中低温余热利用技术对于提高能源利用效率、降低碳排放、最终实现零碳社会具有重要作用。中低温余热一般是指温度不超过400℃的热能，其主要来源为冶金、化工、电力等生产过程。

有机朗肯循环发电（Organic Rankine Cycle，简称 ORC）是一种利用低品位热能（如中低温余热、地热、太阳能、生物质能等）进行高效能量转换的热力循环系统。与传统的水蒸汽朗肯循环相比，ORC 使用有机工质（如R123、R245fa、R1233zd 等）作为工质，因其具有较低的沸点和更优的热力学性能，特别适用于中低温热源（约 80°C–200°C）下的能量回收和发电。本组在ORC系统的与不同能源形式的耦合应用、工质选择以及部件的改进方面具有研究。

新型高效储换热设备和材料在中低温余热利用中起到关键的作用。中低温余热因为温度和能量密度较低，导致传统的储热、换热技术在效率、响应速度和经济性方面存在明显不足，因此，针对中低温余热的储换热设备和材料的研发尤为关键。本组在新型介质换热器，利用相变材料、热管技术等的高效换热系统开发中已有相关的布局。

热泵技术是一种利用电能将低品位热能从热源端转移到需求端的设备。根据热源类型，热泵主要可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵等种类热泵。近年来，热泵技术已广泛应用于住宅、商业、工业、农业及军用等领域，既可用于建筑供暖、制冷、热水供应，也可在工业生产中提供干燥、加热、冷却及蒸汽供应。此外，热泵体积可缩小至适用于新能源汽车、轮船等移动载体的能源系统。

热泵运行需消耗电能，因此，其经济性在电价较低、享受电价优惠政策，与太阳能、光伏、风电、储能等可再生能源项目结合时更具优势，这与本组的优势研究方向有深度的契合。热泵技术在全球能源转型和“双碳”目标的推进下，正逐步成为清洁供暖及余热回收的解决方案之一。2025年4月，国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家能源局等6部门联合印发《推动热泵行业高质量发展行动方案》（发改环资〔2025〕313号，以下简称《行动方案》）。《行动方案》明确热泵推广应用的主要方向和重点任务，对推动重点领域节能降碳和经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。随着政策支持和技术进步，未来热泵在工业、建筑、农业等领域的应用将进一步扩大，助力构建低碳、高效、可持续的能源体系。

本组在热泵领域的研究主要集中在：

（1）高能效比（COP）、大温差的高温工业热泵。针对工业领域对于蒸汽的需求，研发稳定运行并能够提供120-160℃的工业蒸汽的高温热泵；

（2）探索不同应用场景和系统集成方法。探索将热泵技术与包括太阳能光热、光伏、风电、绿氢、绿色甲醇在内的可再生能源结合，构建综合能源系统，实现冷、热、电、洁净水联供，提供低成本的综合能源解决方案。