменения давления. Применительно к насосам, явление возникает на входе жидкости в рабочее колесо насоса. В том случае, если абсолютное давление воды оказывается равным, либо меньшим упругости паров при данной температуре – вода начинает “кипеть”, результатом чего, является разрыв потока и прекращение перекачки.В том месте, где давление меньше давления насыщенных паров или равно ему, происходит выделение растворенных в воде газов и паров воды с образованием микроскопических пузырьков. Пузырьки увлекаются потоками воды в область повышенного давления, где они схлопываются, нанося механический урон. Рабочие области насоса получают микроскопические повреждения от схлопывающихся пузырьков, что, при длительном воздействии приводит к быстрому износу помпы и выходу её из строя (главным образом, лопаток рабочего колеса). Возникновение кавитации, при работе насоса, сопровождается значительным и резким снижением коэффициента полезного действия.

Кавитация сопровождается характерными шумами и вибрацией насоса и характерна для любых помповых фильтров как внешних, так и внутренних – с подключением аэрации на входе фильтра.

Характерный шум может возникнуть и по другой причине, сигнализируя о том, что насос не может прокачать воду, поскольку в шланге внешнего канистрового фильтра образовалась “воздушная пробка” или просто изгиб, через который поток воды крайне затруднен или вообще невозможен. Как правило, эта проблема возникает из-за излишне длинного шланга, который, будучи не закрепленным, опускается ниже уровня выхода помпы.

Управление напором вручную

В системах фильтрации, аквариумист, в своих целях, может менять напор воды. В частности, это делается для регулирования скорости воды, но только в сторону уменьшения. Для изменения напора необходимо знать расположение помпы – стоит ли она до или после фильтра. Работает это, в основном, с внешними канистровыми фильтрами, которые снабжены несколькими регулирующими кранами.В зависимости от своего расположения относительно фильтра, помпа будет создавать в нем давление, равное своему напору, либо разрежение, также равное напору. Давление создается помпой если она находиться до фильтра, а разрежение – если помпа расположена после системы фильтрации.

Если мы прикроем входной кран, это уменьшит количество воды проходящей через помпу и уменьшение разрежения (отрицательного давления). Вследствие этого, давление воды на выходе системы фильтрации упадет и уменьшится напор.
Если мы используем выходной кран и прикроем его – мы добьемся на выходе помпы (не системы фильтрации) увеличения давления. Количество воды, проходящей через фильтр уменьшится, также уменьшится вследствие этого, величина разрежения по модулю.

Следует помнить, что использование недокументированных режимов может повлечь за собой перегрев либо выход помпы из строя. Длительная эксплуатация помпы в таких режимах, приводить к перегреву статора, что влечет за собой перегрев обмоток, со всеми «вытекающими» отсюда последствиями.

Агрессивная среда. Рекомендации к материалам

Хотя на сегодняшний день рынок предоставляет на выбор аквариумисту широкий ассортимент товаров для его хобби, нередко возникает желание или необходимость либо подогнать под свои нужды какое-то оборудование, либо сделать фильтрующую систему самому, из подручных материалов, список которых будет ограничен. Рекомендуемые материалы для оборудования, контактирующего с аквариумной водой – это стекло и керамика, большинство, но не все виды пластмасс. Металл, в случае необходимости его использования, должен одновременно соответствовать нескольким жестким требованиям. Кроме прочности – необходимого условия его конструкционной пригодности, он должен быть также и химически стойким. Причина этого заключается не только в том, что подверженная коррозии металла деталь быстро выйдет из строя, но и в том, что для рыбок, живущих в аквариуме, большинство соединений металлов, которые могут попасть в воду вследствие коррозии – являются ядом. И здесь не лишне будет напомнить, что аквариумная вода представляет собой агрессивную среду. Делают её такой, множество разнообразных факторов, хотя и сама по себе, вода – растворитель. Многие вещества способные вступать в химическое взаимодействие с водой, способны образовывать в результате кислоты или щёлочи, меняя тем самым, её рН. Примером может служить углекислый газ – побочный продукт, присущий аэробному типу дыханию. Все живые существа использующие для дыхания кислород, выделают легкорастворимый в воде углекислый газ, который реагируя с ней, образует нестойкую, слабую угольную кислоту. Она постоянно присутствует в воде, в виду своей нестойкости распадаясь обратно на углекислый газ и воду и образовываясь вновь.

Разлагающиеся остатки кормов, растений и экскременты самих рыб – источник соединений азота (нитраты, нитриты, аммиак и т.д.), фосфора и серы. Они также химически активны и способны вызывать коррозию. Вступая в химические реакции с водой, растворенными в ней газами, аквариумным илом, они могут образовывать органические и неорганические соединения (в том числе и кислоты) способствуя разрушению деталей, как из металла, так и некоторых сортов пластмасс.