9. 约恩·伯默尔(John Bohmer) 发明的“ 京都盒子”，是一种简单的热箱式太阳灶。(图片来源于www.inhabita.com)

10. 聚光式太阳灶的使用(图片来源于www.kjcoop.com)

11. 储热式室内太阳灶原理图

太阳灶具

利用太阳热烤制食物，在东西方都有久远的历史，但有意识制造太阳灶具，并加大研究和推广则是近几十年的事。目前的太阳灶大致有三种类型：一是热箱式太阳灶，形状像个箱子，上面开有窗洞，窗洞对准阳光，箱内温度靠不断积累太阳能而升到蒸烤食物的程度;二是聚光式太阳灶，用反射聚光器把太阳光直接反射集中到锅上或食物上，反射聚光器呈抛物面或球面;三是蒸汽式太阳灶，它利用平板型太阳能热水器把水烧沸产生蒸汽，然后再利用蒸汽蒸煮食物。热箱式太阳灶结构简单，成本低，容易制作。2009 年4 月，挪威人约恩·伯默尔(John Bohmer)参加英国《金融时报》主办的“应对全球气候变暖的创意挑战赛”，获得7.5 万美元的头奖，他的发明是“能够利用太阳能烧水煮饭的纸板箱”，造价只有6 美元。实际上，这个以《京都议定书》得名的“京都盒子”(图9)，就是一种简单的热箱式太阳灶，它由两个大小不一的硬纸盒组成，里面的盒子涂成黑色，以促进太阳光热量的吸收，用透明的塑料薄膜盖住保留热量，两个盒子之间塞入稻草来隔热。大一些的纸盒四周用铝箔包住(即一般可以重叠起来盖住纸箱的那四个部分)并半立起来。铝箔会将太阳光反射，将四周太阳光的热量聚集在里面的盒子。在一个晴天，盒子里的温度很快即可达到80 摄氏度。2 到3 个小时，可以把10 升水烧开。[7] 伯默尔计划在南部非洲、印度和印度尼西亚等十多个国家进行推广，为数十亿至今还在用柴草做饭的普通民众解决实际困难。聚光式太阳灶是利用镜面反射汇聚阳光，效率明显提高，但技术要比热箱式太阳灶复杂。聚光式太阳灶所用聚光镜面多样，其中最常用的是旋转抛物面，它是把镜面反射的阳光汇聚到锅底，形成一个炽热的光团，温度可达400 摄氏度-1000摄氏度，是目前适用于聚光式太阳灶的最佳聚光镜面。采用旋转抛物面的聚光式太阳灶可与普通炉灶一样满足家庭的炊事需求，应用效果最好，使用广泛。[8](图10)聚光式太阳灶的抛物面是把钢板、铝板或不锈钢板在大吨位压力机上冲压成型。不锈钢板可进行精细抛光，其镜面效果可以接近于玻璃镜的水平;纯铝板抛物面需要进行阳极氧化处理;钢板则要粘贴反光膜。反光膜多为铝膜。铝膜的反射率较高，可以与玻璃、金属塑料等基材牢固结合，价格较低，应用前景好。

一般说来，太阳灶具都是在室外阳光下使用。然而，随着储热技术的发展，已研制成功一种储热太阳灶，利用化学热泵储热原理，可以长期储存太阳能，在需要时释放出热量。储热太阳灶包括两个基本部件：一个是中心太阳能加热器;一个是储热箱。中心太阳能加热器是由塑料片制成菲涅耳透镜，安装在一个框架上，其长度足以盖住几个储热箱。储热箱的基本原理是，利用一个化学系统来吸收、储存太阳能，并在需要时释放出温度为300 摄氏度的热量。化学系统选用氯化镁和氯化钙的氨盐，当储热箱充热时，氨从高温盐床(氯化镁)释放到低温盐床(氯化钙)，并与低温盐床的盐化合。稍稍加热低温盐床，氨就从低温盐床中分解出来回到高温盐床，并与高温盐床的盐发生放热反应，释放出热量。这种储热箱在阳光下照射1 小时，便可储存煮一顿饭所需的热量。所储存的热量可以在任何时候(少则几个小时，多至几个月)释放出来，使用十分方便。[9]也可将储热器置于地下，利用土壤作绝热材料，其中填以硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠的混合物作储热材料。图11 所示储热太阳灶就是一种室内太阳灶，目前有些技术需要攻克，但可以想见其在不远的将来会进入普通家庭。以上介绍的灶具远不是人类所用的灶具全部，如西方有些水电资源丰富的国家，家庭多用电炉有几个灶头，可以煮饭做菜，也兼具烤箱功能。而在中国许多地区，仍在使用蜂窝煤炉灶。说到旅游用的灶具，则有酒精炉、汽油炉等。总之，灶具与人类的生活密切相关，从灶具的演变中，人类前进的脚步清晰可见。

注释：

[1] 王洪震：《汉画像石》，新世界出版社，北京，2011，第214 页。

[2] 同[1]，214 页下图。

[3] 刘宗超：《画像石艺术》，西南师范大学出版社，重庆，2009，第71 页。

[4](美)鲁道夫·P·霍梅尔：《手艺中国》，戴吾三等译，北京理工大学出版社，2012， 第161 页。

[5] 同4，第162 页。

[6]en.wikipidia.org/wiki

[7]www.inhabita.com

[8] 张耀明、邹宁宇：《太阳能科学开发与利用》，江苏科学技术出版社，南京，2012，第185 页。

[9] 同 [8]。