啥？空气还能制冷？一文了解十大制冷技术

制冷技术在日常生活和工业生产中扮演着重要角色。随着科技进步和环保意识的提升，各种新型制冷技术不断涌现。本文将简单介绍太阳能制冷、燃气驱动制冷、余热制冷、磁制冷、热声制冷、地热制冷、激光制冷、空气制冷、蓄冰空调制冷及蓄能空调制冷等前沿技术。

一、太阳能制冷

太阳能制冷技术利用太阳能集热器收集能量，驱动不同类型的制冷系统，主要包括以下几种。

吸收式制冷  

利用溴化锂-水或氨-水系统，通过液态冷剂的相变潜热实现制冷，是目前应用最广泛的太阳能空调方式。其优势在于可直接利用太阳能热能，但需配合高效集热器。

吸附式制冷  

以活性碳-甲醇、分子筛-水等为工质对，通过加热脱附、冷凝、吸附、蒸发等环节实现制冷。适用于间歇性运行场景，如偏远地区的小型制冷设备。

除湿空调系统  

基于干燥剂除湿和蒸发冷却，适合利用太阳能。通过降低空气湿度间接降低体感温度，特别适用于高湿环境。

喷射式制冷  

通过太阳能集热器加热低沸点工质（如氨或R134a），产生高压蒸汽驱动喷射器，吸引低压蒸汽进入冷凝器实现制冷。无需机械压缩机，但效率较低，适合与太阳能结合使用。

冷管式制冷  

间歇式制冷系统，由太阳能冷管、集热箱等组成，属于特殊的吸附式制冷。利用冷管内的工质自然循环，无运动部件，可靠性高但效率有限。

半导体制冷  

由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备和半导体制冷装置组成，实现全天候制冷。适用于小功率场景，但能耗较高。

二、燃气驱动制冷

燃气驱动制冷系统以天然气为能源，驱动压缩式制冷或吸收式制冷，具有节能、延长压缩机寿命等优点。主要类型包括：

天然气发动机驱动的压缩式制冷  

用天然气发动机代替电动机，灵活调节制冷能力，提高部分负荷效率。适合工业或大型商业建筑。

热驱动的吸收式制冷  

利用天然气燃烧热或废热驱动，以发生器、吸收器和溶液泵代替压缩机，实现制冷。适合余热资源丰富的场景。

干燥剂除湿系统  

在不冷却空气下直接除去空气水分，联合冷却系统可灵活控制空气湿度和温度，降低制冷负荷。适合高湿地区。

三、余热制冷

余热制冷技术利用汽车等设备的余热驱动制冷系统，主要包括：

吸收式制冷技术  

以溴化锂水溶液为工质，利用汽车发动机余热驱动，解决设备体积和重量问题。适合车载空调系统。

喷射式制冷  

由蒸汽喷射器、蒸发器和冷凝器组成，依靠蒸汽喷射器的抽吸作用实现制冷。无需复杂机械结构，适合小型化设计。

四、磁制冷

磁制冷技术利用磁热效应，即磁制冷工质在等温磁化时放热，绝热去磁时吸热，实现制冷。其特点包括：

低温磁制冷：采用磁性物质作为制冷工质，无温室效应，已广泛应用于科研设备（如极低温实验室）。

室温磁制冷：运动部件少，机械振动和噪声小，可靠性高，但目前仍处于实验室研究阶段，面临材料成本高、磁场强度需求大等挑战。

五、热声制冷

热声制冷技术利用热在弹性介质中引起的声学自激振荡，实现热从低温输送到高温的泵热过程。其特点包括：

• 使用惰性气体和其混合物作为工质，无污染。

• 无密封润滑，无运动部件，寿命长，但效率较低，适合特定实验场景。

 六、地热制冷与热泵技术

地热制冷  

利用地热蒸汽或热水驱动吸收式制冷系统（如溴化锂-水系统），适用于工业或大型建筑。需注意高温地热资源的开发限制。

地源热泵（GSHP）  

通过热泵从浅层地能（土壤、地下水等）中提取热量或冷量，提升温度后用于供暖或制冷。优点包括经济环保、运行稳定，但受地质条件和水源水质影响较大。

七、激光制冷

激光制冷技术包括多普勒制冷和反斯托克斯荧光制冷：

多普勒制冷：通过激光光子阻碍原子的热运动，达到冷却物体的目的。目前主要用于原子物理实验，制冷功率极低。

反斯托克斯荧光制冷：利用反斯托克斯效应，通过散射与入射光子的能量差实现制冷。仍处于实验阶段，尚未应用于实际设备。

八、空气制冷

九、蓄冰空调制冷

蓄冰空调采用低凝固点的制冷剂（如水或盐水溶液），通过夜间低电价时段制冰，白天融冰释放冷量。优点包括平衡电网负荷，但需考虑储冰槽的体积和保温性能。

十、蓄能空调制冷

蓄能空调系统通过显热或相变材料储存冷量，转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差。其与常规空调系统的根本不同点在于需对运行周期内的逐时冷负荷进行均衡配置。常见形式包括：

显热蓄能：利用水箱或岩石储冷，成本低但体积大。

相变蓄能：利用盐类或石蜡材料的相变特性，储能密度高但成本较高。

这些新型制冷技术不仅提高了能源利用效率，还减少了环境污染，为可持续发展提供了有力支持。随着技术的不断进步，未来制冷领域将更加高效、环保。