为了探索CO2跨临界双级循环系统性能提高的方法，基于热力学循环分析方法，对CO2跨临界双级压缩循环建立了数学模型，并进行了理论分析．结果表明：在分析的几种循环中，2个气体冷却器双级循环最优高压最高，带中间冷却器和膨胀机双级循环最优高压最低；低压缩机效率对整个循环性能的影响要比高压缩机效率更为显著；带中间冷却器的循环存在最佳质量分配比；随蒸发温度增加，带中间冷却器的循环要比2个气体冷却器的循环最优中间压力变化要小；气体冷却器出口温度对循环性能的影响，要比蒸发温度的影响大；相同条件下，2个气体冷却器带膨胀机双级循环和带中间冷却器和膨胀机双级循环性能最优，2个气体冷却器双级循环性能最差，膨胀机循环性能要普遍优于节流阀循环性能．

为提高制冷空调和热泵性能，分别选取CO2，R134a，R1234yf和R11制冷剂，以单级循环和双级循环为研究途径，分析了不同工况下，排气压力、蒸发温度和冷凝温度等因素对循环性能的影响。研究结果为制冷空调和热泵优化设计及新产品的开发提供理论依据。

基于氟利昂制冷剂的ODP（臭氧层破坏势）和GWP（温室效应）问题,运用热力学方法,对CO2跨临界双级压缩带回热器循环TSCV＋TGC＋IHX与不带回热器循环TSCV＋TGC建立了数学模型,并基于Visual Basic程序基础,开发了两种双级循环性能分析平台。结果表明,相同对比条件下,循环TSCV＋TGC＋IHX平均性能比循环TSCV＋TGC高5%～10%,最优中间压力比循环TSCV＋TGC低约5%～15%。本研究为高效、节能的CO2跨临界循环热泵热水器产品的开发提供了基础资料。

分别对带回热器和不带回热器的CO2跨临界单级压缩循环进行了理论分析和实验性能测试。理论分析表明，与不带回热器循环相比，相同蒸发温度下，带回热器循环平均性能提高约4.55％；相同气体冷却器出口温度下，带回热器循环平均性能提高约5.23％。实验测试表明，带回热器循环制热量和制冷量分别平均提高约3.33％和5.35％，制热和制冷性能系数分别提高约11.36％和14.29％。

本文以R134a、R290和CO2制冷剂为研究对象,分别对三种单、双级循环的性能进行对比。结果表明,随蒸发温度增加、压缩机效率升高和冷凝器出口温度降低,所有循环性能均提高,单级CO2循环存在最优排气压力;用膨胀机代替节流阀可以显著提高CO2跨临界循环COP;低压级压缩机的效率比高压级压缩机对系统性能影响明显。双级循环中,CO2循环最优中间压力远高于其它两种循环。本研究为高效、节能的空调和热泵产品开发提供基础资料。

基于ANSYS软件并结合唐山地区气象资料和土壤特性,建立了该地区地源热泵U型埋管非稳态温度场的数学模型并进行了性能分析。不同工况和埋管间距周围温度场的模拟结果表明,该地区最佳埋管间距约为4 m,并确定了给定条件下的热作用半径及土壤特性与热平衡时间的关系。考虑到土壤年净负荷或机组运行多年后净负荷均不平衡,分别对地源热泵机组全年和多年运行对土壤温度的影响进行了模拟。本文为地源热泵设计和施工提供了基础资料。

本文以R134a、R290和CO2制冷剂为研究对象,分别对三种单、双级循环的性能进行对比。结果表明,随蒸发温度增加、压缩机效率升高和冷凝器出口温度降低,所有循环性能均提高,单级CO2循环存在最优排气压力;用膨胀机代替节流阀可以显著提高CO2跨临界循环COP;低压级压缩机的效率比高压级压缩机对系统性能影响明显。双级循环中,CO2循环最优中间压力远高于其它两种循环。本研究为高效、节能的空调和热泵产品开发提供基础资料。

在制冷空调和热泵行业,基于氟利昂制冷剂的ODP和GWP问题,使系统的节能和制冷剂的替代成为当代科技前沿的热点。本文通过调研以及理论分析,对当前常用制冷剂的基本物性和循环性能给出了一个较全面的分析,并且对润滑油基本物性以及制冷剂与润滑油互溶问题作了深入研究,为相关制冷剂的筛选和替代研究提供了理论基础。

对带中间冷却器的双级压缩制冷（TCEI）循环和带闪发器的双级压缩制冷（TCFI）循环进行了热力学分析与比较。结果表明：TCFI循环的最佳中间压力和最佳排气压力低于TCEI循环。在常规空调工况下，TCFI循环的COP高于TCEI循环。在蒸发温度从-10％变化到10℃时，TCFI循环和TCEI循环的COP相对基本循环平均提高幅度分别为32．3％和18．7％。

提出跨临界C02热泵和朗肯循环耦合实现凝汽器余热回收的方式。分别对郎肯循环、再热循环及跨临界CO2热泵和朗肯循环的耦合循环进行了热力学分析，分析表明：随着主蒸汽温度增加或乏汽温度降低，3种循环的效率均增加，朗肯循环平均效率为31．5％，耦合循环平均效率为35．5％，再热循环平均效率为33．5％；随着主蒸汽压力增加或乏汽压力降低，3种循环的效率均呈增加趋势。相同对比条件下，耦合循环效率最高，朗肯循环效率最低，再热循环介于二者之间。