在能源日益紧张、环保要求不断提高的今天，如何高效利用能源、减少浪费成为全球关注的焦点。其中，“余热制冷”作为一种将工业生产或能源转换过程中产生的废弃热能转化为冷量的技术，正展现出巨大的潜力和价值，成为制冷领域一颗冉冉升起的绿色新星。

一、 何为余热制冷？

余热制冷，又称“热驱动制冷”或“吸收式/吸附式制冷”，其核心原理与传统电力驱动的压缩式制冷截然不同。它并非直接消耗电能来压缩制冷剂，而是利用各种低温热源（通常为60℃至200℃）作为驱动能源。这些热源往往是工业生产中的副产品，如工厂锅炉排放的烟气、工业炉窑的散热、内燃机或燃气轮机的排气、太阳能集热器产生的热水，乃至地热等。通过特定的工质对（如溴化锂-水、氨-水等）和热力循环，这些原本被排放到环境中的“废热”被重新利用，驱动制冷系统产生冷却效果。

二、 关键技术路线

目前，主流的余热制冷技术主要包括：

1. 吸收式制冷：这是最成熟、应用最广泛的余热制冷技术。它利用两种沸点不同的物质组成的溶液（如溴化锂水溶液，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂）的特性。在发生器中，利用余热加热溶液，使制冷剂（水）蒸发分离；蒸汽在冷凝器中冷凝后，在蒸发器内低压环境下蒸发吸热，产生冷量；蒸汽被吸收剂溶液吸收，重新变为稀溶液，完成循环。溴化锂吸收式制冷机特别适合用于大型中央空调系统。

1. 吸附式制冷：利用固体吸附剂（如硅胶、沸石、活性炭等）对气体制冷剂（如水、甲醇、氨）的吸附与解吸过程来实现制冷。在吸附床内，当余热加热吸附剂时，制冷剂解吸（脱附）出来，经冷凝后储存；停止加热后，吸附剂温度下降，重新吸附制冷剂蒸汽，使其在蒸发器中蒸发吸热。该系统结构相对简单，无运动部件，更适用于中低温余热回收和小型化、间歇性供冷的场景。

1. 其他技术：如喷射式制冷、热电制冷（温差电制冷）等，也在特定领域有所应用。

三、 核心优势与价值

余热制冷技术的蓬勃发展，源于其多重显著优势：

• 节能降耗，提高能源总利用率：它将原本废弃的低品位热能转化为有价值的冷量，实现了能源的梯级利用，可显著降低对电力的依赖。对于有稳定废热源的企业，安装余热制冷系统可以替代或部分替代电空调，直接节约大量电费，降低运行成本。

• 环保减排，助力“双碳”目标：一方面，减少用电意味着间接减少了发电厂（特别是火电厂）的化石燃料消耗和二氧化碳、污染物排放；另一方面，它本身不直接使用氟氯烃（CFCs）或氢氟碳化物（HFCs）等传统制冷剂，多数工质对环境友好（如水、氨、溴化锂溶液），臭氧消耗潜能（ODP）为零，全球变暖潜能（GWP）极低。

• 平衡电网负荷，提高能源安全：在夏季用电高峰，空调用电是导致电网负荷激增、甚至出现“电荒”的主要原因之一。推广余热制冷可以有效削减空调的峰值电力需求，缓解电网压力，提高能源系统的稳定性和安全性。

• 变废为宝，创造经济收益：对于钢铁、化工、水泥、纺织等高耗能行业，生产过程中产生的大量余热过去需要耗费成本进行冷却处理。余热制冷技术将这些“负担”转化为可供生产车间、办公楼降温或工艺冷却的宝贵资源，实现了从成本中心到价值中心的转变。

四、 应用场景与挑战

应用场景广泛：
- 工业领域：为化工厂、炼油厂、钢铁厂、数据中心等提供工艺冷却或环境空调。
- 商业与公共建筑：利用楼宇热电联产系统（CCHP）的余热或太阳能，为酒店、医院、商场等提供中央空调冷源。
- 交通运输：利用汽车、船舶发动机的排气余热，为驾驶舱或冷藏车厢提供制冷。
- 可再生能源结合：与太阳能热利用系统结合，实现太阳能空调。

面临的挑战：
- 初投资较高：相较于传统电制冷设备，余热制冷系统（尤其是吸收式机组）的初始投资成本通常更高。
- 对热源要求：需要稳定且具有一定温度和流量的余热源，热源的波动会影响制冷效率和系统稳定性。
- 系统效率：其热力系数（COP，制冷量与输入热量的比值）通常低于电动压缩机的能效比，但其比较的基础是“废热”，因此综合能源效益依然突出。
- 公众认知与政策支持：市场认知度有待提高，需要更有力的财政补贴、税收优惠等政策驱动。

五、 未来展望

随着“碳中和”成为全球共识，以及工业节能改造的深入推进，余热制冷技术的市场前景十分广阔。未来的发展趋势将集中在：

1. 技术创新：研发新型高效工质对、优化系统设计以提高COP、降低材料成本。
2. 系统集成与智能化：将余热制冷深度融入综合能源系统，与热泵、储热（冷）等技术耦合，并通过智能控制实现最优运行。
3. 小型化与模块化：开发适用于分布式能源和小型余热源的吸附式或小型吸收式制冷装置。
4. 政策驱动与市场培育：更强的法规标准和激励政策将加速该技术在工业节能和建筑领域的普及。

余热制冷是一项将节能、环保与经济性完美结合的可持续技术。它不仅是解决能源困境的一把钥匙，更是通向绿色低碳未来的一条重要路径。充分挖掘和利用无处不在的“余热”，我们就能在炎炎夏日中，收获一份来自工业脉搏的清凉。