太阳灶是利用太阳能辐射,把低密度的、分散的太阳辐射能聚集起来,进行烧水、蒸、煮和烹饪的灶具。它不烧任何燃料,没有任何污染,正常使用时比蜂窝煤炉还要快,和煤气灶速度差不多。
太阳灶已经是较成熟的太阳能产品,人类利用太阳灶已有二百多年的历史,特别是近二三十年来,世界各国都先后研制生产了各种不同类型的太阳灶。
箱式太阳灶
根据不同地区的自然条件和群众不同的生活习惯,太阳灶每年的实际使用时间在400至600小时,每台太阳灶每年可以节省秸秆500~800千克,经济效益和生态效益十分显著。
箱式太阳灶
根据黑色物体吸收太阳辐射较好的原理研制成了箱式太阳灶。它是一个箱子,朝阳面由一层或二层平板玻璃盖板安装在一个托盖条上构成,其目的是为了让太阳辐射尽可能多地进入箱内,并尽量减少向箱外环境的辐射和对流散热。里面放了一个挂条来挂放锅及食物。箱内层喷刷黑色涂料,以提高吸收太阳辐射的能力。箱的四周和底部采用隔热保温层。箱的外表面可用金属或非金属,主要是为了抗老化和形状美观。整个箱子包括盖板与灶体之间用橡胶或密封胶堵严缝隙。使用时,盖板朝阳,温度可以达到100℃以上,能够满足蒸、煮食物的要求。这种太阳灶结构极为简单,可以手工制作,且不需要跟踪装置,能够吸收太阳的直射和散射能量,故价格十分低。但由于箱内温度较低,不能满足所有的炊事要求,所以推广应用受到很大限制。
平板式太阳灶
利用平板集热器和箱式太阳灶的箱体结合起来研制成了平板式太阳灶。平板集热器可以应用全玻璃真空管,它们平均可以达到100℃以上,产生蒸汽或高温液体,将热量传入箱内进行烹调。普通平板集热器如果性能很好也可以应用。例如盖板黑的涂料采用高质量选择性涂料,其集热温度也可以达100℃以上。这种类型的太阳灶只能用于蒸煮或烧开水,推广应用也受到很大限制。
聚光式太阳灶
聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底,使温度升到较高的程度,以满足炊事的高温要求。
1.镜面。聚光式太阳灶的关键部件是聚光镜,最普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜,也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料,或用高反光率的镀铝涤纶薄膜裱糊在底板上,或用玻璃整体热弯成型,或用普通玻璃镜片碎块粘贴在设计好的底板上。制作聚光镜不仅要注意选择镜面材料,还要注意几何形状的设计。镜面大都采用旋转抛物面的聚光原理。
太阳灶并不要求严格地将阳光聚集到一个点上,而是要求在锅底形成一个焦面,才能达到加热的目的。根据我国推广太阳灶的经验,设计一个700~1200瓦功率的聚光式太阳灶,通常采光面积约为1.5~2.0平方米。个别大型蒸汽太阳灶采光面积较大,有的在5平方米以上。旋转抛物面聚光镜是按照阳光从主轴线方向入射,所以往往在通过焦点上的锅具时会留下一个阴影,这就要减少阳光的反射,直接影响太阳灶的功率。目前,我国大部分太阳灶的设计均采用了偏轴聚焦原理。
2.底板。可用水泥制成,也可用铁皮、钙塑材料等加工成型。亦可直接用铝板抛光并涂以防氧化剂制成反光镜。
3.架体。用金属管材弯制,锅架高度应适中要便于操作,镜面仰角可灵活调节。为了移动方便,也可在架底安装两个小轮,但必须保证灶体的稳定性。在有风的地方,太阳灶要能抗风不倒。可在锅底部位加装防风罩,以减少锅底因受风的影响而功率下降。有的太阳灶装有自动跟踪太阳的跟踪器。
室内太阳灶
室内太阳灶是一种把太阳能引进室内的太阳灶。由于以上三种太阳灶都必须在室外进行炊事,环境恶劣,也不卫生,为此又研制出了室内太阳灶。
它是一种把太阳能引进室内的太阳灶。由聚光面、热管、贮热装置、炊具等组成,它采用传热介质(液体),把室外聚集接收到的太阳辐射能传递到室内,然后供人们用来烹调食物。(www.zuozong.com)
据报道,澳大利亚研制的户内太阳灶室内炊事温度可达到150℃。
储能太阳灶
利用光学原理把阳光聚焦达到800℃~1000℃的高温后,再利用导光镜或光纤使高温光束导向灶头直接利用或将能量储存起来。这种全新的太阳灶不仅可以做饭烧水、烘烤、储能,而且还可以作为阳光源导向室内作照明用或作花卉、盆景的光照用。
使用室外太阳灶的注意事项
箱式太阳灶、平板式太阳灶、聚光式太阳灶均应在室外阳光下工作。使用时要注意以下几点:
1.宜在天气晴朗、阳光直接照射的户外使用。使用时先将灶面面向太阳,放置好炊具后调整灶面角度,随着太阳的移动应及时调整灶面。勿将太阳灶放在阴影里,否则无法使用。
2.不锈钢炊具底部宜涂黑,以便高效吸热,缩短加热时间。
3.发现加热较慢时应检查炊具底部是否涂黑,光照是否充足,焦距是否偏离。
4.要改变太阳灶的功率只需调整焦距在炊具上的覆盖面。
5.对金属运转部件两个月进行一次润滑保养。
6.清洗灶面时切不可用硬物或化纤布干擦,应用毛巾或软棉布蘸水由上到下轻轻擦拭,使用适量洗涤剂效果更好。反射面上如有灰尘可用清水冲洗掉,微小灰尘不影响使用。
用太阳灶做饭
7.反射面不使用时不要放在太阳光下照射,勿雨淋,勿风吹,可用布做套将太阳灶罩好。
8.在2米内不要放置易燃易爆品。
9.千万不要把手或身体其他部位伸入焦距内,以免灼伤,不要让儿童攀爬灶体。
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