Formas de gestionar térmicamente un recinto pequeño

Question

Estoy trabajando en un proyecto para medir la eficiencia de una célula solar monocristalina en función de la temperatura en un recinto.

La célula solar mide 150x130 mm y la carcasa coincidirá con ese tamaño y será un poco más alta para que pueda introducir una fuente de luz.

Mi primer plan para aumentar la temperatura por encima de la temperatura ambiente era utilizar una pistola de calor o un secador de pelo.

Tengo un sensor térmico para ver la temperatura en el interior a medida que aumenta, pero me pregunto qué otras opciones tengo para controlar la temperatura en este pequeño recinto de manera más eficaz.

Me gustaría aumentar la temperatura hasta al menos ~50°C, y en el otro extremo posiblemente hasta 0°C, lo que probablemente requeriría una herramienta diferente. También he pensado en utilizar un pequeño refrigerador termoeléctrico con el fin de enfriar el ambiente, así como calentarlo, pero eso requiere un poco de configuración, así que no estoy seguro de qué otras opciones tengo.

TL;DR: ¿Qué puedo utilizar para calentar (y/o) enfriar una pequeña caja aislada?

Answer 1

Una lámpara halógena de 100~300W es una fuente de calor eficaz con un regulador Triac para simular el calor solar y un ventilador Muffin para acelerar el tiempo de respuesta de refrigeración y regular la temperatura. Ajuste la distancia a la trayectoria corta igual a la anchura del foco y reduzca la potencia antes de la temperatura objetivo, ya que el sensor puede tener un ligero retraso.

Answer 2

Si las mediciones se pueden hacer rápidamente, se puede pre-enfriar y trazar la temperatura contra la eficiencia a medida que se calienta.

Answer 3

medir la eficiencia de una célula solar monocristalina en función de la temperatura en el recinto

Así que, presumiblemente, necesitarás una fuente de luz constante para iluminarla, y tal vez un sensor de luz para medir la cantidad de luz. Si ambos son sensibles a la temperatura, entonces no vas a medir la eficiencia de la célula solar, sino la deriva en función de la temperatura de la fuente de luz y el sensor de luz.

Así que, simplemente, me quedaría con un horno de cocina estándar con una ventana de cristal en la parte delantera. Pondría la célula solar mirando hacia la ventana y pegaría un sensor de temperatura en la parte posterior de la célula con cinta kapton. Precaliéntalo a 80 °C.

Coloque la fuente de luz fuera de el horno para que su temperatura permanezca constante, ilumina la célula solar a través de la ventana. Apaga el calor y mide la eficiencia de la célula solar a medida que la temperatura desciende lentamente. No es conveniente que ningún calentador esté encendido si genera luz, como un calentador de infrarrojos o una lámpara halógena.

Si quieres bajar a 0 °C, tendrás que tener cuidado con la condensación en el panel solar y la ventana. En este caso, en lugar de un horno, yo usaría un recinto de bricolaje, básicamente un cubo hecho de paneles aislantes PIR de la tienda de mejoras para el hogar, con una ventana en la parte delantera para dejar entrar la luz, y un agujero redondo en la parte superior lo suficientemente grande como para meter una olla de cocina de fondo plano. Coloca un gran disipador de calor y un ventilador en el fondo del recipiente y llénalo de agua helada salada para enfriar el recinto o de agua hirviendo para calentarlo. Al enfriarse, se producirá condensación en el disipador de calor, y eso eliminará el vapor de agua del aire, por lo que no debería haber condensación en la célula solar ni en la ventana.