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太陽灶已是較成熟的產(chǎn)品;人類利用太陽灶已有200多年的歷史,特別是近二、三十年來,世界各國都先后研制生產(chǎn)了各種不同類型的太陽灶。尤其是發(fā)展中的國家,太陽灶受到了廣大用戶的好評,并得到了較好的推廣和應(yīng)用。

太陽灶是利用凹面鏡會聚光的性質(zhì)制作的。

太陽灶基本上可分為箱式太陽灶、平板式太陽灶、聚光太陽灶和室內(nèi)太陽灶,儲能太陽灶,菱鎂太陽灶。前三種太陽灶均在陽光下進行炊事操作。

箱式

箱式太陽灶根據(jù)黑色物體吸收太陽輻射較好的原理研制而成。它是一只典型的箱子,朝陽面是一層或二層平板玻璃蓋板,安裝在一個托蓋條上,其目的是為了讓太陽輻射盡可能多地進入箱內(nèi),并盡量減少向箱外環(huán)境的輻射和對流散熱。里面放了一個掛條來掛放鍋及食物。箱內(nèi)表面噴刷黑色涂料,以提高吸收太陽輻射的能力。箱的四周和底部采用隔熱保溫層。箱的外表面可用金屬或非金屬,主要是為了抗老化和形狀美觀。整個箱子包括蓋板與灶體之間用橡膠或密封膠堵嚴(yán)縫隙。使用時,蓋板朝陽,溫度可以達到100°C以上,能夠滿足蒸、煮食物的要求。這種太陽灶結(jié)構(gòu)極為簡單,可以手工制作,且不需要跟蹤裝置,能夠吸收太陽的直射和散射能量,故信產(chǎn)品價格十分低。但由于箱內(nèi)溫度較低,不能滿足所有的炊事要求,推廣應(yīng)用受到很大限制。

平板式

利用平板集熱器和箱式太陽灶的箱體結(jié)合起來就形平板式太陽灶。

平板集熱器可以應(yīng)用全玻璃真空管,它們均可以達到100°C以上,產(chǎn)生蒸汽或高溫液體,將熱量傳入箱內(nèi)進行烹調(diào)。普通拼版集熱器如果性能很好也可以應(yīng)用。例如蓋板黑的涂料采用高質(zhì)量選擇性涂料,其集熱溫度也可以達大100°C以上。這種類型的太陽灶只能用于蒸煮或燒開水,大量推廣應(yīng)用也受到很大限制。

聚光

聚光式太陽灶是將較大面積的陽光聚焦到鍋底,使溫度升到較高的程度,以滿足炊事要求。這種太陽灶的關(guān)鍵部件是聚光鏡,不僅有鏡面材料的選擇,還有幾何形狀的設(shè)計。最普通的反光鏡為鍍銀或鍍鋁玻璃鏡,也有鋁拋光鏡面和滌綸薄膜鍍鋁材料等。

聚光式太陽灶的鏡面設(shè)計,大都采用旋轉(zhuǎn)拋物面的聚光原理。在數(shù)學(xué)上若拋物線繞主軸旋轉(zhuǎn)一周,所得的面,即稱為"旋轉(zhuǎn)拋物面"。若有一束平行光沿主軸射向這個拋物面,遇到拋物面的反光,則光線都會集中反射到 定點的位置,于是形成聚光,或叫"聚焦"作用。作為太陽灶使用,要求在鍋底形成一個焦面,才能達到加熱的目的。換言之,它并不要求嚴(yán)格地將陽光聚集到一個點上,而是要求一定的焦面。確定了焦面之后,我們就不難研究聚光器的聚光比,它是決定聚光式太陽灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得:K=采光面積/焦面面積。采光面積是指太陽灶在使用時反射鏡面陽光的有效投影面積。根據(jù)我國推廣太陽灶的經(jīng)驗,設(shè)計一個700~1200瓦功率的聚光式太陽灶,通常采光面積約為1.5~2.0平方米。個別大型蒸汽太陽灶也是聚光式太陽灶,但其采光面積較大,有的要在5平方米以上。

聚光式太陽灶除采用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡外,還有將拋物面分割成若干段的反射鏡,光學(xué)上稱之為菲涅耳鏡,也有把菲涅耳鏡做成連續(xù)的螺旋式反光帶片,俗稱"蚊香式太陽 灶"。這類灶型都是可的便攜式太陽灶。 聚光式太陽灶的鏡面,有用玻璃整體熱彎成型,也有用普通玻璃鏡片碎塊粘貼在設(shè)計好的底板上,或者用高反光率的鍍鋁滌綸薄膜裱糊在底板上。底板可用水泥制成,或用鐵皮、鈣塑材料等加工成型。也可直接用鋁板拋光并涂以防氧化劑制成反光鏡。聚光式太陽灶的架體用金屬管材彎制,鍋架高度應(yīng)適中要便于操作,鏡面仰角可靈活調(diào)節(jié)。為了移動方便,也可在架底安裝兩個小輪,但必須保證灶體的穩(wěn)定性。在有風(fēng)的地方,太陽灶要能抗風(fēng)不倒�？稍阱伒撞课患友b防風(fēng)罩,以減少鍋底因受風(fēng)的影響而功率下降。有的太陽灶裝有自動跟蹤 太陽的跟蹤器,但是一般認(rèn)為這只會增加整灶的造價。中國農(nóng)村推廣的一些聚光式太陽灶。大部分為水泥殼體加玻璃鏡面,造價低,便于就地制作,但不利于工業(yè)化生產(chǎn)和運輸。

室內(nèi)

前面介紹的三種太陽灶都必須在室外進行炊事操作,工作環(huán)境惡劣,也不衛(wèi)生,為此又研制生產(chǎn)出室內(nèi)太陽灶。這種太陽灶的主要特點是采用傳熱介質(zhì)(液體),把室外聚集接收到的太陽輻射能傳遞到室內(nèi),然后供人們用來烹調(diào)食物�？紤]到室內(nèi)操作的穩(wěn)定性,應(yīng)增加蓄熱裝置。

儲能

儲能太陽灶是利用光學(xué)原理使低品位陽光通過聚焦達到800到1000℃的高溫能量后,再利用導(dǎo)光鏡或光纖使高溫光束導(dǎo)向灶頭直接利用或?qū)⒛芰績Υ嫫饋�。這種全新的太陽灶不僅可以做飯燒水,烘烤,儲能,而且還可以作為陽光源導(dǎo)向室內(nèi)作照明用或作花卉、盆景的光照用。

目前中國太陽灶的推廣和應(yīng)用區(qū)域集中在西部太陽能豐富的甘肅、青海、寧夏、西藏、四川、云南等地區(qū),而這與國家和地方政府的支持分不開。截至2006年底,農(nóng)業(yè)部在四川省甘孜和青海省玉樹兩個藏族自治州投資870萬元實施的太陽能溫暖工程項目全面完成。兩州11個縣88個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))372個村的22800戶牧民每戶安裝了一臺太陽灶,實現(xiàn)了一戶一灶,可為牧民年節(jié)約勞動力成本1368萬元。2008年,農(nóng)業(yè)部繼續(xù)在青海等四省藏區(qū)及寧夏中部干旱地區(qū)實施太陽能溫暖工程。為此,農(nóng)業(yè)部安排中央投資7741萬元,在青海果洛、海南、黃南州,四川甘孜、阿壩州,甘肅甘南州,云南迪慶州等藏區(qū)及寧夏中部干旱地區(qū)共64個縣,為近20萬戶農(nóng)牧民安裝太陽灶198235臺。

1、注意要點:

①太陽灶安放占據(jù)空間大,選址要合理。應(yīng)放在住宅北墻的開闊、避風(fēng)、平坦處。底座接地要平穩(wěn)牢靠。②要避開周圍高大建筑物及樹木、電桿等能遮陰擋光的地方。③不要放在人、畜機械經(jīng)�；顒雍腿菀鬃璧K其他活動的地方。④不要放在距草、樹和其他易燃物品較近處。⑤不要放在潮濕的地方。

2、使用方法:

①使用太陽灶的灶具底部要涂黑,新灶具要用柴、草熏黑底部,減少光的透射,增加反射光波,提高熱效率。②安裝要合理,應(yīng)根據(jù)拋物線上的點到焦點和準(zhǔn)線的距離,保證旋轉(zhuǎn)靈活。按具體設(shè)計規(guī)格、要求安裝使用,使之達到良好的使用效果。③使用太陽灶時,應(yīng)隨季節(jié)和時間的變化進行調(diào)整。由于太陽每日東起西落,陽光不斷偏西移動,所以太陽灶同樣也得跟蹤陽光從東偏西旋轉(zhuǎn),不斷調(diào)整方位與高度,用手動法調(diào)節(jié)好焦距。首先調(diào)節(jié)方位,用手抓住灶殼上邊緣左右推轉(zhuǎn),使灶面正對陽光;其次調(diào)節(jié)高度,用左手抓住灶的上沿,上下活動試壓,右手調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)桿(旋轉(zhuǎn)螺絲桿),眼看灶面鍋具對準(zhǔn)焦斑于鍋底部中央位置即可。按時調(diào)整灶面,始終保持焦斑照在灶具底部。④如想提高其熱利用率,減少熱損失,最好自制一個能放在鍋圈上的無底保溫避風(fēng)的保溫套,重量不得超過2千克。農(nóng)村一般可就地取材,用無底廢鐵盒(臉盆)。保溫套可由兩部分組成,即保溫圈和保溫帽。保溫圈可用輕型絕熱材料做成的圓筒。絕熱材料絕對要耐高溫(高于800℃以上),以防止燒壞或造成火災(zāi)。保溫帽蓋在鍋具上部,一般可用棉布縫制即可。⑤太陽灶上的鍋具蓋要嚴(yán)密,不漏氣。

維修保養(yǎng)

1、灶面:①聚光灶最重要的部件是灶面,它直接影響其熱效率、壽命與成本。注意保護鍍鋁膜表面清潔,延長反光材料壽命。②使用時灶面如積有灰塵、水滴、泥、草等,應(yīng)用柔軟東西或棉布輕擦表面,絕不能用硬物或帶有腐蝕性的化學(xué)品擦洗,以免反光材料起反應(yīng)而受侵害。③防止人為撕揭灶面反光材料或石子等物打碰鏡片。④灶面的鍋圈、支架負(fù)荷不要超過10千克。⑤如遇刮風(fēng)時,應(yīng)將灶面背風(fēng)放置,必要時底座加壓重物,加固支撐裝置,以防灶架(體)被風(fēng)刮傾斜、翻倒、損壞。⑥每次用完灶后,必須將灶面背向太陽(雨面)。離家時,要將灶固定,放在安全處。長期不用時,要保養(yǎng)旋轉(zhuǎn)及各部件,以防使用期不靈活或生銹,必要時還需噴刷防銹漆。⑦灶面反光膜或其他部件一般使用數(shù)年后需要更換。也可根據(jù)有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)、性能參數(shù)校正維修整體灶況,保持其原有效果,繼續(xù)使用。

2、灶體:①防止暴雨、冰雹打破反光面和雨水進入鏡片縫隙縮短鏡片壽命。下雨天,應(yīng)用塑料膜或棚布遮蓋灶體。②嚴(yán)禁人、物對灶殼的碰撞,以免損壞灶體。③保持灶架靈活使用,即能水平操作,又可垂直調(diào)整,旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

優(yōu)勢:

一、經(jīng)濟效益。不用煤,不用電,不用液化氣,不用柴草,不用花一分錢,您只利用太陽光就可以燒水、做飯。在有陽光的地方使用,既方便又省錢,一次投資長期收益。

二、社會效益。一是省勞力,不用砍柴。二是節(jié)柴省煤。三是改善您的吃飯條件,提高您的健康水平,本產(chǎn)品燒水做飯為純天然無污染,清潔、無煙塵和油垢。

三、生態(tài)效益。對環(huán)境無任何污染。節(jié)約煤炭和柴草,減少二氧化碳排放量,不僅解決了燃料問題,還可以大量減少焚燒,保護了農(nóng)村環(huán)境,維持生態(tài)平衡,是國家提倡節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。

缺點:

1、陰天下雨不能用

2、室內(nèi)不能用

3、城市里用量少, 國外像南非等國家很是暢銷。

世界上第一個太陽灶設(shè)計者是法國的穆肖,1860年他奉拿破侖三世之命,研究用拋物面鏡反射太陽能集中到懸掛的鍋上,供駐在非洲的法軍使用。1878年阿塔姆斯又曾作了許多研究和改進,此后,印度便有10家工廠生產(chǎn)。到了1889年全世界就有了許多太陽灶的專利,有了各種各樣形式的太陽灶。太陽灶在廣大農(nóng)村,特別是在燃料缺乏地區(qū),具有很大的實用價值。目前世界上太陽灶的利用相當(dāng)廣泛,技術(shù)也比較成熟,它不僅可以節(jié)約煤炭、電力、天然氣,而且十分干凈,毫無污染,是一個可望得到大力推廣的太陽能利用裝置。