皮皮说龙第一期：关于加热棒的那点事（1）

    加热棒来用途大，

    天寒地冻都不怕，

    就怕遇到停漏电，

    悲催爱鱼容易挂。

    首先，欢迎大家来到皮皮说龙。

    对不起，我是皮皮。

    先给诸位鱼友道个歉，自己的一点总结想法写出来，不一定对，闲来无事莫当真，欢迎讨论交流，喷子绕道。

    今天和鱼友们分享一下那些关于加热棒的种种说法，并提出自己的一些分析和想法。

    马上九月，天气也逐渐凉爽，果实渐渐成熟，尤其我们这些在北方的小伙伴们，马上抄起加热棒准备插电入缸。

    但是，加热棒你真的了解吗？

    一、工作原理

    加热棒按照控温原理来说，大致分为两种方式：机械式和电子式。

    机械式控温加热棒就是现在市面上最常见的温控一体的加热棒。这样的加热棒在温控部位有一个双金属片作为开关，由于双金属片的两面所用材料不同，在温度变化时膨胀系数不同，从而使金属片可以根据温度变化摆动，从而可以在达到所设定的温度时电源自动接通和断开。电子式加热棒则是经电子元件探测水温后来电子控制通断的加热棒，工作原理是利用温控系统在缸外通过缸内水中的热敏电阻探头来探测缸内水温，并在温控系统的控制下接通或断开加热系统进行电加热控制。

    最直观的，机械式加热棒长这样：

电子式加热棒长这样：

    至于加热部件是电阻丝加热还是半导体或是其他的高科技，这个都不重要，大不过就是电能转换效率的区别，省电费电而已。

    刚才安装图片处理软件的时候手贱点到了安装其他程序，先卸载，好气！

    OK，全部卸载完成。

    下面，重点来了（敲敲黑板），加热棒这个东西，最关键三件事情是：安全，安全，还TMD是安全。加热棒各部件密封、不漏电最重要。其次，一定要知道一点，无论是机械式加热棒还是电子式加热棒，感温控温部位都在顶部，这个在后面的加热棒使用部分会用到。

    那么如何保证加热棒的安全呢？皮皮的分析如下：

    加热棒本身质量，这个当然是很重要的了，电器电线会不会漏电、管子会不会爆，这些都与加热棒的安全息息相关。同时，也要避免加热棒停止工作造成冻鱼和温控器失灵煮成石锅鱼。

    避免加热棒停止工作造成冻鱼的方法不难，使用两个加热棒就好了，当然功率也是整个鱼缸所需要的总功率的一半。其中一个的调定温度比另一个高/低1度左右。这样就避免了一只加热棒趴窝造成的冻死鱼。

    避免温控器失灵的方法也好办，在加热棒前端加入一个温控器就可以了，超温自动断电。万能的某宝搜索“温控器”，给鱼缸多一层保障，防止高温死鱼。（不要给我讲加热棒本身有多少层保护，里面的逻辑芯片坏了，是不是该煮还是煮？只不过概率低了点而已。）

二、加热棒功率的选择

    当前比较流行的说法是，公升水需要配置功率为1.5W-2W的加热棒，且不说这个1.5W-2W数据是否准确，我们首先来分析，到底这种说法科学吗？

    要了解这个加热棒的功率分析首先要分析理想状态下的鱼缸的热能平衡公式（假定当前室温比水温低，且需要加热的情况），在此情况下，水温恒定无波动： 。其中缸内电器散热能量很好理解，就是那些能传到给鱼缸水体能量的电器，其中包括：灯管发出的能量，水泵散热的能量等，这些数值都是一定的；加热棒的能量也很好计算，就是功率乘以加热棒的效率。

    这也就解释了为什么在夏天的时候鱼缸温度比环境温度还要高2度左右的原因，因为光照和水泵都会额外散热，导致水体温度升高。

    其中散热的能量需要了解鱼缸的散热过程，鱼缸的散热过程属于一个简单的平壁散热，如下图：

    其中平壁就是我们所使用的介质——玻璃，在平壁散热模型中，传热方程：

，在鱼缸与外界接触表面积一定的情况下，只有两个参数影响散热，一个是缸内水体与外界环境的温差，一个是K（传热系数）。其实在实际应用中，这个传热系数K值是可以通过添加保温层进行调整的，比如说这样：

    也可以在鱼缸的面上贴上保温垫：

    以上种种手段，都是为了减少鱼缸散热，降低鱼缸的传热系数的方法，使得鱼缸少散热，更加省电。降低鱼缸的传热系数和环境温度的提高是加热棒省电的最重要因素，与加热棒功率大小无关。

（未完待续……）

    声明：文章仅有部分图片为网络收集而来，如有侵权，请联系皮皮。

    另外，皮皮说龙系列仅在龙颠发布，如欲转载，请在关注后联系本人。

    皮皮简介：八五后的国企工程师，喜爱龙鱼，古典音乐发烧友，偏宅。

    喜欢皮皮的同学，点一下关注，互相交流学习。

    2018年8月20日