организация охлаждения ГЗ с помощью модулей Пельтье

[INPan]

Да это понятно. Во время наблюдений пельтье не поможет. Чудес не бывает к сожалению. Чтобы обеспечить идеальные условия для зеркала, нужен купол, кондиционирование воздуха, стационар в общем. Нету у нас такого. Инструмент мобильный. Речь тут о том, чтобы начать охлаждать зеркало ещё дома в тепле, а потом и в машине очень задолго до начала наблюдений. Всё, больше ни чего не требуется. И надо чтоб процесс этот был контролируемым, чтобы не переохладить зеркало.

[INPan]

По температурному градиенту, TEC1-12706 обеспечивает дельту между холодной и горячей стороной элемента в 60° а с температурой окружающего воздуха около 30°. Для данного проекта эти элементы не лучшее решение. Лучше воспользоваться 2х ступеньчатыми элементами, вроде предложенного мной TEC2-19006. Эти элементы имеют мощность 36Ватт  и дельту между холодной и горячей стороной элемента в 80° а с температурой окружающего воздуха около 50° что позволит значительно сократить время охлаждения зеркала.

Спасибо за информацию.
А поскольку пельтье во время наблюдений не нужны, то их кстати можно разместить и на крышке термобокса. Холод должен быть сверху. Крышка будет громоздкая с несколькими модулями пельтье, на каждом модуле два радиатора, один охлаждающий, забирает тепло из термобокса, другой отдаёт тепло на улицу. Думаю для 500мм штуки 4 достаточно будет. Ведь объём воздуха в термобоксе будет небольшой. На крышке же можно разместить и пару-тройку кулеров, чтобы гоняли воздух внутри. А ещё сверху на крышке электронный модуль для установки нужной температуры.
Приехал на место, снял крышку с пельтье с радиаторами и кулерами и убрал её. Дальше работает только вентиляция зеркала и обдув его лица.

[nolv]

Да это понятно. Во время наблюдений пельтье не поможет. Чудес не бывает к сожалению. Чтобы обеспечить идеальные условия для зеркала, нужен купол, кондиционирование воздуха, стационар в общем. Нету у нас такого. Инструмент мобильный. Речь тут о том, чтобы начать охлаждать зеркало ещё дома в тепле, а потом и в машине очень задолго до начала наблюдений. Всё, больше ни чего не требуется. И надо чтоб процесс этот был контролируемым, чтобы не переохладить зеркало.

А давайте смоделируем алгоритм действий для такого применения.
Допустим у нас есть прогноз погоды для известной точки, в которую будет выезд. Все локальные модели прогнозов основываются на глобальной модели, которая формируется с дискретностью 3 часа. То есть у нас есть некие прогнозы на 21:00, 24:00, 3:00 и 6:00. Прогнозы в промежутках между этими часами как-то экстраполируются, но обсчитываются не точно.
Допустим (с потолка) по прогнозу в точке наблюдений будет температура в 21:00 - +16 гр, в 24:00 - +12 гр, в 3:00 - +8 гр, в 6:00 - +6 гр. Приехать на точку планируется к 22:30, до какой температуры надо охладить зеркало (от комнатной +23гр)? Ну наверное где-то до +13.
Допустим охладили, приезжаем на точку, а там +15,5 и что делать? Греть на 2,5 градуса? Ждать 1:00 ночи когда температура станет +13 и проклинать метеоцентры?

Если охлаждать, к примеру, до +17 гр, то как показывают графики мужика из австралии (первая часть) термостаб не достигнется за ночь вообще.

[INPan]

Ну тут только практика покажет как охлаждать, до какой температуры.
Тут главное, что есть чем охлаждать. Это при любом раскладе лучше, чем переть на мороз -10 зеркало +25, три часа ходить потом вокруг него и думать что быстрее, зеркало остынет или сам окочуришься. А в итоге свершилось чудо, и зеркало остыло наконец и готово показать нам Луноход, но тучи всё затянули. Вот тогда и вспомним старину Пельтье добрым словом.

[INPan]

Однако вернёмся к холодильнику, нет, не к тому который на кухне, ибо на ночь вредно наедаться.
Если всю эту охлаждающую систему монтировать на крышке, есть опасность, что на радиаторах, нависающих над зеркалом будет образовываться конденсат, который непременно будет капать на зеркало. Что с ним будем делать? Надо как-то отводить его.
Можно разместить пельтье и радиаторы вокруг зеркала сбоку, но тогда система будет работать не так эффективно.
И вообще, конденсат может образовываться где угодно. Это проблема.

[nolv]

Это при любом раскладе лучше, чем переть на мороз -10 зеркало +25, три часа ходить потом вокруг него и думать что быстрее, зеркало остынет или сам окочуришься. А в итоге свершилось чудо, и зеркало остыло наконец и готово показать нам Луноход, но тучи всё затянули. Вот тогда и вспомним старину Пельтье добрым словом.

Смеха ради прикинул по графикам мужика из австралии коэффициент теплопроводности его зеркала, получилось ~0,62.
При таком коэффициенте и температуре наружного воздуха -10 гр  его зеркало охладится с +20 гр до -7 гр в течении ~3ч 40 мин. Если его зеркало засунуть в холодильник с -20гр, то охлаждаться до -7 гр. оно будет ~1ч 50 мин.
Я вот себе не представляю автомобильную морозилку с температурой до -20 гр., сухого льда разве что насыпать
Коэффициент конечно приблизительно посчитан, графики плоховаты для этого дела.

[INPan]

Надо пробовать короче. Тут важна даже не скорость охлаждения, а сама возможность его организовать.
Учитывая очень маленький объём воздуха, с которым будет работать пельте, система должна работать нормально.

[faddy]

И вообще, конденсат может образовываться где угодно. Это проблема.

Да, я уже писал об этом, поэтому необходим герметичный объем и осушение воздуха, ну и контроль влажности для предотвращения выпадения росы, все это я уже реализовывал, успешно.

Ваш вариант с холодильником на крышке вполне рабочий, но если все-же ставить снизу, то можно организовать охлаждение как в процессе наблюдений так и при транспортировке к месту наблюдения.
При транспортировке устанавливается транспортировочная крышка (см. рис. 2) обеспечивающая герметичный объем, с вентилятором(ми) на внутренней поверхности.
При наблюдении устанавливается  кольцевая крышка (см. рис. 1) обеспечивающая герметичный объем. Для охлаждения рабочей поверхности установить на кольцевой крышке вентилятор(ы) которые будут сдувать пограничный слой и дополнительно охлаждать зеркало с лицевой стороны, ведь подразумевается что в этом режиме температура окружающего воздуха будет ниже или равна той температуре, которую должно достичь зеркало.

Что касаемо температуры воздуха в герметичном объеме, то вполне достижимы значения -25-27° при условии использования 2-х ступенчатых пельтье. Не допустить переохлаждения позволит контроллер, понижая интенсивность охлаждения но не отключая пельтье, так как это вызовет нагрев холодной стороны пельтье со всеми вытекающими.
С росой бороться только осушением воздуха в герметичном объеме холодильника, предлагаю селикагелем(см. емкость с селикагелем на рис. 1, 2)
Количество датчиков которые можно установить не ограничено(в разумных пределах) предложите  варианты расположения, я думаю нужно ставить с тыльной стороны радиально симметрично 6-8шт. и по центру, так-же можно установить на торец зеркала, датчики прилепить на термоклей, как вариант РАДИАЛ, и закрыть сверху кусочком теплоизолятора, чтобы циркулирующий холодный воздух не влиял на замеряемую температуру зеркала. Данные с датчиков можно передать как непосредственно на контроллер так и через bluetooth на компьютер, с которого можно отследить однородность охлаждения зеркала более наглядно чем на экране контроллера, хотя и на самом контроллере можно установить 3,2" ЖК дисплей и вполне графично и информативно отображать температурные градиенты.

[INPan]

Тут надо подумать, а нужно ли охлаждение модулями пельтье во время наблюдений? Ведь у нас уже есть воздух, которым надо охлаждать зеркало. Нужно только его правильно использовать, интенсивно обдувать им зеркало со всех сторон.
На счёт силикагеля тоже думал, но он будет эффективно работать только с закрытым объёмом воздуха как в Вашем варианте, а если к силикагелю будет доступ постороннего воздуха в неограниченном количестве, то он быстро "напьётся" и перестанет работать. Придётся его или менять или прокаливать часто.

[faddy]

Тут надо подумать, а нужно ли охлаждение модулями пельтье во время наблюдений? Ведь у нас уже есть воздух, которым надо охлаждать зеркало. Нужно только его правильно использовать, интенсивно обдувать им зеркало со всех сторон.
На счёт силикагеля тоже думал, но он будет эффективно работать только с закрытым объёмом воздуха как в Вашем варианте, а если к силикагелю будет доступ постороннего воздуха в неограниченном количестве, то он быстро "напьётся" и перестанет работать. Придётся его или менять или прокаливать часто.

Думаю охлаждать надо, т.к. охладить зеркало до температуры окружающего воздуха, можно только воздухом с более низкой температурой. Предположим, по метео данным мы охладили зеркало до 0° ,но в процессе наблюдений температура начала опускаться к -7°, в этом случае охлаждение конечно необходимо, окружающим воздухом зеркало не охладить.
Закрытый объем нужен, иначе радиатор обледенеет, производительность холодильника снизится приблизительно на  70-80%, и будет много воды.. А производительность всей системы охлаждения упадет почти до нуля. Представьте кондиционер вынесенный на улицу, прохладнее не будет.
Селикагель, на предложенном мной варианте, придется прокаливать по 40-50 мин. в духовке перед каждым выездом. Т.к. он нахватает влаги во время смены крышек, плюс думаю 100% герметичность обеспечить не получиться. Но конечно в случае обеспечения хорошей герметичности, селикагеля хватит на большее количество ночей наблюдения, контроль влажности, повторюсь, будет реализован.

[Diff]

nolv:  это время температура датчика на зеркале успела подняться на 0,5 градуса

Так это очень неплохо. Значит внутри зеркала перепад температур меньше градуса. Хотя это и не мало. Но на лучшее похоже надеяться не приходится. Мужик использовал этот телескоп 14 лет. И в наконец обрел счастье. Причем последняя четвертая статья написана через год после начала использования пельтье. Так что это не первый восторг.

Нулевой градиент внутри зеркала недостижим.

Хотя, я думал о таком суровом варианте. Делаем коробку из кровельного железа. Туда всю нижнюю часть телескопа с вентиляторами. И всю коробку на крышу авто. Пока едем вентиляторы молотят воздух, идет постоянный обмен между стенками бокса и зеркалом. Влага конденсируется на стенках бокса изнутри. В идеале, процесс можно начать часа за два до выезда на балконе

[библиограф]

Хотя, я думал о таком суровом варианте. Делаем коробку из кровельного железа. Туда всю нижнюю часть телескопа с вентиляторами. И всю коробку на крышу авто. Пока едем вентиляторы молотят воздух, идет постоянный обмен между стенками бокса и зеркалом. Влага конденсируется на стенках бокса изнутри. В идеале, процесс можно начать часа за два до выезда на балконе

А лучше всего, просто купить достаточно мощный автомобильный морозильник и поручить дело ему!
http://www.tdome.ru/?productID=687
Злоключения торговца мороженым
http://holodforum.ru/showthread.php?t=17600

Селикагель, на предложенном мной варианте, придется прокаливать по 40-50 мин. в духовке перед каждым выездом. Т.к. он нахватает влаги во время смены крышек, плюс думаю 100% герметичность обеспечить не получиться. Но конечно в случае обеспечения хорошей герметичности, селикагеля хватит на большее количество ночей наблюдения, контроль влажности, повторюсь, будет реализован.

Можно не спешить при смене крышек, силикагель не нахватает влаги! В таком виде, как на рис. 2 он вообще не будет работать! Это значит, влажный воздух должен попасть в замкнутый объем по узенькой трубочке?

Попробуйте сами, взяв две порции индикаторного силикагеля (подкрашенного хлоридом кобальта,
который при увлажнении меняет цвет с синего на красный) и поместив одну в бутылку с трубкой, а
вторую - на тарелку. Силикагель в бутылке не изменит свой цвет даже за пару дней, на тарелке -
через час! 
Чтобы осушитель работал эффективно, воздух надо продувать через слой силикагеля -или поместить пакет
непосредственно в осушаемый объем. И при этом желательно, чтобы его температура была не выше
температуры осушаемого воздуха.
Можно поступить и так: взять трехкаскадный низкотемпературный    Пельте, и снабдив его
радиатором, поместить в выгородку внутри объема, предохраняя о интенсивного обдува. Это будет
самая холодная точка в коробке с зеркалом, весь водяной пар вымерзнет на радиаторе.

[библиограф]

Что касаемо температуры воздуха в герметичном объеме, то вполне достижимы значения -25-27° при условии использования 2-х ступенчатых пельтье. Не допустить переохлаждения позволит контроллер, понижая интенсивность охлаждения но не отключая пельтье, так как это вызовет нагрев холодной стороны пельтье со всеми вытекающими.

Это надо так понимать, что двухкаскадный Пельтье охладит 20 килограммовое зеркало со всеми аксессуарами
до -25С при наружной +20С за разумное время ?
Паганель был великолепен. Он говорил с неподражаемым воодушевлением, он парил на быстрых крыльях фантазии, и остановить его было так же трудно,как перегородить плотиной течение Рейна у Шарузских порогов. - Жюль Верн "Дети капитана Гранта".

[faddy]

Это надо так понимать, что двухкаскадный Пельтье охладит 20 килограммовое зеркало со всеми аксессуарами
до -25С при наружной +20С за разумное время ?

Читайте внимательнее, 3шт. 2х каскадных модуля суммарной мощностью 108Вт при наружной температуре +20° сможет обеспечить температуру воздуха внутри герметичного объема холодильника -25°, и это так.

Что касаемо 3х каскадного пельтье предложенного Вами, он конечно способен обеспечить более низкую температуру на холодной стороне, но обладает значительно меньшей мощностью. 3х ступенчатых модулей нужно ставить не менее 10 шт на данный объем, чтобы эффективность системы увеличилась относительно 3шт. 2х каскадных пельтье.

[faddy]

Можно не спешить при смене крышек, силикагель не нахватает влаги! В таком виде, как на рис. 2 он вообще не будет работать! Это значит, влажный воздух должен попасть в замкнутый объем по узенькой трубочке?

Работать будет, и работает, т.к. селикагель гигроскопичен, и этот вариант размещения селикагеля не является моим нововведением. Есть масса примеров подобного размещения осушителя.
Но безусловно можно вворачивать патрон с селикагелем непосредственно в герметичный объем холодильника, осушение будет происходить безусловно быстрее.

[библиограф]

Что касаемо 3х каскадного пельтье предложенного Вами, он конечно способен обеспечить более низкую температуру на холодной стороне, но обладает значительно меньшей мощностью.

Нет-нет, вы не поняли! Я предлагал использование трехкаскадного Пельтье как криоловушки,
для вымораживания водяных паров, вместо силикагеля. Радиатор трехкаскадного Пельтье устанавливается
так, чтобы скорость обтекающего его потока воздуха была минимальной, т.е. он должен быть градусов
на десять холоднее радиаторов основных двухкаскадных элементов - и естественно, ниже нуля.
Тогда вся влага из пространства коробки вымерзнет на нем в виде инея. 

[faddy]

Нет-нет, вы не поняли! Я предлагал использование трехкаскадного Пельтье как криоловушки,
для вымораживания водяных паров, вместо силикагеля. Радиатор трехкаскадного Пельтье устанавливается
так, чтобы скорость обтекающего его потока воздуха была минимальной, т.е. он должен быть градусов
на десять холоднее радиаторов основных двухкаскадных элементов - и естественно, ниже нуля.
Тогда вся влага из пространства коробки вымерзнет на нем в виде инея.

Да, отличная идея. Только боюсь после выключения системы влага с радиатора частично перейдет в осушенный воздух, нужен дренаж в условиях герметичности, да и до скольки процентов удастся осушить воздух, надо посчитать...
На моем последнем, подобном холодильнике, при постоянно замкнутом объеме с использованием селикагеля, влажность держится менее 1%(датчик не показывает значения менее 1%) уже на протяжении года, увеличиваясь до 1,2% при отключенной системе и внутренней температуре выше 25°.