организация охлаждения ГЗ с помощью модулей Пельтье

[a.pozharov]

прошу помощи. Может есть у кого опыт организации охлаждения ГЗ с помощью модулей Пельтье, практические варианты или ссылки на чьи то работы? зеркало 20 кг. диаметр 500 мм.
нужно организовать в монтировке компактный тербобокс для того. чтобы в пути на место наблюдений зеркало более-менее охладилось до температуры по прогнозу, и коррекция в процессе наблюдений.

[Gennady Bankewich]

  Уж компактный у Вас не получится. А так продаются автомобильные холодильники-сумки, их много разных.
Можно распотрошить готовую и поставить на нужного размера термобокс.

[Дмитрий Маколкин]

Вот решение для стационара: http://www.iceinspace.com.au/forum/showthread.php?t=43627
Охлаждать нижнюю часть добсона возможно будет и попроще, чем полноразмерную трубу, но нужно сделать хорошую теплоизоляцию охлаждаемого объёма и его герметизацию, чтобы холодные элементы не набрали конденсат.

Идея распотрошить автомобильную сумку-холодильник хороша, если получится, то не придётся городить электрическую часть, за исключением системы стабилизации температуры, но тут наверняка найдётся готовое решение. Типа такого: http://www.ebay.com/itm/10A-12V-Digital-Temperature-Controller-Thermocouple-Thermostat-w-Sensor-BL-4RV4-/291512732818

[a.pozharov]

спасибо, почитаю.
я вот думал под зеркало лист алюминиевый, который будет радиатором "холодной" части и  тонкий вентилятор, как на видеокартах, через термоизолятор второй, на котором будет рассеиваться тепло, и пенопластом изолировать по краям и крышка тоже с пенопластом. Выходит нужно всего лишь выбрать модуль контроллера температуры с высокой точностью термодатчика ? как рассчитать мощность и/или число необходимых модулей? вот еще вопрос с конденсатом и не будет ли тепло мешать при наблюдениях? как на практике дело?

[faddy]

Сообщите вес и объем зеркала, а так-же предполагаемую дельту температур и за какое время ее необходимо достигнуть.
Постараюсь рассчитать холодильник для данного устройства. 
Предложенный Дмитрием контроллер  http://www.ebay.com/itm/10A-12V-Digital-Temperature-Controller-Thermocouple-Thermostat-w-Sensor-BL-4RV4-/291512732818  Вас не устроит, покупал его, пробовал в работе.. не пойдет!
Я собрал контроллер пельтье с программой управления через USB порт, но можно управление вывести на сам холодильник.

[Дмитрий Маколкин]

но можно управление вывести на сам холодильник.

Если планируется использовать в машине, то нужен автономный контроллер.

[faddy]

Если планируется использовать в машине, то нужен автономный контроллер.

Да, это я и имел в виду..

[faddy]

Так-же, сообщите геометрические параметры зеркала, для расчета площади соприкосновения с окружающим воздухом, и марку стекла.

[Дмитрий Маколкин]

зеркало 20 кг.

При теплоемкости стекла примерно 840 дж/кг*С и массы зеркала 20кг охлаждение на 1 градус потребуе отвода 16800 джоулей.
Берем модуль 40х40мм, его хладопроизводительность будет порядка 40Вт, или 40 джоулей в секунду. За минуту он отведет 2400 джоулей, за 7 минут он снизит температуру зеркала на 1 градус.
Это оценка скорости охлаждения сверху, так как не учитывает теплоприток через стенки коробки, в которой находится зеркало. Опять же, охлаждаться будет не только зеркало, но и оправа, и стенки коробки. Что будет реально - надо считать делая полноценный тепловой расчёт, а там добавится и тепловое сопротивление модуль-воздух, воздух - стекло, да и теплопроводность стекла у зеркала даст свой вклад. Я бы сделал несколько посадочных мест для модулей Пельтье, наращивая их количество по результатам эесперимента. Сажаем на холодную сторону Пельтье радиатор и обдуваем его вентилятором, создавая циркуляцию холодного воздуха в коробке.

[a.pozharov]

Диаметр зеркала 500 мм, толщина 50 мм по краю, для упрощения будем считать что плоский блин, объем 9817.5 см кубических, заявлен вес 20 кг, но я не взвешивал. Материал ЛК-7.
 Действительно, видимо будет отвод холода через алюминий конструкции крепления корзины. Это вот проблема т к металла там много.

[a.pozharov]

это вариант корзины чуть переусложненый в плане жесткости, но видна разгрузка, я видимо откажусь от многих ребер жесткости, делаю как на пред идущих рисунках.
Это первоначальный вариант Игоря INpan, еще в самом начале думали так сделать.

Телескоп храниться будет в квартире, температура около 25 градусов, комнатная  могу заранее включить перед выездом. Выезжаю чаще всего на САО, 2.5-3 часа в пути и перепад около 20 градусов летом, зимой 30 наверное, планеты и луна лучше всего в Ставрополе, рядом, ну или на Ставрполье дипы, это час-полтора от города. В морозы более 10 гр как то не наблюдается уже, за редким исключением. Ну т е время есть, его полно.
По поводу тепла от элементов  -ферма будет изолирована фольгированным ковриком туристичнским, не знаю названия точного. Я думаю понятно, может я преувеличиваю эту проблему с теплом?

[a.pozharov]

Если планируется использовать в машине, то нужен автономный контроллер.

да, питать могу и от борта и от дополнительного аккумулятора 55 амер/час, для син скана и обдува куплен.

[faddy]

Скажите, есть ли возможность организовать вокруг зеркала герметичный объем для охлаждения?

[faddy]

Объясню причину, охладить зеркало безусловно возможно, я просчитаю время охлаждения и необходимую мощность элементов, помогу подобрать необходимые элементы, да с контроллером нет проблем.
Но если объем будет не герметизирован, то при охлаждении до определенных температур неизбежно выпадит роса, герметичный объем осушается пакетом селикагеля, который необходимо будет прокаливать 30-50 минут перед поездкой. Свой контроллер я так-же оснастил датчиком влажности, и возможностью автоматического отключения либо предупреждения о приближении к порогу выпадения росы, но случится это может лишь если в емкость забыть положить селикагель.
Поэтому вопрос довольно важный, и тут есть наверное 2 решения, либо вытаскивать зеркало из "корзины" и помещать в холодильник и это лучший вариант с точки зрения эффективного охлаждения, либо организовывать вокруг корзины герметичный объем, но в этом случае придется охлаждать и сушить довольно большой объем лишнего воздуха, что в свою очередь скажется на скорости и эффективности охлаждения.
Скажите какой из вариантов приемлем в Вашем случае и каков будет внутренний объем предполагаемого холодильника?

[a.pozharov]

Да, бокс из пенопласта такого вида: я думаю вокруг зеркала сделать постоянный пояс из пенопласта, сверху тоже крышка из пенопласта, получается снизу, под системой разгрузки холодный диск-радиатор с вентиляторами. Юстировочные болты у меня в этом боксе, юстировка сверху, а не с тыла зеркала. Но будет через систему юстировки-разгрузки через алюминий корзины канал обмена температурой с окружающей средой, влияние его наверное просчитать не получится, только эмпирически. Мне на данном этапе постройки важно рассчитать минимальную мощность элементов Пельтье при питании от 12 вольт, понять каков должен быть оптимальный зазор между холодным радиатором и зеркалом. Может толщина вентилятора плюс несколько миллиметров? Каков оптимальный объем воздуха в герметичном боксе для охлаждения при условии что охлаждать могу начинать хоть за сутки перед выездом.   Снизу норм будет если толщина вентилятора и еще миллиметров пять -десять? Важны размеры для горячих радиаторов т к от этого зависит и высота телескопа в целом.
Может быть по приезду на место и дельте в пару градусов можно будет обходиться боковым обдувом, не включая холодильник? Из практики знаю что 20 кг можно обдувать до посинения и без особого толку.
Я читал кое что по системам, но построенным на элементарной базе начала двухтысячных, может сейчас уже есть в этом плане более оптимальные варианты.
Сверху размерами бокса ограничен приблизительно на 30 см, а вот снизу все влияет на высоту скопа, которая при фокусном 2250см и так немаленькая. У меня еще 11 см сжирает система син скан плюс горячие радиаторы...

[библиограф]

  А почему обязательно использовать элементы Пельтье? У фреонового компрессорного холодильника
выше КПД. И можно, наверное, снабдить его дополнительным контуром охлаждения - в термостатируемом
объеме размещен плоский змеевик из медной трубки; гибким шлангом он присоединен к циркуляционному насосу и резервуару, который размещен в камере холодильника. В системе циркулирует спирт.
После достижения равновесия шланги снимаются, вся система будет менее громоздкой и тяжелой, чем
с элементами Пельтье; не нужно охлаждать горячие спаи.
А не то, можно захолаживать, дросселируя через змеевик жидкую углекислоту из огнетушителя, тогда
и электопитание не нужно! 
Немного посчитаем: 20 кг стекла с теплоемкостью 840 Дж кг/ град.
Холодопроизводительность холодильника 100 Вт
Если не учитывать теплопотери, охлаждение зеркала на 20 градусов займет час.

Берем модуль 40х40мм, его хладопроизводительность будет порядка 40Вт, или 40 джоулей в секунду. За минуту он отведет 2400 джоулей, за 7 минут он снизит температуру зеркала на 1 градус.

А что потом? За сколько минут он охладит зеркало на 20 градусов? За два часа? Вот и нет!
В паспортах на элементы Пельтье указывают заманчивые цифры холодопроизводительности -
десятки-сотни Ватт при скромных размерах и массе. Но - это при нулевом градиенте температуры!
А у нас градиент 20 градусов и теплопроводность самого элемента съест почти весь холод!
У фреоновых холодильников всё по-честному - холодопроизводительность указывается для разных
температур в камере, например для -10С или -18С для морозилок. 

[kryptonik]

Я бы просто заморозил в морозилке литров пять воды в качестве источника холода. Из электроники максимум вентилятор и термометр.

[Дмитрий Маколкин]

У фреонового компрессорного холодильника
выше КПД. И можно, наверное, снабдить его дополнительным контуром охлаждения - в термостатируемом
объеме размещен плоский змеевик из медной трубки; гибким шлангом он присоединен к циркуляционному насосу и резервуару, который размещен в камере холодильника. В системе циркулирует спирт.
После достижения равновесия шланги снимаются, вся система будет менее громоздкой и тяжелой, чем

Ага, и всё это в багажнике автомобиля

[a.pozharov]

Я бы просто заморозил в морозилке литров пять воды в качестве источника холода. Из электроники максимум вентилятор и термометр.

Мне знакомый проф, любитель астрономии из Ставрополя, надарил американских боксов для образцов крови под исследования,  как бы это не звучало ээ, диковато, " для шашлычка в поездки в горы", пенопласт и спецгель в пакетах, замораживаешь и в бокс... но это неконтролируемо. 

[a.pozharov]

У меня и так из за син скана китайского, который весит 12 кг, переносимый вес пятисотки выходит за рамки разумного минимального при использовании алюминия, с трудом представляю компрессорные системы. С бтр или танка есть компрессоры в наличии, для горелки брал у кентов-вояк, шумные, но производительные, до 8 атмосфер если память не изменяет, но там питание повыше 12 вольт на оптимум режима, а холодильный около 6 кило и вообще инвертор нужен с 12 на 220 переменки... . я и для своих горелок использую с холодильников... мне кажется Пельте легче, и если растянуть во времени то и мощьность приемлема для борта авто?