太阳灶是太阳能热利用技术的主要产品之一。它利用太阳辐射,通过聚光、传热、储热等方式进行炊事烹饪食物的一种装置。
太阳灶基本上可分为箱式太阳灶、平板式太阳灶、聚光太阳灶和室内太阳灶。前三种太阳灶均在阳光下进行炊事操作。
1.箱式太阳灶
箱式太阳灶根据黑色物体吸收太阳辐射较好的原理研制而成。它是一只典型的箱子,朝阳面是一层或二层平板玻璃盖板,安装在一个托盖条上,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。箱内表面喷刷黑色涂料,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°C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,故信产品价格十分低。但由于箱内温度较低,不能满足所有的炊事要求,推广应用受到很大限制。
2.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就形平板式太阳灶。
平板集热器可以应用全玻璃真空管,它们均可以达到100°C以上,产生蒸汽或高温液体,将热量传入箱内进行烹调。普通拼版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,其集热温度也可以大大100°C以上。这种类型的太阳灶只能用于蒸煮或烧开水,大量推广应用也受到很大限制。
3.聚光太阳灶
采用抛物面发射镜或特殊的透镜(如菲涅尔透镜)将入射的太阳辐射聚集在某一较小的区域,此区域称之为焦区或焦斑,直径大约为15~30厘米,温度可达400°C以上,可以满足烧、炒、蒸煮、烤等多种烹调的需求。
锅式结构太阳灶反光面采用镀铝反光薄膜,锅体采用铸铁浇注而成,便于大规模生产和运输。
采用菲涅尔透镜聚光的太阳灶平行线透过三角形的透镜,由于三角形的角度差别,其反射光都聚集在储热器处,此处温度很高,用以进行各种炊事操作。
4.室内太阳灶
前面介绍的三种太阳灶都必须在室外进行炊事操作,工作环境恶劣,也不卫生,为此又研制生产出室内太阳灶。这种太阳灶的主要特点是采用传热介质(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。考虑到室内操作的稳定性,应增加蓄热装置。
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