高效率、低能耗、超低溫......這種余熱制冷技術你了解嗎？

　　摘要：在工業領域，很多流程會用到制冷工藝。常見的制冷方法包括電動壓縮式制冷、余熱驅動吸收式制冷等，均有各自的優缺點。壓縮式余熱制冷技術結合了二者的優點，實現了高效率、低能耗、超低溫的特點，降碳效果明顯。

　　很多類型的工業生產有用冷需求，同時還有高溫熱量的需求（如蒸汽、燃氣、高溫熱水等）。伴隨高溫熱量的消耗，生產過程還會排出一定溫度的余熱。在這種條件下，冷量供應常常采用兩種方式，一是電力驅動的壓縮式制冷，二是余熱驅動的吸收式制冷。這兩種技術有各自的優缺點和適用范圍。

　　電動壓縮式制冷機：這種制冷機以電力驅動，是最常見的制冷方式。電力的能源品位非常高，因此制冷能力很強，可以制取很低溫度的冷量，適用范圍大，在絕大部分制冷場景都可以應用。

　　這種制冷方式的缺點是使用電力，一方面耗電量大，電力增容費很高，初投資增加；另一方面，電價較高，運行成本增加，特別是制冷溫度越低、與冷卻水溫差越大，制取單位冷量的耗電量越大。因此，在實際項目中，電動壓縮式制冷機僅制取滿足工藝需求的溫度即可，盡量降低運行費用。生產工藝中有較高溫度的余熱排放場景中，這種制冷方式就不適合了，采用余熱驅動吸收式制冷機更加節能、低碳。

　　余熱驅動吸收式制冷機：很多工業生產流程會產生70℃以上的余熱。這部分余熱對工藝生產是沒有用的，但是對于制冷工藝，是很好的驅動能源。采用余熱制冷，需要使用吸收式制冷機，利用內部的溴化鋰溶液/水工質對，產生制冷效果。

　　余熱驅動吸收式制冷機的優點突出，運行成本極低，主驅動能源是零成本的余熱，僅有動力泵等輔助設備耗電，經濟性極好。

　　余熱驅動吸收式制冷機的缺點也很明顯：余熱溫度較低，制冷能力受限，冷水水溫不能太低。一般來說，80℃以上的余熱，可以產生7℃左右的冷水；65-80℃之間的余熱，可以產生10℃以上的冷水；65℃以下的余熱，無法作為制冷機的驅動能源。在某些場合，需要的冷水溫度低于余熱制冷機可制取的溫度，就沒辦法使用，只能采用運行費用較高的電動壓縮式制冷機。

　　綜上所述，這兩種常用的制冷機都有各自的優缺點，適用范圍各不相同：

　　電動壓縮式制冷機制冷能力強，出水溫度低，適用范圍廣，但是能耗大、運行費用高；余熱型吸收式制冷機的運行費用低，但是制冷能力受限制，無法制取超范圍的低溫冷量，限制了其使用范圍。在有工藝余熱，但余熱制冷溫度無法滿足要求的情況下，直接使用電動壓縮式制冷機，能耗大，余熱資源也沒有得到有效利用。在這種環境中，使用壓縮式余熱制冷技術是一個很好的選擇。

　　壓縮式余熱制冷技術：該技術是壓縮式制冷機與吸收式制冷機的組合設備，結合了二者的優點，并進行了優化。吸收式制冷機可以利用免費的余熱驅動，但制冷溫度不夠；壓縮式制冷機的優點是可以產生溫度足夠低的冷水，但是冷水溫度越低、與冷卻水之間的溫差越高，消耗電力越高。

　　結合兩種制冷機的特點，把吸收式制冷機作為基礎制冷循環，充分利用免費的余熱資源，產生一定溫度的冷量作為壓縮式制冷機的冷卻源；再利用壓縮式制冷機進一步制冷，產生適合工藝生產的冷量。吸收式制冷機產生的冷量作為壓縮式制冷機的冷卻源，大幅度減小了壓縮式制冷機的制冷溫度和冷卻溫度之間的溫差，驅動電力大幅度降低，達到很高的COP。同時，采用降膜式蒸發冷凝器作為兩個制冷循環的連接部件，形成一體化的壓縮式余熱制冷機，取消了內部循環泵、輸送管道的流程，降低了造價、減少了泵耗、優化了工況，經濟性進一步提升。綜合來說，壓縮式余熱制冷機充分利用了余熱資源，大幅度降低電力消耗，節能效果明顯。單臺設備制冷范圍在500kW-30MW，COP達到10左右，比常規電動壓縮式制冷機節能50%以上。

　　因此，在有余熱的工業制冷領域，有電動壓縮式制冷機、余熱吸收式制冷機和壓縮式余熱制冷機等多種選擇。在工況合適的情況下，優先選擇余熱吸收式制冷機，其次選用壓縮式余熱制冷機。只有在余熱溫度太低或者沒有余熱的場景，再選擇電動壓縮式制冷機。