余热再利用是实现双碳目标的重要途径之一，其中大量的低品位余热要用热泵回收。热泵可以从低温余热中取热，产生较高温度输出热量，与水泵从低位抽水到高位类似，实现了热量从低温到高温的传递。这个过程不能自发实现，需要输入高品位能源驱动。驱动能源可以分为电能和高温热能，根据驱动能力不同，热泵又分为以压缩式热泵为代表的电动热泵、以吸收式热泵为代表的热能驱动热泵。在节能市场上，压缩式热泵和吸收式热泵是两条主流的技术路线，本文对这两种热泵进行对比分析，提出各自的选用原则和适用领域。
需要提前说明一点，所谓的“电能驱动”压缩式热泵和“热能驱动”吸收式热泵，并不是准确的说法。实际上，压缩式热泵的驱动能源为机械能，吸收式热泵的驱动能源为高温热量和中温输出热量之间的温度差。下面详细说明。
压缩式热泵
压缩式热泵产生提热效果的基础是压缩机转动，提供转动机械能最常见的设备是电动机，因此电动压缩式热泵成为这类设备的典型。同理，以高压蒸汽驱动汽轮机转动、带动压缩机，也能形成提热效果；以高位水流带动水轮机转动也可以驱动压缩机，带来提热效果。
因此，压缩式热泵的驱动本质是机械能，而一般冠以“电能驱动”的原因有三：一是电能是最常见、最易获取机械能的能源，具有代表性；二是其他可以驱动压缩机转动的能源，如高压蒸汽、高位水流等，都是应用了可以转化为电的能量，与电能在品位上类似；三是其他非电的压缩机驱动能源，都可以先转化为电力，再用电动机驱动，如高压蒸汽可以先发电（热电厂基本流程）、高位水流可以先发电（水电站基本流程）。这与热能驱动的吸收式热泵是完全不同的。举例来说，采用蒸汽驱动的压缩式热泵，虽然驱动能源看起来是热能（蒸汽），但是只用了其中可以转化为电力的膨胀功部分，蒸汽热量中比例很大的冷凝热没有利用，因此也是属于“电能驱动”的范围。
吸收式热泵
吸收式热泵以高温热量驱动、回收低温热量，输出中温热量，其驱动的本质是高温热量与中温输出热量之间的温度差。
温差足够大，才能实现热泵的提温功能。因此，并不是说有高温热量驱动，就可以回收余热；如果需要输出的中温热量的温度很高、与驱动热之间的温差小，同样不能回收低温热量。因此，只有驱动温度和输出温度之间的温度差足够大，才能产生热泵提温的效果；同理，即使驱动温度低，但是产生的中温热温度更低，温差足够，也可以产生余热回收的效果。比如节能领域常见的余热制冷机，采用70℃的工业余热做驱动，产生30℃的冷却水（放出的中温热），可以制取7℃的冷水（从7℃环境中吸收低温热）。因此，驱动热量和中温热量的温度差，才是吸收式热泵的核心。
两种热泵的驱动本质明确后，我们就可以分析出压缩式热泵和吸收式热泵的适用范围，下面分几种情况进行分别说明。
场景一——原有传热过程存在很大传热温差，余热量相对较小：
过大的温差在传热工艺中普遍存在。理想的传热过程是多级、小温差（近零温差）传热，这样基本没有能量品位损失，但现实中很难实现。很多传热过程都是简单粗暴的，采用高温热量直接换热，输出合适温度的热量。
这种换热工艺下，如果有余热可以利用，优先选择吸收式热泵，利用原工艺的高温热量驱动，回收低温余热，输出合适温度的热量。与原工况相比，可以认为余热回收过程基本没有增加能耗，利用原工艺浪费的热量品位差，产生了回收余热的效果，经济性最佳。
有人认为，吸收式热泵COP低，单效机只有1.7，双效机也不过2.3；压缩式热泵COP可达5以上，采用更少的驱动就可以回收更多的余热，经济性肯定更好。这种算法并不适用在余热量相对较小的场景中。余热量小，两种热泵都可以回收全部余热，此时压缩式热泵高COP的特点发挥不出来。原因在于，回收余热量一样，压缩式热泵COP高，输出的热量少、温差小，出水温度低，不满足用热需求，还需要用高温热量补充到需求温度；而吸收式热泵COP低，输出的热量多、温差大，出水温度高，虽然也不能满足用热需求，但是加热到相同的需求温度，输入的高温热量少。从整个系统输出热的能量构成来看，吸收式热泵系统总供热量=余热+驱动热量（高温热量）+补充的高温热量=余热+高温热量，压缩式热泵系统总供热量=余热+驱动电能+高温热量，两者不同之处仅在于压缩式热泵用驱动电能替代了一部分高温热量，从目前的能源价格来说，单位热量的电价远高于热价。
这种传热温差大、余热量相对小的场景以集中供热为代表，采用采暖蒸汽、燃气等高温热源加热热网水，温差巨大；供热量大，而电厂汽轮机、锅炉烟气等余热热量相对较少。这种情况下，采用吸收式热泵就可以回收全部余热。如果用压缩式热泵，只考虑驱动电力转化为热的环节，277kWh的电量才能输出1GJ热量，按电价0.5元/kWh计算，热价为138.5元/GJ，远高于供热热价。因此，集中供热领域的余热回收适合采用吸收式热泵，只有在热量驱动能力不足、还有大量余热未利用的时候，才会采用压缩式热泵接力吸收式热泵，进行二级余热回收。
场景二——原有传热过程温差很小：
这种情况已经是很完善的传热过程，能源品位浪费很少，不适合采用热泵的方式进行余热回收。比如大型火力发电厂（不对外供热），采用多级抽汽、多级加热的方式加热30℃左右的蒸汽凝水，每级的传热温差都很小。这种工况下，不论是吸收式热泵还是压缩式热泵，都不适合。因为不管哪种热泵，都需要消耗较高品位的能源（电能和高温热能），余热利用效果仅仅是节省了温度较低的热量，不管从能量品位还是经济性的角度，都是得不偿失的。
场景三——余热量很大，用热量相对较少：
需要综合经济性分析。因为需要输出的热量相对较少，压缩式热泵COP高的特点就可以充分发挥出来。采用压缩式热泵，驱动的电能价格高，但COP高，可以回收大量余热；采用吸收式热泵，驱动的热能价格低，但COP低，供热量中余热比例少。因此，不能仅依靠热泵COP或驱动能源价格的高低判断两者的适用性，而是要根据输出热量的单位成本选择合适的热泵。
场景四——高温热量品位很高：
吸收式热泵并不是驱动温度越高越好。以溴化锂吸收式热泵为例，溴化锂溶液温度超过165℃后，腐蚀性急剧升高，因此在运行时，一般会把溶液温度控制在165℃以下，如果热源温度超过165℃，只是减少了发生器的换热面积，并不能带来更大的好处；此外，有些余热回收场景的工况很好，较低品位的热量即可驱动，品位过高还需要关阀节流，降低蒸汽压力或热源的平均温度。因此，在燃气、高压蒸汽等供热场景，直接应用吸收式热泵有些浪费热源品位，可以采用压缩式热泵和吸收式热泵混合流程，热源的高品位部分驱动压缩式热泵，利用高COP的特点多回收余热；品位降低后的热量作为吸收式热泵的驱动，进一步回收余热。这种混合式热泵流程相对复杂，但实现了热源的梯级利用，相同的热量可以回收更多的余热。
上述几种条件只是众多热泵余热回收场景的一小部分，热泵的选取需要具体问题具体分析。总的来说，利用热泵回收低品位余热，是降碳、节能、增效的一个重要措施，应用领域广泛。在目前的能源结构下，吸收式热泵是主流的，但在特定情况下，两种热泵接力使用会有更好的经济性。综合而言，余热利用条件千差万别，需要根据现场参数和需求进行个性化定制，才能用好两种热泵，实现更好的经济效益和社会效益。
