Wenn eine Taukappe das auskühlen verzögern soll, warum dann ein Ventilator am Spiegel?

  • Hallo an alle Sternengucker!
    Ich versuche gerade zu verstehen was dieses oder jenes Zubehör bewirkt, z.B. bei einem Newton-Teleskop.


    Ein Ventilator hinten am Spiegel kühlt den Spiegel und reduziert die Zeit bis der Spiegel kalt ist.Er saugt die warme Luft aus dem Tubus, kalte strömt von oben nach und kühlt so alles ab.


    Eine Taukappe reduziert den "sichtbaren kalten Himmel" und verhindert so das zu starke abstrahlen von Wärme und damit das zu schnelle auskühlen der Spiegels. Irgendwas anderes soll schneller abkühlen und dadurch den Tau auf sich ziehen, z.B. die Taukappe selbst.


    Ein mit Velours ausgekleideter Tubus soll isolierend wirken, was im Sinne einer Taukappe wäre.

    Wenn zu schnelles auskühlen ein Problem ist, warum soll dann ein Ventilator das Teleskop schnell runterkühlen?
    Liegt es daran daß warme Luft mehr Feuchtigkeit binden kann und ehemals trockene warme Luft zu Wasser + kalter Luft wird? Bläst der Ventilator die warme, trockene Luft raus noch bevor sie sich abkühlen kann? Sind Ventilator und Taukappe gegensätzliche Lösungen für das gleiche Problem?



    Klare Nächte
    Detlev

    "Das Universum ist nicht dazu verpflichtet für dich irgendeinen Sinn zu ergeben!" (N. D. Tyson)


    Bresser 10x50 | 150/750 Dobson | 70/700 Skylux Refraktor | 200/1200 Dobson
    Im Bastelkeller: 8"f/6 Spiegel | 76/700 "Tchiboskop"-Newton (2x)


    https://astronomiefreunde-kn.de/

  • Eine Optik soll die Umgebungstemperatur haben. Aus dem Warmen kommend erzeugt sie Luftschlieren und optische Fehler. Ein Lüfter dient dazu, den Abkühlvorgang zu beschleunigen. Außerdem kühlt sich die Umgebungsluft in der ersten Nachthälfte ab, das Instrument hinkt temperaturmäßig hinterher. Ein Lüfter verringert dies.
    Eine Taukappe hingegen verhindert, dass eine Optik *unter* die Umgebungstemperatur absinkt. Jeder Körper steht im Strahlungsgleichgewicht mit seiner Umgebung. Das Weltall ist sehr kalt (3K), auch durch die Atmosphäre abgemildert ist es noch frostig. Ein Körper, der im Strahlungsaustausch mit dem freien Himmel steht, kühlt weit unter die Lufttemperatur ab. Deshalb vereisen die Autoscheiben, und aus diesem Grund kann man dies mittels eines einfachen Carportes verhindern. Die Taukappe ist das Carport des Teleskops: Die Himmelsfläche, mit welcher der Strahlungsaustausch geschieht, wird stark verkleinert. Die Optik "sieht" nur soviel Himmel, wie zur Bildgebung nötig.

  • Hallo Uwe,
    vielen Dank für die Erklärung, jetzt wird es klar! Das Detail, daß das Teleskop bzw der Spiegel unter die Umgebungstemperatur abkühlen kann fehlte in meinen Überlegungen. Ich hatte es mal irgendwo gelesen aber wieder beiseite geschoben.
    Jetzt ist mir auch klar warum der Lüfter fest installiert wird und man sich nicht mit einem kalten Fön der von vorne in den Tubus pustet behilft. Der Lüfter ist nicht nur zu Anfang in Betrieb sondern immer mal wieder, die ganze Nacht.


    ...wieder was gelernt!


    Detlev

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  • Hallo Detlev,


    noch ein Wort zum Lüfter:
    Sollte der Tubus/Spiegel schon kühl sein, so z.B. wenn das Teleskop in einer unbeheizten Hütte/Sternwarte steht, dann kann es auch sinnvoll sein, den Lüfter (der immer saugen muß, nie blasen) etwas herunterschalten zu können.


    Mein 14" Volltubus-Dobson wird in der Dämmerung heruntergekühlt, während der Beobachtung mit ausgekühltem Spiegel stelle ich den Lüfter dann meist auf 1/2 Kraft, das reicht aus, um ihn kühl zu halten. Wird die Nacht feucht, dann kann man sich bei voller Leistung nämlich auch wieder Feuchtigkeit hereinziehen.

  • Hallo Detlev,

    Ein mit Velours ausgekleideter Tubus soll isolierend wirken, was im Sinne einer Taukappe wäre.


    Das schwarze Velours, alternativ der matte schwarze Schultafelfarbenanstrich reduziert vor allem Streulicht und erhöht damit den Kontrast (besser - verschlechtert ihn weniger als andere "Innenausstattungen")


    Grüße


    Christoph

  • Hallo Winfried und Christoph!


    ein regelbarer Lüfter, auch das noch. Naja, sowas gibt es ja aus dem PC-Bereich für wenige Euros. Wäre da eine Regelung mit Temperaturfühler nicht geschickter? Mit was für Akkus betreibt man den sowas wenn das die ganze Nacht läuft?
    Und: Ab welcher Teleskopgröße ist sowas sinnvoll? 200mm?


    Für den Fall daß ich mal was elektrisches am Teleskop haben sollte kam mir der Gedanke die Gegengewichte des Teleskops durch 2 identische Bleigel-Akkus zu ersetzen die mit mittig durchbohrtem Alublech befestigt werden. So würde das zu transportierende Gesamtgewicht nicht unnötig steigen. Allerdings sind Bleiakkus ja nicht gerade bekannt dafür bei Frost volle Leistung zu geben. Vielleicht braucht man da ein Styroporgehäuse.


    Daß das Velours optische Vorteile hat hab ich schon gelernt und dies mittlerweile auch umgesetzt, aber im Vergleich zu blankem Blech sollte es doch zumindest ein wenig isolieren, wenn schon eine lockerer Staubschicht genügt die Leistungsfähigkeit eines Elektronikkühlkörpers zu mindern.


    Grüße
    Detlev

    "Das Universum ist nicht dazu verpflichtet für dich irgendeinen Sinn zu ergeben!" (N. D. Tyson)


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  • Hallo Detlev,

    Quote

    Wäre da eine Regelung mit Temperaturfühler nicht geschickter?


    Ich verstehe die Frage nicht so richtig.
    Welche Temperatur zur Regelung des Lüfters (?) sollte denn herangezogen werden?
    Die des Spiegels? Dann würdest du einen Kontaktfühler benötigen, diesen aber m.E. je nach Größe des Spiegels an mehreren Stellen, da die Temp am Spiegel auf der Rückseite eine andere als die an der Vorderseite sein dürfte.
    Die mal angenommenen erfassten Temperaturdaten des Spiegels dienen dir zu was?
    Willst du die Spiegeltemperatur in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur regeln?
    Dann musst du m.M.n. zwangsweise diese der Umgebung auch erfassen, wichtiger noch, um die Feuchtebelastung auf dem Spiegel zu unterbinden, die Feuchte mit messen, erfassen.


    In Abhängigkeit beider Temperaturen wäre dann aber wichtig, den Taupunkt, sprich die Kondensationstemperatur zur ermitteln!
    An sich reicht ja erst mal den Spiegel auf Niveau der Umgebungstemperatur zu halten, bzw. diese nicht mit der Spiegeltemperatur zu unterschreiten.

  • Hallo Dominique,
    meine Idee war die, die Außenlufttemperatur beim "Lüften" zu messen und als Referenz zu merken, und immer wenn die Außenlufttemperatur sich zu sehr ändert "nachzulüften", und die neue Temperatur als neue Referenz zu nehmen. Eine Messung der Temperatur der Spiegeloberfläche wäre vielleicht auch möglich. Der Sensor käme in die Mitte, da wo eh kein Licht hinkommt, und die Anschlussdrähte könnten im Schatten der Fangspiegelspinne über den Spiegel rausgeführt werden. Miniaturisierte Sensoren in SMD-Bauweise bieten sich da an, die sind so groß wie ein Stecknadelkopf.


    Gruß
    Detlev

    "Das Universum ist nicht dazu verpflichtet für dich irgendeinen Sinn zu ergeben!" (N. D. Tyson)


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  • Hallo Dominique,
    meine Idee war die, die Außenlufttemperatur beim "Lüften" zu messen und als Referenz zu merken, und immer wenn die Außenlufttemperatur sich zu sehr ändert "nachzulüften", und die neue Temperatur als neue Referenz zu nehmen.


    Hallo Detlev,


    grübel,........... ich habs nicht verstanden. Also während der Lüfter läuft, die Temperatur der Umgebung messen?
    Ich verstehe die Zielführung noch nicht. :sad:
    Willst die Temp. des Spiegels immer auf Niveau der Außen,-bzw. Umgebungstemp. halten?

  • Hallo Detlev,


    ich gehe jetzt mal von meinem 14" Dobson aus. Spiegel aus Sital, Volltubus.
    Wenn ich ihn herausstelle, läuft der Lüfter (saugend) mit voller Leistung etwa 1/2 Stunde. Bei einem gleichgroßen Spiegel aus BK7 bräuchte das etwa eine Stunde, bei Pyrex auch nur 1/2 Stunde.
    Danach ist der Spiegel auf richtiger Temperatur (allerdings lagert er in einer nichtgekühlten Sternwarte. Gilt also nur für den Sommer, sollte es in der Hütte zu warm werden).


    Während der Beobachtung schalte ich den Lüfter meist ab.
    Nur in der Übergangszeit (Frühjahr/Herbst), wenn am Abend die Temperatur oftmals rapide abfällt, lasse ich den Lüfter weiterlaufen. Ansonsten ist es so, wie Uwe schreibt.


    Nur beim SC und dessen Derivaten ist es anders: die Spiegel sind hier dicker und man hat einen geschlossenen Tubus, was das Auskühlen des Spiegels sehr langwierig macht (2 Stunden sind die Regel). Fällt dann die Temperatur stark ab, dann kommt der Hauptspiegel oft nicht mehr hinterher, da hilft dann auch kein Lüfter mehr.


    Beim Dobson, - will man es perfekt, - hat man folgende Möglichkeit:
    Rückseite völlig dichtmachen (Holzplatte anschrauben) und mittig einmal oder im 120Grad Winkel 3x Lüfter anbringen (saugend). Oberhalb des Hauptspiegels (10cm Abstand nach vorne) ein Loch in den Tubus schneiden und dort noch einmal einen saugenden Lüfter anbringen. Die können dann auch mal auf 1/3 Leistung über den Beobachtungszeitraum gefahren weden.
    Im letzteren Falle genügt es, den Lüfter oberhalb des Hauptspiegels laufen zu lassen und den/die unteren abzuschalten, sobalt das Teleskop bzw. dessen Spiegel auf Temperatur ist.

  • Hallo Uwe,


    Quote

    Man kann bzgl. des Temperaturangleichs nicht zuviel lüften


    Das ist m.E. falsch.
    Jeder Körper hat an seiner Oberfäche eine von der Luft umgehende Grenzschicht. Diese wird durch den vom Körper ausgehenden Gegenstand Temperaturgleid in Form einer Isolierung aufrechterhalten. Wird nun diese durch einen Luftstrom, in einem Fall Luftbewegung natureller Art oder mittels eines Ventilators weg geblasen, nimmt der Luftstrom der Grenzschicht seinen angestauten Wärmestrom und mehr noch, er entzieht durch ungesättigten Energieinhalt dem Körper die Temperatur.
    Wenn sich im Auto 30°C befinden, eine Coladose und die Außentemperatur ebenfalls 30°C besitzen und du Dose während der Fahrt aus dem Auto hälst, kühlt sie sich merklich ab.
    Die Feuchte lasse ich nun mal außen vor, die auch bei Bodennähe aufsteigend bei der Belüftung des Spiegles eine Rolle spielen kann. Hier wäre dann die Kühlgrenztemperatur/Feuchtkugeltemperatur (adiabat gleiche Enthalpie im hx-Diagramm liegt oberhalb vom Taupunkt) zu nennen, die ÜBER den Taupunkt liegt und somit den Spiegel früher feucht werden lässt.


    Duch zu viel Lüften, reine THEORIE, kann der Spiegel früher beschlagen, da sich an ihm eine der o.a. Temperaturen früher einstellt.


    Ich lasse mich aber gern im Gegenteil belehren.

  • Hallo alle zusammen,


    @ Dominique
    lange her daß ich mal mit Berechnungen zu adiabaten Zustandsänderungen was zu tun hatte...
    Aber Ballonfahrer messen die Lufttemperatur durch ein Thermometer daß sie an einer etwa 1 m langen Schnur rotieren lassen. Das dürfte der aus dem Autofenster gehaltenen Coladose aus deinem Beispiel entsprechen. Demnach dürfte dauerndes Lüften den Spiegel am Ende maximal auf Lufttemperatur bringen bzw halten. Wenn vorher die Temperaturen von Spiegel und Luft stark unterschiedlich sind, der Spiegel also kälter ist dann kann müsste es Tau auf dem Spiegel geben. Wenn aber der Lüfter von dem Moment an läuft ab dem das Teleskop draußen steht dann ist der Spiegel anfangs wärmer als die Luft und er beschlägt erst mal nicht. Nur wenn durch abkühlen in der Nacht der Spiegel zu kalt wird könnte er beschlagen, aber da könnte ich mir vorstellen daß die vorbeiströmende Luft den Spiegel zur Not aufwärmt bevor sich nennenswert Tau bildet. Das einzige was stören könnte wären die dauernden Luftverwirbelungen der Lüfter, die sieht man vielleicht durch das Teleskop. Da können erfahrenere Nutzer bestimmt genaueres zu sagen.


    @Uwe und Dominique
    Meine Idee mit der Temperatursteuerung wäre "bei Bedarf" zu lüften. Der Bedarf würde sich ergeben wenn die Lufttemperatur sich um soundsoviel Grad (eher 0,irgendwas) ändert im Vergleich zu der Temperatur bei der der Lüfter das letzte mal lief. Wenn den ganzen Abend die Temperatur gleich bleibt (und die Taukappe das starke Auskühlen verhindert) dann sollte es ohne weitere Lüfteraktionen gehen. Das könnte helfen weniger Strom zu verbrauchen und leichtere Akkus zu verwenden. Zu kalt darf der Spiegel im Vergleich zur Luft auch wieder nicht werden sonst beschlägt er beim nächsten Lüften. Zu warm aber auch nicht sonst wabert die Luft im Tubus. Der äußerste Rand des Spiegels ist ja u.U. optisch uninteressant. Da könnte man einen Temperatursensor viel einfacher befestigen und verkabeln und könnte so direkt Luft und Spiegeltemperatur vergleichen. Eventuell einfach auf die nicht verspiegelte Kante kleben?


    @ Winfried,
    an ein extra Loch im Tubus habe ich gar nicht gedacht. Das sorgt natürlich für einen guten Luftaustausch, schneller als alles am Spiegel vorbei zu saugen. Vor allem kann dann so feuchte Luft raus ohne am Spiegel zu kondensieren. Der Lüfter kommt natürlich außen dran oder? Sonst ist er ja dem Licht im Weg. Es sei denn der Tubus ist sehr sehr großzügig ausgelegt.
    Hehe, ich versuch mir gerade 3 Lüfter zu 80mm hinten an meinem Telesköpchen vorzustellen... Ich glaub dann braucht es mehr Kontergewichte sonst fliegt es mir davon ;-)



    klare Nächte
    Detlev

    "Das Universum ist nicht dazu verpflichtet für dich irgendeinen Sinn zu ergeben!" (N. D. Tyson)


    Bresser 10x50 | 150/750 Dobson | 70/700 Skylux Refraktor | 200/1200 Dobson
    Im Bastelkeller: 8"f/6 Spiegel | 76/700 "Tchiboskop"-Newton (2x)


    https://astronomiefreunde-kn.de/

  • Hallo Detlev,


    zu der doch etwas theoretisierenden Diskussion ein paar Einwürfe:


    Das Auskühlen ist zum Beispiel besonders relevant, wenn man das Teleskop aus dem Haus (Wohnzimmer 22°C oder Keller 10°C) zu nächtlicher Stunde in eine klare Winternacht hinaus (-10°C) bringt. Dann sollte man so viel ventlilieren wie möglich, um die Zirkulation zu optimieren und das Auskühlen des Spiegels - und die damit verbundene Verformung der Spiegeloberfläche zum Abschluß zu bekommen. Sobald díe Optik ausgeglichen kühl ist wird sie ihre bestmögliche Abbildung erreichen. Soll heißen: Wenn der Jupiter scharf ist, kann der Lüfter aus.


    Wenn in einer schönen Beobachtungsnacht die Temperatur nach Einbruch der Dämmerung gemächlich um ein paar Grad fällt, hat das kaum Einfluß auf die Beobachtungsqualität. Und wenn man (z.B. bei einem Teleskoptreffen) in der Abenddämmerung das Gerät aufstellt und mit zunehmender Sichtbarkeit der Sterne die Montierung einnordet (soweit nötig) oder - alternativ am Dobson, sich mit Planet & Mond die Zeit vertreibt, bis es richtig dunkel ist - hat der Spiegel auch ohne Lüfter Außentemperatur angenommen.


    Etwas anderes ist das Beschlagen der Optik. Da hilft eher eine beheizte Taukappe oder ein Fön. Diesen könnte man mittels eines Taupunktsensors steuern (meines Erachtens extrem aufwendig, wenns sauber funktionieren soll), aber auch hier gilt erst mal, wenn Optik nicht mehr Beschlagen - Heizung bzw. Fön aus und ran ans Okular.


    Grüße


    Christoph

  • Hallo Detlev,


    ...lesen bildet....
    114/900mm Newton....
    Naja, dann ein anderer Vorschlag: 3 Lüfter hinten und kräftig blasen lassen. Unten drunter ein Eimer mit kaltem Wasser und Du dast die originellste Schneekanone...


    Spaß beiseite, das hatte ich überlesen. Also einen Lüfter am Ende, saugend, auf einer den Tubus abschließenden Holzplatte, das dürfte genügen. Die seitlichen Lüfter bringt man nur an großen Tuben an, da ist ja auch mehr Luft im Tubus vorhanden, der raus muß. Dieses System hat nur Vorteile, der HS beschlägt nicht. Wirkt sich aber bei kleineren Tuben nicht aus.


    Immernoch das wichtigste ist, den Dobson rechtzeitig herauszustellen. Entgegen allen Meinungen liegt er bei mir leicht horizontal, er steht also nicht senkrecht nach oben. So 45 Grad, die reichen. Vorteil: man verhindert, daß zu viel feuchte Luft in den Tubus fällt. Gut, da wird man mir jetzt wiedersprechen, aber ich beobachte seit über 30 Jahren und habe da meine Erfahrungen, Theorie hin oder her.


    Aber auch die Körperwärme spielt eine Rolle, aber es läßt sich ja nicht vermeiden, daß man neben dem Teleskop steht. Beim Beobachten im Winter achte ich immer darauf, während der Beobachtung neben das Okular weiträumig auszuatmen, sonst sind die Okulare auch noch zu...

  • > Soll heißen: Wenn der Jupiter scharf ist, kann der Lüfter aus.


    Das ist fraglich. Er sollte langsam weiterlaufen. Denn die temperatur sinkt ja im Verlaufe der nacht, in der zweiten Nachthälfte sicher etwas weniger. Der Spiegel ist also stest ein wenig zu warm, wenn man nichts unternimmt. Es geht beim Lüften einigermaßen temperierter Teleskope auch nicht in erster Linie um den Temperaturausgleich, sondern darum, dass keine Warmluftschlieren aufsteigen. Sie sollen durch den Lüfter abgesaugt werden.

  • Hallo Detlev.


    Quote

    Aber Ballonfahrer messen die Lufttemperatur durch ein Thermometer daß sie an einer etwa 1 m langen Schnur rotieren lassen.


    mag sein, und sicher wird es VERMUTEND - wie alle objektiv gemessenen Temperaturmessgeräte - von Fremdfaktoren, die die Messung beeinflusen isoliert. Siehe Wetterstation: Wind/Sonne/Bodenthermik/Feuchte darf nicht an das Thermometer - WARUM?


    Quote

    Das dürfte der aus dem Autofenster gehaltenen Coladose aus deinem Beispiel entsprechen.


    Wie .o.a. bei weitem nicht.
    Denn warum beschlägt denn deine Taukappe? Weil sie ihre Wärmeenergie unter dem Taupunkt an die Umgebungsluft verloren hat.
    Fragt sich warum. Wind begünstigt wie erläuterd diesen Prozess.


    Quote

    Demnach dürfte dauerndes Lüften den Spiegel am Ende maximal auf Lufttemperatur bringen bzw halten.


    Nein, weil Materialien, speziell o.a. Metalltaukappe , dies sollte auch im Sachverhalt gleichgelagert für Glas gelten, eben durch Zufuhr von Luft beschleunigt unter Umgebungslusft abkühlen, bzw. wird dies begünstigt.


    Quote

    Wenn vorher die Temperaturen von Spiegel und Luft stark unterschiedlich sind, der Spiegel also kälter ist dann kann müsste es Tau auf dem Spiegel geben.


    Nein. Es kommt auf die Kondensationstemp. an.


    Quote

    Wenn aber der Lüfter von dem Moment an läuft ab dem das Teleskop draußen steht dann ist der Spiegel anfangs wärmer als die Luft und er beschlägt erst mal nicht.


    Das liegt dann nicht an dem Lüfter, sondern an dem Wärmestrom der Spiegeloberfläche. Und die wird eben mit dem Lüfter abgeführt. Was aber nicht, wie zuvor erklärt, zwangsweise sondern nur unter beschriebenen Prozessen zur Taubildung führen kann, nicht muss.


    Quote

    Nur wenn durch abkühlen in der Nacht der Spiegel zu kalt wird könnte er beschlagen,


    Tau entsteht unterhlab der Taupunkttemperatur = der Sättigungsdampfdruck 100%, vollkommen egal wie kalt es um den Spiegel wird. Der Spiegel darf nur nicht kälter als die Umgebunsluft werden. In gewissen Grenzen jedoch darf er das, der Bereich liegt eben zwischen t und td.


    Quote

    aber da könnte ich mir vorstellen daß die vorbeiströmende Luft den Spiegel zur Not aufwärmt bevor sich nennenswert Tau bildet.


    Das wäre in der Tat die beste Variante für eine Wärmebedarfsanforderung und die Lösung einiger Energieprobleme :)
    Vorbeiströmende Luft heizt Gegenstände auf.


    Tut sie aber nicht, leider. Einzig und allein die Motorabwärme fleißt in deinen Gedanken mit ein. Die ist aber absolut zu vernachlässigen.
    In Dimensionen in denen ich Ventilatoren auslege, spielt sie aber eine größere Rolle.

  • > Weil sie ihre Wärmeenergie unter dem Taupunkt an die Umgebungsluft verloren hat.


    Das ist falsch. Die Linseverliert ihre thermische Enrgie im Strahlungsaustausch mit dem Himmel. Die Luft ist viel wärmer.


    > durch Zufuhr von Luft beschleunigt unter Umgebungslusft abkühlen, bz
    Quatsch.


    Ja? Oh.


    Uwe,


    was habe ich beschrieben? Den Taubeschlag der TAUKAPPE oder den des Spiegels bzw. der Linse?


    Quote

    Denn warum beschlägt denn deine Taukappe? Weil sie ihre Wärmeenergie unter dem Taupunkt an die Umgebungsluft verloren hat.


    Quote

    Quatsch


    Dann erkläre mal den (von mir unglücklich formulierten, aber allseits bekannten) thermodynamischen Quatsch-Prozess.