什么是“熱箱”原理？

　　人類(lèi)利用太陽(yáng)能，首先是從取暖、加熱、干燥和采光等太陽(yáng)能的熱利用開(kāi)始的。

　　近年來(lái)，太陽(yáng)能的光熱利用發(fā)展很快，已出現(xiàn)的各種各樣的太陽(yáng)能集熱器和應(yīng)用器具，將太陽(yáng)光的熱能用于取暖、通風(fēng)、制冷、烘干、冶煉、洗浴、灌溉、養(yǎng)魚(yú)、發(fā)電等許多方面。

　　那么，太陽(yáng)能集熱器和應(yīng)用器具是怎樣將光能變成熱能的呢？

　　目前，除了像探照燈那樣的聚光變熱的辦法外，最常采用的是根據(jù)“熱箱”原理制成的太陽(yáng)能集熱器和器具。用一個(gè)四周密封而上面能透光（用玻璃做蓋）的大箱子收集陽(yáng)光，讓光線射進(jìn)去多，而反射出去的少（不反射出去最好，但做不到），箱子里面的溫度就會(huì)逐漸高起來(lái)，使箱子里變熱，所以將這種箱子叫做“熱箱”。

　　不少人會(huì)有這樣的感覺(jué)，夏天在太陽(yáng)光下穿深色衣服比穿淺色的顯得熱。這是因?yàn)樯钌�衣服�?duì)太陽(yáng)光吸收的多反射的少，而淺色衣服吸收少、反射多的緣故。

　　如果將表面粗糙的黑煤球放在太陽(yáng)光下曝曬，由于它能吸收照射到它上面的大部分光能，并轉(zhuǎn)變成熱能，所以煤球的溫度上升很快，過(guò)不多久摸著就感到發(fā)燙。

　　但是，當(dāng)它的溫度上升到60℃或70℃時(shí)便不再上升了。這又是怎么回事呢？

　　道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谕�一時(shí)間內(nèi)吸收陽(yáng)光變成的熱能正好與反射的和空氣帶走的熱量相等，所以溫度保持不變。

　　假若將煤球放在一個(gè)四壁和底部都用泡沫塑料等隔熱材料密封好的箱子里，并將箱子里面涂成黑色，然后在頂部用透明玻璃蓋嚴(yán)。

　　這時(shí)，煤球的溫度還可繼續(xù)升高。在夏天正午的陽(yáng)光下，煤球和箱子里的溫度都可能超過(guò)100℃。如果箱子里放上一壺水，這時(shí)就會(huì)被燒開(kāi)！

　　“熱箱”挺有意思。那么，箱子里的溫度為什么會(huì)升得這樣高呢？

　　原來(lái)，蓋在箱子上面的玻璃也是隔熱的。這樣，箱子就變成了一個(gè)六面都不透熱的大蒸籠，即射進(jìn)箱子里的陽(yáng)光變成了熱能，而損失的熱能又很少，結(jié)果箱內(nèi)的熱能越積越多，溫度自然就升得高了。

　　人們將這種聚熱的方法叫做熱箱原理。

　　現(xiàn)在，很多的太陽(yáng)能器具都是利用這種熱箱原理制成的。它們基本上都有一個(gè)類(lèi)似“熱箱”的集熱器，用來(lái)將光能變成熱能，以滿足人們對(duì)熱能的需要。

　　太陽(yáng)能熱水器是20世紀(jì)20年代的時(shí)候在美國(guó)首先被推出的。

　　后來(lái)，日本、澳大利亞和蘇聯(lián)都對(duì)這種太陽(yáng)能器具發(fā)生了興趣，大力進(jìn)行研制和生產(chǎn)。就連太陽(yáng)光照射條件不好的英國(guó)，也對(duì)太陽(yáng)能熱水器重視起來(lái)，僅20世紀(jì)90年代初每年售出的熱水器就達(dá)100萬(wàn)臺(tái)，而2000年已經(jīng)翻了一番。

　　太陽(yáng)能熱水器的樣式較多，但大都由集熱器、儲(chǔ)水箱和冷、熱水管等組成。

　　自然循環(huán)式太陽(yáng)能熱水器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而目前使用較普遍的太陽(yáng)能器具。它是將儲(chǔ)水箱安裝在集熱器的上方。集熱器（即熱箱，里面有水管通過(guò)）中的水被陽(yáng)光曬熱后變輕（密度小了），就沿著管子上升到儲(chǔ)水箱。由于虹吸作用，儲(chǔ)水箱中的冷水就沿著另一個(gè)管子進(jìn)人集熱器的底部。如此往復(fù)循環(huán)，就會(huì)使儲(chǔ)水箱內(nèi)的水升高到所要求的溫度。

　　儲(chǔ)水箱中所安裝的輔助加熱器，是供沒(méi)有陽(yáng)光的陰雨天使用的。

　　還有一種制作和使用方便的薄膜型太陽(yáng)能熱水器。它是將水直接盛在軟塑料或橡膠袋內(nèi)制成的（有的采用木箱作框），上面蓋一層透明塑料。

　　例如，有的薄膜型太陽(yáng)能熱水器是以雙層聚乙烯塑料制成的，上層透明，下層為黑色。充水后，像個(gè)大氣包，放在屋頂或陽(yáng)臺(tái)上，使用很方便。

　　此外，利用“熱箱”原理制成的太陽(yáng)能器具還有太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能灶、太陽(yáng)能蒸餾器（主要用來(lái)淡化海水）和太陽(yáng)能制冷機(jī)等，它們的本領(lǐng)各異，為人類(lèi)充分利用太陽(yáng)能作出了自己的貢獻(xiàn)。

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