入户聚光式太阳灶的可行性研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文‘︸﹄七口︸r、/‘1l月J.︸户之J一﹄匀八一1卫、.、、7、其他焊接件应符合国家标准的规定;灶面应保证与支撑架吻合，连接牢固;油漆表面要保证光滑和均匀，并具有较强的抗老化和附着力;高度角和方位角调整机构跟踪准确，方便操作，稳定可靠。3常见太阳灶的几种结构(l)热箱式太阳灶热箱式太阳灶l3]的外形就像是一只玻璃上盖的木箱，其大部分的太阳灶上面都具有一定斜度的坡面，大小如同一只大手提箱一般。图1一1为最常见的附加单面或多面反光镜的热箱式太阳灶。图1一1反光镜热箱式太阳灶箱子的玻璃盖多为

2、双层或者三层，每层玻璃中间有约6ITln左右的间隙。箱子内表面涂有一层黑色的吸热面，实际上是在箱体内装有一只表面粗糙具有黑色涂层的内箱体，拥有一定厚度的保温层夹置在内外箱体之间。当太阳透过玻璃照射在内箱涂层上时，涂层面吸收并将光能转化为热能使得箱内温度升高。此时内外箱体之间的保温材料则起到防止箱内热量散失的作用，若保温层不能有效阻止能量的损失，太阳灶的有效功率就会大打折扣;保温材料对导热系数以及箱体之间的间隙都有很高的要求，箱体内不允许有缝隙，为防止冷空气通过间隙进行热交换，箱体和玻璃盖的连接要尽可能的严密。

3、即便对箱体的保温、密封作最为周密的考虑，例如选择导热系数小的保温材料、加厚保温层等等，实际上箱体内的温度最高也只能达到130℃，这是因为玻璃盖在不断积累热量的同时，也不断以红外波的形式向外发散能量，当接收的能量与散失的能量相等武汉理工大学硕士学位论文时，箱内温度也就停止上升，这就是所谓热平衡。(2)平板式太阳蒸汽灶平板式太阳能蒸汽灶是利用温热水器将水加热产生蒸汽，然后蒸汽通过管道进入密封的保温罩来加热食物，这个保温罩实际上就是一只蒸汽箱。现在也有采用玻璃真空管作为加热器来产生蒸汽。如图1一2所示，通过太阳能平

4、板集热器将平板内水加热成水蒸汽，水蒸汽在带有绝缘层的输汽软管输送至蒸调器给食物加热，其中绝缘体和外罩相当于保温层，也是为防止箱体或管内的热量散失。:1、匡沼Q心.~‘.一卖—..-}65孙8口尸1391一盖;2一内层;3一外罩;4一蒸调器;5一输汽软管;6一绝缘;7一托盘;8一支承轴;9一水泥柱;10一太阳能平板集热器;11一蒸箱支承架;12一夹层蒸箱;13一调节取向转台图1一2平板式蒸汽灶(3)聚光式太阳灶旋转抛物面聚光太阳灶141(如图1一3所示)是一种采光效果最好，使用最广泛的聚光太阳灶。它利用旋转抛

5、物面的聚光原理，经过镜面反射把阳光汇聚到锅底，在锅底形成一个炽热的光斑，温度可达400℃一1000℃左右，跟普通炉灶相比，更能胜任一般家庭的炊事要求。我国目前推广的几十万台太阳灶，基本上都是这种。武汉理工大学硕士学位论文图1一3旋转抛物面聚光式太阳灶(4)室内太阳能灶室内太阳灶151是一个炊事系统，一般由采光面、导热管、贮热装置以及炊具等通过管道组成的，它通过导热管将采光面收集的太阳能传到室内来进行炊事工作。目前我国没有室内太阳灶成熟的产品，国外的研究者较多，据称，澳大利亚研制的室内太阳灶其炊事温度可达到15

6、0℃。我国第七个五年计划期间，也开始了室内太阳灶的研究，但由于技术及价格等方面的原因，目前还处于试验阶段。1一柱状抛物面;2一支架;3一集热器;4一容器支架;5一下行管;6一上行管;7一压力容器;8一外箱;9一保温材料;10一输汽管;11一阀门;12一保温双层锅;13-排水阻汽阀;14一液压活塞筒;15一重锤图1一4室内太阳灶装置示意图如图1一4所示，室内太阳灶是由一个或多个形如柱状抛物面的采光面来给武汉理工大学硕士学位论文集热器加热，集热器中的介质在加热后形成的气体通过下行管和上行管到达压力容器，在容器外层

7、也有一层保温材料，最终通过输汽管到达室内的保温双层锅。值得一提的是，重锤是来平衡柱状抛物面在旋转过程中造成的重心不稳而故意设置的。2课题来源及研究目的与意义2.1课题来源所选课题题目为“入户聚光式太阳灶的可行性分析”，本课题来源于武汉理工大学大学生节能减排社会实践与科技竞赛项目。2.2课题研究的目的与意义研究目的:通过参考现有文献，先了解太阳灶各个镜面反射率，在正常情况下，从理论上估算光能达到室内后的有效功率;在此基础上，研制出一种可以将太阳光线最终以平行光线的形式导入到室内的机械装置，实现SOOW一1000

8、W左右的可靠功率以供炊事活动。研究意义:(l)从经济上考虑，由于地区差异以及人们生活习惯不同，太阳灶的经济效益有着明显差异。从20世纪90年代初的统计情况来看，纬度较高的河北省兴隆县平均每台太阳灶年约节约木柴750一1000kg，按10元/100okg计算，推广的1000台太阳灶每年节省7.5~10万元左右;青海省化隆县推广太阳灶1.55万台，全年可省秸秆约7741吨，折合人民币约62万元;相比同样