太陽能集熱器是利用太陽能制冷的關(guān)鍵部件,它的集熱性能好壞在很大程度上決定了系統(tǒng)制冷過程總的COP值。但是,實(shí)用性好的太陽能集熱器除了要考慮制冷過程的COP值,還要考慮工作時(shí)的穩(wěn)定性、安全性、維護(hù)管理難度以及使用壽命等因素。目前,采用高性能的平板集熱器較好解決了與建筑一體化問題,最大限度提升建筑的美觀,采用高溫平板技術(shù)也提升了平板集熱器高品質(zhì)的特性。利用隔熱膜等相關(guān)保溫技術(shù)使平板集熱器性能得到極大的發(fā)揮。太陽能高溫平板吸收式空調(diào)制冷系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件除了平板集熱器外以外,冷凝器與蒸發(fā)器的性能對(duì)系統(tǒng)的高效運(yùn)行亦非常重要。冷凝器的冷凝方式和結(jié)構(gòu)類型是一個(gè)不容忽視的部分,主要的冷凝方式為冷卻水在冷凝器吸熱,由水泵輸送到外部空氣冷卻器放熱,并往復(fù)循環(huán)。對(duì)于冷凝器,可以采用較大口徑的高肋翅片管來強(qiáng)化冷卻制冷劑氣體,提高冷凝器冷凝效果。對(duì)蒸發(fā)器而言,其設(shè)計(jì)的好壞直接影響制冷效果。必須使蒸發(fā)器具有足夠的換熱面積,保證蒸發(fā)器與冷媒水充分換熱。太陽能高溫平板吸收式空調(diào)制冷系統(tǒng)是間歇式系統(tǒng),不能夠連續(xù)制冷,不能滿足連續(xù)用能的需求,系統(tǒng)中加入一個(gè)輔助能源以保證夜間也能連續(xù)制冷,不過也增加能耗,因而系統(tǒng)制冷過程總的COP值較低。但是,與純粹利用電能為動(dòng)力的壓縮式制冷系統(tǒng)相比,可以非常明顯節(jié)約電耗。太陽能是典型的低品位不穩(wěn)定熱源,為保持制冷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,可以對(duì)吸收式制冷循環(huán)進(jìn)行改進(jìn),采用兩級(jí)或更多級(jí)的吸收制冷循環(huán),使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)的變工況適應(yīng)能力,但也使整個(gè)制冷裝置復(fù)雜化了,增加了管理維護(hù)的難度,制造成本也相應(yīng)提高了。制冷系統(tǒng)只是作為空調(diào)來使用,采用單級(jí)吸收制冷循環(huán)還是較為實(shí)用。吸收式制冷工質(zhì)對(duì)有數(shù)十種之多,工質(zhì)對(duì)的特性從根本上決定著制冷系統(tǒng)的效率和性能,因而選擇適合于空調(diào)制冷系統(tǒng)的工質(zhì)對(duì),是高溫平板式太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)實(shí)用化的關(guān)鍵。以溴化鋰-水為工質(zhì)對(duì)的吸收式制冷系統(tǒng),由于可以直接利用太陽能低品位熱源作動(dòng)力而不需使用壓縮機(jī),溴化鋰-水(LiBr-H2O)無毒害和污染,沒有爆炸危險(xiǎn),運(yùn)行安全等特點(diǎn),作為高溫平板式太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)的工質(zhì)對(duì)無疑是可行的,并且性能優(yōu)越。相對(duì)于使用具有一定毒性的活性碳-甲醇、氯化鈣-氨為工質(zhì)對(duì)的制冷系統(tǒng),在以人為主要服務(wù)對(duì)象、特別強(qiáng)調(diào)安全性的空調(diào)來說,作為制冷系統(tǒng)的工質(zhì)對(duì)無疑是首選之一。
太陽能空調(diào)的原理實(shí)際上是吸收式制冷:吸收式制冷是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)來進(jìn)行的。這兩種物質(zhì)在同一壓強(qiáng)下有不同的沸點(diǎn),其中高沸點(diǎn)的組分稱為吸收劑,低沸點(diǎn)的組分稱為制冷劑。常用的吸收劑—制冷劑組合有兩種:一種是溴化鋰—水,通常適用于大型中央空調(diào);另一種是水—氨,通常適用于小型空調(diào),這種二元溶液廣泛用于太陽能空調(diào)中。