天津太阳能热水器天大制造！这是中国第一台太阳能热水器！

太阳是一种巨大的能源，不像煤、石油、天然气和其他有机化石燃料，它们在地壳中的储存有限。而且太阳能的寿命和太阳本身一样长，可以提供动力和热能，没有污染和环境污染。中国幅员辽阔，可以接收大量的太阳能。如今，太阳能的利用方式有很多，如光伏发电、获取高温热源、制淡水、干燥、制冷、供热、太阳灶、热水器等，尤其是太阳能热水器在国内外应用广泛。但鲜为人知的是，中国第一台太阳能热水器诞生于天津大学，其中蕴含着天大科技工作者的心血。

1958年，天津大学电力与自动化系热工教研室的何志迈教授和李教授设计制造了中国第一台太阳能热水器。此外，热工实验室的实验人员和工人师傅在建设、测试、操作和维护方面做了大量的工作。

这篇关于太阳能热水器研究的文章发表在1974年第12期《科学实验》上。基于当时的时代背景，本文以天津大学电力与自动化系热工教研室的名义发表，实际撰稿人为何志迈教授。张文不仅讲述了太阳能的利用，还讲述了化石燃料的不可持续性和直接燃烧燃料获取低温热水的不合理性，并大力倡导采用太阳能、地热能、工业余热、热泵等节能技术，具有超前意识，对节能减排具有较强的指导意义。

《科学实验》，1974年第12期

本文详细介绍了太阳能的产生和特点、辐射传热原理、太阳能热水器的原理和结构以及天津大学的应用。这是中国第一个详细介绍太阳能热水器的张文。这个热水系统除了当时原材料和工艺的限制外，从太阳能转换效率和运行时间来看，是国内最先进的太阳能热水系统。除了带有自然循环金属管和玻璃盖板的太阳能集热系统，张文还推出了简单的“枕袋”热水器。根据这个张文，读者也可以制作类似的太阳能热水系统。张文还在北京和西藏引进了大型太阳能系统。这对于当时推动全国太阳能利用热潮具有重要的理论意义和实践价值。

太阳能利用装置的复杂性和成本与获得的能量的质量和温度有关。1958年，天津大学热工实验室也建造了国内第一台太阳能热水器，由7个“热箱”(称为集热器)并联而成。当年的考楼南楼顶，老师们在每个“热箱”里铺了一张涂有深色煤烟漆的薄铁皮和6根直径半英寸的普通自来水管。盒框采用木质结构，盒盖采用双层玻璃。每个盒子的吸光面积为1.8平方米，称为管板集热器。整个热水装置的总吸光面积为12.6平方米。顶部储水箱的容积为1立方米，储水箱和整个系统的水容量为950公斤。

自然循环热水器示意图

太阳能热水器有很多种。天津大学设计制造的第一台太阳能热水器是自然循环热水器。它的主要部件是太阳能集热器。这是一种管板集热器，它覆盖有一层薄金属片，在薄金属片的半圆形凹槽上放置有多根普通水管。为了防止热能因表面气体流动而损失空，铁皮和水管表面全部涂上深色烟灰漆，以增加对热射线的吸收，减少反射损失。此外，集热器的箱体需要密封，集热器、循环管、储水箱和热水管的侧面和底部应隔热。收集器和地平面之间的倾角可以大致选择为与当地的地理纬度一致。由于集热器内管的水温高于吸收太阳能后的进水温度，自来水上管的水比重小于集热管的水比重。这样就产生了热虹吸效应，形成了自然水循环的热水器。夏天可以提供一箱38-50摄氏度的热水。当时实验楼有男女两个卫生间，供供暖工人教研室和实验室人员洗澡。

实际上，获得50℃左右的热水用于生产或生活应用的途径有很多:可以利用工业企业的各种余热制备热水；利用丰富的地下热水资源，如温泉区热水，在北京、天津等城市通过钻探获取地下热水；热泵也可用于适当提高环境介质(大气和水)中的能量温度，以获得热水。这些方法都可以节省燃料，但受地区、地质条件或设备的限制。利用太阳能获取热水是可以广泛应用的简单方法之一。

这个太阳能热水器用了18年，直到1976年地震才停止。期间，热水器每年4月至11月可以使用。尤其是暑假期间，老师们吃完饭带孩子去洗澡是一件很美好的事情。每年冬天之前，实验室工作人员都会清洁和维护热水器。整个机器保养得很好。地震时房子破了，但热水器还完好无损，后来赠送给学校电厂。

六十年前，天津大学这些有着绿色环保理念和先进意识的年轻教师，虽然只有三四五岁，但他们讲解的热力学和节能原理依然光芒四射，他们设计制造的太阳能热水器依然造福中国人民。

本文纪念中国第一台太阳能热水器诞生60周年！向中国第一代太阳能研究者致敬！祝我国太阳能产业继续发展，造福人类！

-天大1895 -

文本来源/方成超

底图制作/李佳琪，杰克

封面摄影/腾飞

今/庞颜马