微通道与3D打印拓扑优化换热器：

• 基于增材制造（3D打印）技术，可以制造出传统工艺无法实现的复杂内部流道与拓扑优化结构。这些结构能够化传热面积，优化流体扰动，实现更均匀的温度分布和更低的热阻。3D打印的紧凑式换热器，其体积和重量可能仅为传统管壳式的几分之一，而效能却大幅提升。

• 微通道铝制换热器已广泛应用于空气侧（冷凝器），其高的比表面积带来了的换热效率。下一代研究聚焦于将微通道技术应用于制冷剂侧，并与耐腐蚀涂层结合，以应对工艺冷却水的严苛要求。

功能涂层与表面改性技术：

• 亲水/疏水涂层：在冷凝器翅片表面应用持久性亲水涂层，可促进冷凝水迅速排走，降低风阻，提升换热效率。在蒸发器侧，特殊的疏水或低表面能涂层可抑制水垢的附着与生长，维持长效。

• 抗结垢与防腐一体化涂层：采用等离子喷涂、气相沉积等技术，在换热管表面形成一层陶瓷基复合材料（CMC）或非晶态合金涂层。这类涂层兼具高的硬度、化学惰性和低表面能，能同时抵抗腐蚀、冲刷和结垢，特别适用于化工行业腐蚀性冷却介质。

• 强化沸腾与冷凝的功能表面：通过激光蚀刻、纳米结构构筑等方法，在传热表面制造微纳米结构，成为气泡成核的优选位点，从而显著强化沸腾与冷凝过程，提升相变换热系数。

耐腐蚀合金与复合材料的普及：

• 针对化工制药中常见的腐蚀性环境（氯离子、有机酸、氨等），超级奥氏体不锈钢（如254 SMO）、镍基合金（如哈氏合金）、钛及钛合金在关键部件（如蒸发器、冷凝器管束、工艺水泵）中的应用日益增多。虽然初期成本高，但其超长的免维护寿命使其全生命周期成本更具优势。

• 纤维增强聚合物（FRP）复合材料在冷却塔壳体、水盘、风筒等非承压部件上广泛应用。它们重量轻、强度高、耐腐蚀、绝热性好，且易于成型，完全杜绝了钢材的锈蚀问题。

服务于环保制冷剂的材料适配：

• 新一代低GWP制冷剂（如R1234ze、R1233zd、R514A）以及自然工质（如CO₂、氨）的理化性质（溶解性、压力、温度）与传统的R134a、R410A不同。这要求配套的密封材料（如氢化丁腈橡胶HNBR）、润滑油（如POE、PVE油）以及电机绝缘材料进行相应升级，以确保长期的兼容性与可靠性。例如，CO₂跨临界系统的高运行压力（可达100 bar以上）推动了高强度不锈钢和新型密封结构的发展。

轻量化与紧凑化设计材料：

• 在保障强度与刚度的前提下，采用高强度铝合金、新型工程塑料替代部分钢制部件，实现整机轻量化，便于运输与安装，并可能降低驱动部件的负载。

相变材料（PCM）集成蓄冷：

• 将高潜热的相变材料（如特定熔点的盐类水合物、石蜡）集成到冷水机的蒸发器侧或水箱中，可在夜间电价低谷或机组运行时储存冷量，在白天高峰或机组效率较低时释放，平滑负荷、削峰填谷。这种“材料储冷” 方式比传统水蓄冷能量密度更高，体积更紧凑。

自感知与自修复材料（概念探索）：

• 自感知材料：在复合材料中嵌入分布式光纤传感器或导电网络，使换热器或管道本身能够实时感知应力、温度分布甚至微裂纹的萌生。

• 自修复材料：未来，仿生自修复涂层或聚合物材料，有可能在材料出现微损伤时自动触发修复机制，延长关键部件的服役寿命，这为端环境或难以维护的场景提供了革命性构想。