为实现吸收循环冷水大温差制冷系统节能运行,提出简单吸收循环、双蒸发器循环及双蒸发器双吸收器循环3个方案,分别建立了各方案的联合卡诺循环模型,并根据可逆过程热力学原理,完成了理论COP的推导,定量分析和比较了各方案.

通过对比分析国标GB/T18430.1和美标AHRI 550/590,认为前者不适合对工业用途冷水机组进行有效的性能评定。因此,一个简单的方法被提出来,以计算工业用冷水机组部分负荷的平均性能系数来作为设计选型的参考依据。

用R134a和R22作为制冷剂在相同的水源热泵系统里进行实验，对比研究了各自的性能及其冷凝出水范围。实验结果表明：在相同的蒸发进水温度和冷凝出水温度下R22有着较高的制热量，高约30％，但是R134a的COP相对较高，高约5％；特别是在高温时R134a的压比以及功耗都在正常的工作范围内。

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵系统。在常州的冬季及春季分别对试验样机的运行特性进行研究。试验结果表明：系统在冷暖联供的工况下,即同时产生生活热水和冷冻水,整个过程平均COP为6.0;在冬季,太阳辐射强度为354 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为4.32;模拟系统供暖,即将循环水从40℃加热至45℃时,测试结果中最低COP为5.07。在春季,太阳辐射强度为856 W/m~2时,系统制生活热水平均COP为5.78。夏季时,系统同时生产冷热水用于生活热水和供冷的需求;冬季时,由于太阳能的辐射,提高了系统的蒸发温度,热泵的性能因此得到提升。

基于CO2作制冷剂应用于热泵系统的优良特性,搭建空气源热泵热水系统试验台,进行了单根毛细管、双毛细管、3根毛细管并联组合分别作为节流元件的对比试验,结果表明采用3根毛细管并联组合节流时具有全天候平均COP最高,并得出各温度阶段适用毛细管组合规律,为提高CO2热泵热水器制热能效提出理论依据。

基于R134a压焓图和Cleland计算模型,分析了低温环境下运行参数对两级压缩一次节流中间不完全冷却空气源热泵系统性能的影响。结果表明：冷凝温度和蒸发温度是影响系统COP的主要因素,且蒸发温度影响更大;冷凝器出口处过冷度对系统COP和低压级制冷剂流量的影响较小,高压级制冷剂流量随过冷度的增加而减少,且减少幅度随蒸发温度和冷凝温度的升高而逐渐增大;系统蒸发器出口处过热度几乎不影响COP;高压级压缩机的排气温度随蒸发器出口处的过热度增加而增大;而高、低压级制冷剂流量随蒸发器出口处过热度的增加而降低,且降低幅度随蒸发温度的降低逐渐降低,但基本不受冷凝温度的影响。

针对北京地区空气源热泵散热器供暖系统进行了实测研究,对系统运行期间的各房间空气温度、机组供回水温度及散热器表面温度、系统供热量、耗电量进行了实测。测试结果表明,该系统能够满足室内热舒适性的要求,室内温度维持在15℃以上,且温度分布均匀;供热系统性能稳定,供热量和制热性能系数COP都能保持在稳定状态,测试期内供热系统的COP约为2.8。

重力再循环制冷系统通过提高蒸发器内工质的流速来强化换热，通过热虹吸原理让工质实现再循环，使管内壁的润湿程度得到提高，有效降低了工质气体与管内壁的接触程度，从而提高工质侧的换热系数。通过在再循环系统试验装置上的改造，实现再循环制冷系统与直接膨胀系统的切换。试验对比了2种系统的传热温差、传热系数、制冷量、COP等参数。结果表明，相比于直接膨胀制冷系统，再循环制冷系统蒸发压力得到明显的提高，因此，再循环制冷系统的库内空气能达到更低的温度；在库内温度为-5~-20℃的过程中，再循环制冷系统传热系数提高了57%~115%，制冷量提高了11%~26%，COP提高了8%~20%。

为了对比CO2与常规工质在单级压缩制冷循环中的性能,运用当量温度法理论对两者进行了分析。分别比较了当量蒸发温度为0℃或当量冷凝温度为40℃时,CO2与常规工质在单级压缩制冷循环中的COP和制冷量、制热量随当量冷凝温度和当量蒸发温度的变化情况;计算了不同吸气过热度下回热循环与基本循环的制冷系数的比值。结果显示,基本的单级CO2跨临界循环的性能和制冷量、制热量低于常规制冷循环;在添加回热器后,CO2跨临界循环系统的性能得到了很大的提高。

介绍制冷与热泵产品的热力学完善度的原理和计算方法,比起常规应用的EER或COP性能参数,热力学完善度具有稳定性、可比性、相对性、统计性和合理性等特点,可用于同类产品或相似产品在不同工况下的性能比较。文中给出了热力学完善度的应用实例。