高效率、低能耗、超低溫......這種余熱制冷技術(shù)你了解嗎？

　　摘要：在工業(yè)領(lǐng)域，很多流程會(huì)用到制冷工藝。常見(jiàn)的制冷方法包括電動(dòng)壓縮式制冷、余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷等，均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。壓縮式余熱制冷技術(shù)結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高效率、低能耗、超低溫的特點(diǎn)，降碳效果明顯。

　　很多類型的工業(yè)生產(chǎn)有用冷需求，同時(shí)還有高溫?zé)崃康男枨螅ㄈ缯羝?、燃?xì)狻⒏邷責(zé)崴龋?。伴隨高溫?zé)崃康南?，生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)排出一定溫度的余熱。在這種條件下，冷量供應(yīng)常常采用兩種方式，一是電力驅(qū)動(dòng)的壓縮式制冷，二是余熱驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷。這兩種技術(shù)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

　　電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)：這種制冷機(jī)以電力驅(qū)動(dòng)，是最常見(jiàn)的制冷方式。電力的能源品位非常高，因此制冷能力很強(qiáng)，可以制取很低溫度的冷量，適用范圍大，在絕大部分制冷場(chǎng)景都可以應(yīng)用。

　　這種制冷方式的缺點(diǎn)是使用電力，一方面耗電量大，電力增容費(fèi)很高，初投資增加；另一方面，電價(jià)較高，運(yùn)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(shí)際項(xiàng)目中，電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)僅制取滿足工藝需求的溫度即可，盡量降低運(yùn)行費(fèi)用。生產(chǎn)工藝中有較高溫度的余熱排放場(chǎng)景中，這種制冷方式就不適合了，采用余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)更加節(jié)能、低碳。

　　余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)：很多工業(yè)生產(chǎn)流程會(huì)產(chǎn)生70℃以上的余熱。這部分余熱對(duì)工藝生產(chǎn)是沒(méi)有用的，但是對(duì)于制冷工藝，是很好的驅(qū)動(dòng)能源。采用余熱制冷，需要使用吸收式制冷機(jī)，利用內(nèi)部的溴化鋰溶液/水工質(zhì)對(duì)，產(chǎn)生制冷效果。

　　余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)突出，運(yùn)行成本極低，主驅(qū)動(dòng)能源是零成本的余熱，僅有動(dòng)力泵等輔助設(shè)備耗電，經(jīng)濟(jì)性極好。

　　余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的缺點(diǎn)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(lái)說(shuō)，80℃以上的余熱，可以產(chǎn)生7℃左右的冷水；65-80℃之間的余熱，可以產(chǎn)生10℃以上的冷水；65℃以下的余熱，無(wú)法作為制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)能源。在某些場(chǎng)合，需要的冷水溫度低于余熱制冷機(jī)可制取的溫度，就沒(méi)辦法使用，只能采用運(yùn)行費(fèi)用較高的電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)。

　　綜上所述，這兩種常用的制冷機(jī)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，適用范圍各不相同：

　　電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)制冷能力強(qiáng)，出水溫度低，適用范圍廣，但是能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高；余熱型吸收式制冷機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用低，但是制冷能力受限制，無(wú)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(wú)法滿足要求的情況下，直接使用電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)，能耗大，余熱資源也沒(méi)有得到有效利用。在這種環(huán)境中，使用壓縮式余熱制冷技術(shù)是一個(gè)很好的選擇。

　　壓縮式余熱制冷技術(shù)：該技術(shù)是壓縮式制冷機(jī)與吸收式制冷機(jī)的組合設(shè)備，結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)，并進(jìn)行了優(yōu)化。吸收式制冷機(jī)可以利用免費(fèi)的余熱驅(qū)動(dòng)，但制冷溫度不夠；壓縮式制冷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)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(jié)合兩種制冷機(jī)的特點(diǎn)，把吸收式制冷機(jī)作為基礎(chǔ)制冷循環(huán)，充分利用免費(fèi)的余熱資源，產(chǎn)生一定溫度的冷量作為壓縮式制冷機(jī)的冷卻源；再利用壓縮式制冷機(jī)進(jìn)一步制冷，產(chǎn)生適合工藝生產(chǎn)的冷量。吸收式制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量作為壓縮式制冷機(jī)的冷卻源，大幅度減小了壓縮式制冷機(jī)的制冷溫度和冷卻溫度之間的溫差，驅(qū)動(dòng)電力大幅度降低，達(dá)到很高的COP。同時(shí)，采用降膜式蒸發(fā)冷凝器作為兩個(gè)制冷循環(huán)的連接部件，形成一體化的壓縮式余熱制冷機(jī)，取消了內(nèi)部循環(huán)泵、輸送管道的流程，降低了造價(jià)、減少了泵耗、優(yōu)化了工況，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提升。綜合來(lái)說(shuō)，壓縮式余熱制冷機(jī)充分利用了余熱資源，大幅度降低電力消耗，節(jié)能效果明顯。單臺(tái)設(shè)備制冷范圍在500kW-30MW，COP達(dá)到10左右，比常規(guī)電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)節(jié)能50%以上。

　　因此，在有余熱的工業(yè)制冷領(lǐng)域，有電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)、余熱吸收式制冷機(jī)和壓縮式余熱制冷機(jī)等多種選擇。在工況合適的情況下，優(yōu)先選擇余熱吸收式制冷機(jī)，其次選用壓縮式余熱制冷機(jī)。只有在余熱溫度太低或者沒(méi)有余熱的場(chǎng)景，再選擇電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)。