余热制冷（余热制冷和磁制冷）

做空调的，很多人只知道压缩机制冷或者吸附式制冷，还有好多人不知道，其实还有很多其他制冷方式，比如太阳能制冷、热声制冷、余热制冷等，今天就让我们好好认识一下余热制冷和磁制冷。

余热制冷

一、什么是余热制冷？

余热制冷是利用生产过程中的气体或废气、废液，以及某些动力机械排出的热量作能源，驱动压缩式或吸收式制冷机制冷的技术。

二、余热制冷原理是什么？

它是一种吸收式制冷。这种热能主要是低位热能，是靠消耗热能采作为补偿的。它用溴化锂作为工质的吸收式制冷。溴化锂溶液只是吸收剂，其中水才是真正的制冷剂，利用水在高真空下低沸点汽化，吸收热量达到制冷目的。

余热制冷和磁制冷，让我好好认识一下你的真面目！

三、余热制冷分类

余热制冷方式较多，以汽车预热制冷技术为例：有喷射式，吸收式，混合式等方式。

1、吸收式制冷技术：

余热驱动吸收式制冷装置以溴化锂水溶液为工质，各换热器独立安装于车厢底板下且位于同一平面内，利用特殊设计的连接管道连接形成密闭回路，合理利用车上的有限空间，解决现有汽车发动机余热驱动吸收式制冷设备因体积和重量过于庞大而无法应用于车辆上的问题。

2、喷射式制冷：

由蒸汽喷射器、蒸发器和冷凝器（即凝汽器）等设备组成，依靠蒸汽喷射器的抽吸作用在蒸发器中保持一定的真空，使水在其中蒸发而制冷。

四、余热制冷发展和应用

1、韩国忠北大学提出的高低温双热电发生装置的余热回收系统，可提高燃油经济性10% 以上。试验证明在室温30℃的环境下，4 cm4 cm Bi2Te3 热电模块高温端在100℃～ 200℃时，能产生6.7 V/3.39 A；1.44 ～ 5.68 W 的电能。在改善燃油经济性和混合动力汽车的研究方面发挥了巨大的潜力。

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2）、Ford 汽车公司利用发动机废气余热发电技术设计了暖通空调系统（HVAC）来改善轻型车的舒适性，提高了能源的利用效率。该系统的能源利用系数设定在制冷系统cop>1.3,热泵系统cop>2.3,并且优化了热点转化材料的转换优值ZT,提高了热点转换效率。

五、余热制冷应用前景和方向

目前，吸收式/余热制冷正在向着小型化、高效化的方向发展，各国对吸收式技术的开发研究主要集中在联合循环、余热利用、吸收式热泵、吸收和发生过程的机理研究、换热结构和换热表面、界面活性剂及缓蚀剂、机组优化设计及经济性分析、系统的特性仿真等方面。吸收式制冷已经成为制冷技术的主要发展方向之一，有着非常广阔的前景。

磁制冷

一、什么是磁制冷？

制冷就是利用磁热效应，又称磁卡效应的制冷。磁热效应是指融制冷工质在等温磁化时向外界放出热量，而绝热去磁时温度降低，从外界吸收热量。磁制冷技术中的制冷工质是固态的磁性材料。

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二、磁制冷基本优势

1、无环境污染。

由于工质本身为固体材料以及可用水来作为传热介质，消除了因使用氟利昂、氨及碳氢化合物等制冷剂所带来的破坏臭氧层、有毒、易泄漏、易燃、易爆等损害环境的缺陷；

2、高效节能。

磁制冷的效率可达到卡诺循环的30%~60%，而气体压缩制冷一般仅为5%~10%，节能优势显著；

3、易于小型化。

由于磁工质是固体，其熵密度远远大于气体的熵密度，因而易于做到小型化；

4、稳定可靠。

由于无需压缩机，运动部件少且转速缓慢，大幅降低振动与噪声，可靠性高，寿命长，便于维修。

5、其应用范围广。

从K、m K 直到室温以上均适用；在低温（制取液氮、液氦、液氢）领域和高温（特别是近室温）领域都有广泛应用前景；

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三、磁制冷研究现状

2001年美国宇航公司(AstronauticsCooperation of America)联合Ames实验室开发成功了采用永磁体提供磁场的回转式磁制冷机,成为第一台室温磁制冷的制冷机。当前，低温区（20 K 以下）磁制冷的研究已比较成熟并实用化。高温区磁制冷还处于试验研究开发阶段，目前 80 K 至室百思特网温的磁制冷技术是研究的热点。

研究出低成本且具有巨磁卡效应的材料以及利用NdFeB 等永磁体产生外场（不用结构复杂而昂贵的超导磁体）是室温磁制冷关键。

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四、磁制冷面临的主要困难

1、每次磁制百思特网冷循环所产生的温差还不够大，只有1～3 K，磁性材料磁熵太小；

2、热交换速度不够快，使制冷周期延长百思特网，整个循环效率下降；

3、室温条件下，不利用超导技术，仍利用电磁铁或稀土永磁材料产生磁场，则两磁极面总存在空气隙，进入磁场的磁制冷材料有限，这要求有绝热效果好的隔热层。

五、磁制冷应用前景

磁制冷技术具有节能环保的特点，非常具有开发潜力，因此应用前景广阔，可用于家用、商业、工业生产、汽车空调、超级市场、医疗卫生事业及其他用途的制冷。

磁制冷技术要真正得以广泛应用,还需要在高性能磁性材料的开发、磁体和磁场结构的设计、蓄冷及换热技术的改进、磁制冷装置的设计等方面取得新的突破。

在极低温和液化氦等小型装置中，其高效、无污染、无噪声等众多特点使其在未来的太空开发和民用需要方面让人充满期待；在要求制冷源设备重量轻、振动和噪音小、操作方便、可靠性高、工作周期长、工作温度和冷量范围广的国防领域也有很好前景