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2016年08月10日

(水槽フタ1)気化熱で冷やせ!水槽クーラーを自作する1番簡単な方法

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自作水槽クーラートップ画像

今年の夏は暑い!

こう暑いと、金魚水槽の水温上昇が気になります。
何もしないと日中の水温が、30度以上まで上がります。

水温が高くなると水中の酸素量が減りますので、エアーレーションを強めにするなどの対策が必要になります。
エアーポンプは一定に保たれているので、細かい調整は水槽近くに居る時にしか出来ません。

直接、日差しがある場所に水槽を置いていないので、水温が35度を超える危険域に達する事は無いものの、日中水温はそこそこ高くなります。

人が居る時は冷房をつけます。
冷房が入ると、水槽の水温が急激に落ちて行きます。

金魚は急な水温変化に弱く体調を崩します。
身体が小さい金魚は体力がなく、ちょっとした外的要因で体力を消耗します。
体力が落ちてくると、消化不良を起こしたり、抵抗力が無くなり病気にかかります。

弱った魚が伝染病にかかると、元気な魚に感染していき、死の連鎖が始まります。
水量の限られた個人の小型水槽では、水質変化や温度変化が早くなりがちです。

金魚が許容できる温度変化は、1日2〜3度と言われています。
稚魚、幼魚はもっと幅が少ないです。

魚が弱る原因は水温だけではありませんが、水温変化は重要なポイントの1つです。
何とか水温を一定の変動幅に抑え、急激な温度変化が無い環境にしたいところです。

アクアリウム愛好家の方の中には、エアコンを24時間稼働されている方も居ますが、私は電気代がもったいなくてムリです。
最近のエアコンは省エネが進んでいますが、稼働中はどうしても電気を使いますからね。

市販の水槽クーラーがダメなところ


最初に検討したのは、市販品の水槽クーラーです。
アクア用品は、全般的にお高いものが多いですが、水槽用クーラーも例に漏れずお高いです。

そして気になるのが音。

市販水槽クーラーのファンは、小型ファンを使用しているものが多いです。
市販品の中身は、パソコン用のファンと同じですが、本体を小さくして価格を抑えるために小型ファンが使われます。

小型のファンで風量を稼ごうとすると、どうしても高回転で回さねばなりません。
ファンは回転数によって騒音が大きくなるので、頑張って回す市販クーラーは、うるさくなってしまいます。

最近は多少静かなものも出てきていますが、買い求めやすいお値段ではありません。
アクア用品ではない、安いクリップ型の扇風機を使っている人も居ますが、大きすぎて水槽メンテナンスの邪魔です。

音以外にも問題があります。

我が家の水槽は、常にフタをしています。
埃などのゴミの侵入を防ぐため、魚が飛び出すのを防ぐため、地震の際に水槽から飛びだす水をガードするためなど、幾つかの理由があります。

ほとんどの市販水槽クーラーは、水槽のフチに固定するタイプです。
水槽にフタをしている環境だと風が送りこめないので使えません。

気に入る商品が無いので、自作します!


市販の水槽クーラーに、静かで安いものがあれば検討しますが、ほんと無いんですよ。
フタに取り付け出来るようなものがあれば、売れると思うのになぁ。

無いものは仕方ないので、自分で作るしかありません。
なるべく安く、簡単に作れて、自動で冷やせて、うるさくなく、電気代のかからない、夢のような水槽クーラーを作ろうと思います。

まぁ、多少の手間は掛かりますが、1度作れば壊れるまで使えます。

ファンで水面に風を当ててやり、水を気化させます。
水は気化する時に、熱を奪うので水温が下がる仕組みです。

風を当てるのに使うのは、パソコン用のケースファンです。
風量を稼ぐために12cmの大きめのファンを使います。

ファンを水槽のフタに取り付け、メンテしやすいスッキリした形にします。
自作水槽クーラー構成図
ケースファンが付いたフタを作成して、ファンのコントロールを逆サーモに任せます。

ファンをACアダプターで動くように改造します。
ACアダプタを逆サーモのコンセントに刺して、設定温度まで水温が上昇したら自動でファンのスイッチがオン、温度が下がると自動でオフするようにします。

パソコンのケースファンは、アクア用品では無いので防水性はありません。
激しく水が掛かると危険ですが、普通に使っている分には、数シーズン使って問題が起こった事はありません。
非常に静かでハイパワーな風を送り続けています。

60cm規格の水槽なら1つのファンで十分風力が足りますが、強力にしたいならファンを2つ付けても良いと思います。
私は1つしか付けていません。

アクアリウムをやっている方なら知っている方法ですが、電気を使うものの改造なので、全て自己責任でやってください。

水槽クーラー用ファンの入手方法


風を送るファンが無くては話が始まりません。

出来れば「静音ファン」を購入するのが良いです。
価格は1,000円前後です。

安く済ませたいなら、普通のケースファンでも構いません。
静音タイプでなければ、500円前後の安いものもあります。

透明なものや光るものなど色々ありますので、お好みでどうぞ。

ファンには、dB(デシベル)という騒音値が記載されています。
数値が小さい方が静かです。


ファンは、大きいサイズの方が静かで風量が稼げます。
60cm規格水槽なら12cmのファンにしましょう。

60cm規格の水槽で、8cmファン1つだとパワーが足りません。
30cm水槽までなら8cmファンでも行けると思います。


8cmか12cmのファンであれば、防塵(ぼうじん)フィルターが付けられます。

部屋の中は、ホコリが舞っています。
布製品が無い部屋でも、着ている服からホコリが発生していて、少し動くだけでも大量のホコリが飛散します。
ホコリをファンが吸いこむと、水面が細かいゴミだらけになります。

ゴミを少しでも入れない為に、ファン用の防塵フィルターを取りつけをおすすめします。
ファン用防塵フィルターは、8cm、12cmサイズしかありませんので、取り付け出来るファンのサイズが良いです。
汎用防塵フィルターは、特殊形状のファンでなければ、どれにでも付けられます。

水槽の上に照明を設置している場合、フィルターで光が阻害されますが、仕方ありません。
ホコリを入れるか、光を入れるかです。


使っていないパソコンケースがあれば、抜き取るのが1番お金が掛かりません。
タワー型ケースなら前面か背面のどちらかに12cmファンが付いています。

ファンは、交換出来るようにケースにネジ止めされています。
ファンから伸びる細い電源コードがマザーボードに刺さっていると思うので、抜いてからネジを外して取り出しましょう。

私は昔使っていたパソコンケースが余っていたので、付いていたケースファンを取り外して使ってます。
再利用出来るものは、何でも使う貧乏根性!

ファンに付けるACアダプタの入手


ファンは通常マザーボードから電気を供給されています。
マザーボードは、電源ユニットから電気が供給されています。

(コンセント→電源ユニット→マザーボード→ケースファン)という流れです。

家庭用コンセントに流れている電気は、交流(AC:Alternating Current)の電気です。
パソコンは、直流(DC:Direct Current)の電気で動いているので、コンセントからの電気そのままでは動きません。
そこで、パソコンケース内にある電源ユニットは、交流(AC)を、直流(DC)に変換してパソコンが動く電気に変換しています。

ケースファンもコンセントからの電流のままでは動きません。
パソコンの電源ユニットに変わってACをDCに変換してくれるものが必要です。

それが、ACアダプタです。
家電に付いてくる四角くて重くて、壁のコンセントに刺すアレが、ACアダプタです。

ACアダプタとは、ACをDCに変換するもので、正確にはAC-DCアダプタと言います。


ケースファンには、5V(ボルト)12V(ボルト)のものがあります。
パソコンケースから取りだしたファンが、どちらか判らない時は、ファンに貼ってあるシールを確認してください。
ほとんどのケースファンは、12V(ボルト)です。

アダプターは(INPUT:100V OUTPUT:DC12V 1A)などと書かれたもので良いです。

例えば上記アダプタの場合、ファンに(DC12V-0.08A)と書かれていれば、1台0.08Aです。
12台で0.96Aとなり、1Aまで達していないので理論上は動くはずです。

理論上は12台動かせますが、モーターは起動時に負荷が掛かるので、定格の3倍くらいの電流が必要です。
アダプタが1Aなら、実際は(DC12V-0.08A)のファン4〜5台くらいにしておいた方が良いということです。

ACアダプタを手取り早く用意するならネット購入です。

安いものでも12Vなら問題ありません。
今回はファン1〜2台のはずなので、大丈夫だと思いますが、一応ファンのA(アンペア)数を確認して、アダプタのA(アンペア)数で足りるか見て購入してください。
PSEマークなどの安全マークが付いているものにしましょう。


家の中を探すと壊れた家電のアダプタが余っていたりします。
そういうもので12Vのアダプタがあれば使えます。

金は無いけど、時間に余裕がある方は、ハードオフを回ってみてください。
ジャンク品コーナーに、色々な家電アダプタが200〜300円で売られています。
根気よく探せば丁度良いアダプタがあるはずです。

私もハードオフのジャンク品コーナーを漁って、ACアダプタを買いました。

ジャンク品なのでコードの根元が切れそうなもの、断線してそうなものは避けましょう。
ジャンク品は、動かなくても文句が言えません。
運が悪いと壊れている事もあるので注意です。

5VのACアダプタでも動かなくは無いですが、回転が遅くなり風力が弱くなります。
電圧V(ボルト)数が落ちると、回転数が落ちるので静かになります。
ファンによっては動かないものもありますが「電圧落とし」は、パソコンのケースファンを静音化する際に良く使われてきた手法です。

静音ファンでない場合、風切り音を少なくするために、少し低いボルト数のアダプタを使うのも手です。

ファンをACアダプタで動くようにする


ファンとACアダプタが用意出来たら、繋いでみます。
それぞれのコード先端に付いている接続ジャックは、要らないので切り離して、皮膜をはがして中の電線を繋ぎます。
ファンとACアダプタの接続方法
ファンのコードが色つきコードの場合、赤(または緑)がプラスで、白(または黒)がマイナスの場合が多いです。
ファンにもう1本黄色のコードがある場合は、回転数制御用のコードです。
回転数制御パーツを付ければ、回転数のコントロールが可能ですが、使わないので、根元から切って良いです。

コードをハンダ付けする前に、ACアダプタをコンセントに刺して、回転を確認して下さい。
この時、プラスとマイナスのコードを接触させると、ショートしますので、絶対接しないよう注意して下さい。

プラスとマイナスを間違えると動かないか、逆回転するだけです。
壊れませんのでご安心を。
回転方向(風の方向)を正しい方向になるよう繋ぎます。

もし、ボルト数の違うACアダプタを持っていたら、試しに繋いでみてください。
回転数の違いで騒音が低減される事があります。

問題なく動く事を確認したら、ハンダ付けして、ショートしないよう熱収縮チューブで巻いてやります。
ハンダ付け前に、忘れず熱収縮チューブを、コードに通してずらしておきましょう。

熱収縮チューブは、ドライヤーなどで熱すると縮んでコード皮膜の役目を果たします。
ドライヤーが面倒なので、私はハンダゴテの熱で収縮させちゃってます。


心配な方は、熱収縮チューブを縮める前に、黒いビニールテープを巻いておくと確実に絶縁できます。


これで、ACアダプタでファンが動くようになりました。
次は、フタの制作です。

水槽のフタをオリジナルサイズで作る


水槽のサイズは、水槽によって色々です。
うちで使用しているのは、コトブキ工芸クリスタル水槽「KC-600S」という、枠付きの60cm規格ガラス水槽です。
決め手は、セール品で1番安かったから!(笑)


この水槽の特徴は、黒い上部の枠にホースなどを入れる穴と四角い大きめの穴が2つ空いているところです。
この四角い穴がファンで吸い込んだ風の吹き出し口に丁度良いです。

穴があったから買った訳ではなく、有効利用したまでです。
穴にちょっとした仕掛けをして開閉できるようにしていますので、それは次の記事で。

最初は、オールガラス水槽にしようと思っていました。


こういうの、綺麗ですよね〜。

しかし、値段が高い、フタが付けづらい、地震の際に水がこぼれ易い、設置台がたわんでいると破損しやすいという理由で、枠付きにしました。
1番のネックは、値段ですが・・・

黒い枠が付いているとクリア感は無いですが、すぐに見慣れました。
フチがあると設置の時に掴みやすいので楽です。

予想通り地震の時に揺れた水が枠で跳ね返ってくれます。
フタは上に乗せているだけですが、水が大きくこぼれるのを防いでくれます。


水槽のフタは、各水槽メーカーが水槽に合った専用品を別売りで販売しています。
メーカー純正のフタはガラス製がほとんどです。

傷の付きにくさや、耐熱性を考えるとガラスに勝るものはありませんが、加工しづらく落としたら割れるので、取り扱いに気を使います。

そこで、加工が楽で落としても割れない、透明な樹脂板を使います。
透明な板で考えると、フタに最適な素材が2つあります。

1つ目はアクリル板です。
アクリルは、非常に透明率が高いです。(全光透過率93%)
ガラスのように衝撃で割れる心配がありませんが、硬い素材なので割れる切欠となる強い力が1点に加わるとヒビが入ります。
樹脂なので、擦りや引っ掻き傷などには、弱いです。
耐熱性は、80〜90度と高温まで耐えられますが、可燃性があり400度で燃え始めます。
強度があり見栄えも良いので、アクリル製の水槽もあります。


2つ目は、塩ビ板です。
塩ビ板は、アクリル板より少しだけ透明率が低いです。(全光透過率87%)
アクリルより軟らかく粘りがある素材なので、ヒビ割れする事はありません。
硬度が低いので、アクリルより擦りや引っ掻きに弱く、傷が付きやすいです。
耐熱温度が、50度と低く高熱を発する照明機器の近くで使うと変形する可能性があります。
自己消火性があり燃えません。


私は、塩ビ板(厚さ3mm)で水槽上面を1枚で覆うフタを作っています。
塩ビ板は、アクリルより軟らかいので3mm厚以上ないと、自重でたわむ可能性があります。

アクリル板より安価なので、財布に優しいです。
ホームセンターだと、300×600×3mm厚で600円くらいです。

傷が無い状態の透明度は、アクリルとの違いが判りません。
数年使用して、多少の擦りキズはできました。
大きな傷に気を付けていれば、照明光を阻害する程の傷は付かないと思います。
そもそも、フタの上から水槽内を見る事が余りありません。

気になるのが、50度という低い耐熱性です。
うちの水槽照明は、照射方向に熱の出ないLED照明にしているので問題ありません。

白熱球などの熱を発する照明を使っている場合は、アクリルの方が良いでしょう。
環境によって素材を選んでください。


フタにファンを取り付け、空気の流れをこのようにします。
空気の流れ図

水槽サイズに合わせて、フタをカットします。
フタのカット図
「KC-600S」水槽のように黒枠があり、穴が空いているものはそこから排気が出来ます。

排気口が無い水槽の場合は、フタの角をカットして排気口を作ってください。
排気専用の穴を好きな場所に空けても良いと思いますが、ある程度大きめに排気口を作らないと空気の流れが悪くなります。
空気が流れる距離が長い方が、熱を効率的に奪いますのでファンと反対側排気口を設けてください。

塩ビ板やアクリル板のカットは、プラスチックカッターのような削るタイプのカッターが無いと切れません。

塩ビ板をカットする場合、表面に付いている紙ごとプラスチックカッターの刃が付いている部分で切ります。
表面の紙が切れたら、プラスチックカッターの削る部分を使って、何度も引きながら素材を削るように切って行きます。
ある程度削れたら、カット部分を机の角などに当て、そこを支点に力を入れると素材をバキッと割ることが出来ます。


プラスチックカッターを使う場合は、金属製の定規を使います。
真直ぐ切れれば良いので、真直ぐな木の棒でも構いません。


カット断面で手を切らないよう、プラスチック用ヤスリで丸めます。


大きいヤスリの方が使いやすいですが、こういった小型で色々な形のセットが1つあると、小さいネジ穴を開ける時などに使えます。
100均のDIYコーナーにも使えるヤスリがあるので、見てみると良いでしょう。


1番の難関は、ファン用の大きな空気穴です。

ファンのサイズと合わせて、空気穴とネジ穴の場所を塩ビ板に書き込みます。
空気穴は、ファンのサイズより少し小さくして、ファンを乗せた時に穴が見えない大きさにしてください。
送風した空気が水面上を流れず、排気されてしまうと意味がありません。

プラスチックカッターは、直線的なカットには使えますが、ある範囲だけを削るような使い方は向いていません。
削っている途中で刃が滑ってしまい、余計な部分に傷を作る確率が非常に高いです。

大きな穴を開けるには、塩ビ板の熱に弱い性質を利用します。
表面の紙をはいで、穴の形状に熱したハンダゴテを、ズブズブ刺します。
ハンダが熱せられているので非常に簡単に穴が開きます。

点線状にハンダで穴を開けたら、穴同士をニッパーなどで切ります。
穴あけ作業図
ニッパーで切り終わると、穴の断面がギザギザになるので、ヤスリで断面を整えます。
見えなくなる部分なので、面倒ならハンダで溶かして形状を整えても構いません。

塩ビ板は、粘りのある素材なので電動ドリルは難しいかも知れません。
プラスチック専用ドリルを超低回転にすれば行けるかもです。

ネジ穴は、木工用キリを手で回して開けた方が早いです。
ハンダゴテでネジ穴を開けようとすると、熱でネジ穴の径以上に溶けてしまいます。
穴の周りが溶けて盛り上がってしまうと、ファンを取り付ける際に浮いてしまい、ファンの空気が漏れてしまいます。

ネジ穴の大きさは、ネジが通るギリギリの大きさにしてください。
ファンのネジ穴と、フタに開けるネジ穴位置が、正確に合ってないとファンが付きません。
ファンをフタに押し当てて、ネジ穴位置がズレないようマーキングして穴を開けてください。

ファンを水槽フタに取り付ける


ファンをフタに取り付けます。
ファンとフタ、その他の構成は、以下の通りです。
ファンとフタの構成図
ファンとフタの間にあるスポンジは、ファンとフタの間に隙間ができて、風が逃げないように挟むものです。

密度があるスポンジの方が良いですが、キッチンの食器洗いスポンジを少し切って使っても構いません。
ネジを締めるとピッタリと押しつぶされるので、隙間が埋まればどんなものでも良いです。

フタの下に鉢底ネットをかませています。
これは目の粗い格子状のプラスチックで、水はねを防いだり、魚がはねた時にファンに巻き込まれるのを防ぐためです。


鉢底ネットは、目の粗いものが、100均でも売っています。
目が細か過ぎるとファンの風が通らなくなるので、荒目のものを探してください。

さらネジは、ファンのネジ穴と合うサイズを用意します。
ファンにもよりますが、ファンの高さは大体2.8cmくらいが多いです。

ネジの長さはファンの高さや挟むものの厚さを考慮して選びます。

ファン28mm+フタ3mm+鉢底ネット4mm+ワッシャー&ナット5mmで、計40mmです。
この場合のさらネジは、「M4-40」で間に合います。
ネジの長さに余裕を持たせるなら「M4-50」にします。

ネジは、錆びに強いステンレス製にしてください。
ネジに合うナット、ワッシャーも用意してください。

下記は、さらネジ・ワッシャー・ナットのセットです。
大きめのホームセンターに行けば、ネジ1本20〜30円でバラ買いできます。


私は、ネジが緩まないよう「M4-50」という長いネジを使い、ナットを2重に締めています。
2重ナットにするとファンの振動などで緩みません。

逆サーモだけは、買わないとです


安くなるなら全て自作したいですが、温度センサーまでは作る事が出来ないので、逆サーモだけは購入せねばなりません。

アクアグッズの「サーモスタット」は、冬場に水温を検知してヒーターのオンオフを制御するものです。
水温が下がったら、ヒーター機器の電源を入れ、設定温度に達すると電源を切る仕組みです。

「逆サーモスタット」略して(逆サーモ)は、サーモスタットとは逆の動きをするもので、夏場にクーラーのオンオフに使うものです。
水温が上がったら、水温を下げる機器の電源を入れ、水温が下がったら電源を切るものです。

「サーモスタット」「逆サーモ」のどちらにも温度センサーが付いていて、接続機器の電源管理をしてくれます。
いちいち水温を見て、手動でヒーターやクーラーの電源操作をやっていられないので、そういった事を自動でやってくれる便利アイテムです。

どのメーカーも機能は同じで、メーカーによる差がほとんどありません。

安価な温度設定が出来ないものは、使い勝手が良くありません。
設定温度の幅が広い方が、季節や魚の状態によって設定を変えられて便利ですが、通常は1度決めたらそのままずっと使うので、頻繁に設定温度を変える事はありません。

売れていて、感想が多いものを選んでおけば、問題は少ないでしょう。

ファンを付けた結果はいかに!?


このような形でファンを付けた結果、室温マイナス3〜4度くらいは下がります。
猛暑日でも、大体25度前後で安定しています。

冷房をつけた場合、どれくらいの水温になるかによって、逆サーモの設定温度を決めるのが良いでしょう。

室内温度にもよりますが、気化熱で奪える熱は、ファンを使わない状態からマイナス5度くらいが限界です。
何度にするかより、温度の変動幅を少なくする方が大事です。

室内が暖かく湿度が高いと、どれだけ水に風を当てても入ってくる空気が湿っているため、水が気化できず水温が下がりません。
常時換気扇をつけておくなど、部屋の空気の入れ替えは必要です。

日中常にファンが回っていると、1週間で数センチくらい水が蒸発して減りますので、水を追加してやる必要があります。

パソコン用のケースファンを使った、とても静かな自作水槽クーラーの作り方でした!


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posted by ユージュー at 21:12 | Comment(0) | アクアリウム 水槽のフタ
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