什么是“热箱”原理？

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　　人类利用太阳能，首先是从取暖、加热、干燥和采光等太阳能的热利用开始的。
　　近年来，太阳能的光热利用发展很快，已出现的各种各样的太阳能集热器和应用器具，将太阳光的热能用于取暖、通风、制冷、烘干、冶炼、洗浴、灌溉、养鱼、发电等许多方面。
　　那么，太阳能集热器和应用器具是怎样将光能变成热能的呢？
　　目前，除了像探照灯那样的聚光变热的办法外，最常采用的是根据“热箱”原理制成的太阳能集热器和器具。用一个四周密封而上面能透光（用玻璃做盖）的大箱子收集阳光，让光线射进去多，而反射出去的少（不反射出去最好，但做不到），箱子里面的温度就会逐渐高起来，使箱子里变热，所以将这种箱子叫做“热箱”。
　　不少人会有这样的感觉，夏天在太阳光下穿深色衣服比穿浅色的显得热。这是因为深色衣服对太阳光吸收的多反射的少，而浅色衣服吸收少、反射多的缘故。
　　如果将表面粗糙的黑煤球放在太阳光下曝晒，由于它能吸收照射到它上面的大部分光能，并转变成热能，所以煤球的温度上升很快，过不多久摸着就感到发烫。
　　但是，当它的温度上升到60℃或70℃时便不再上升了。这又是怎么回事呢？
　　道理很简单，因为在同一时间内吸收阳光变成的热能正好与反射的和空气带走的热量相等，所以温度保持不变。
　　假若将煤球放在一个四壁和底部都用泡沫塑料等隔热材料密封好的箱子里，并将箱子里面涂成黑色，然后在顶部用透明玻璃盖严。
　　这时，煤球的温度还可继续升高。在夏天正午的阳光下，煤球和箱子里的温度都可能超过100℃。如果箱子里放上一壶水，这时就会被烧开！
　　“热箱”挺有意思。那么，箱子里的温度为什么会升得这样高呢？
　　原来，盖在箱子上面的玻璃也是隔热的。这样，箱子就变成了一个六面都不透热的大蒸笼，即射进箱子里的阳光变成了热能，而损失的热能又很少，结果箱内的热能越积越多，温度自然就升得高了。
　　人们将这种聚热的方法叫做热箱原理。
　　现在，很多的太阳能器具都是利用这种热箱原理制成的。它们基本上都有一个类似“热箱”的集热器，用来将光能变成热能，以满足人们对热能的需要。
　　太阳能热水器是20世纪20年代的时候在美国首先被推出的。
　　后来，日本、澳大利亚和苏联都对这种太阳能器具发生了兴趣，大力进行研制和生产。就连太阳光照射条件不好的英国，也对太阳能热水器重视起来，仅20世纪90年代初每年售出的热水器就达100万台，而2000年已经翻了一番。
　　太阳能热水器的样式较多，但大都由集热器、储水箱和冷、热水管等组成。
　　自然循环式太阳能热水器是一种结构简单而目前使用较普遍的太阳能器具。它是将储水箱安装在集热器的上方。集热器（即热箱，里面有水管通过）中的水被阳光晒热后变轻（密度小了），就沿着管子上升到储水箱。由于虹吸作用，储水箱中的冷水就沿着另一个管子进人集热器的底部。如此往复循环，就会使储水箱内的水升高到所要求的温度。
　　储水箱中所安装的辅助加热器，是供没有阳光的阴雨天使用的。
　　还有一种制作和使用方便的薄膜型太阳能热水器。它是将水直接盛在软塑料或橡胶袋内制成的（有的采用木箱作框），上面盖一层透明塑料。
　　例如，有的薄膜型太阳能热水器是以双层聚乙烯塑料制成的，上层透明，下层为黑色。充水后，像个大气包，放在屋顶或阳台上，使用很方便。
　　此外，利用“热箱”原理制成的太阳能器具还有太阳能干燥器、太阳能灶、太阳能蒸馏器（主要用来淡化海水）和太阳能制冷机等，它们的本领各异，为人类充分利用太阳能作出了自己的贡献。