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。

地表水源（城市污水、江河湖水、海水等）热泵供暖空调前景广阔，合理、可靠的系统设计才能体现系统的节能价值与经济效益。根据课题组近年来的研究成果与工程经验，介绍了地表水源热泵系统的技术要点并讨论了设计中的方案选择问题，包括系统形式、换热方式、换热工况等。

针对普通的浴室热泵换热器存在易堵塞、维护复杂等问题,开发了一种沉浸竖板式换热器,介绍了其结构、工作原理和特性参数方程,并针对关键要素对传热量和压降的影响规律进行计算分析,对换热器的传热系数、换热器操作参数和热泵性能指标的变化规律进行了试验研究,理论分析和试验结果对该浴室热泵换热器的设计和调控均具有较好的参考价值。

根据热泵型空调器的换向机理，基于一定的简化条件，建立了换向阀换向过程动力学和气源热力学模型，并开发了换向过程仿真程序.应用该模型及程序研究两种不同结构参数的往复式四通换向阀的动态特征，得到了一些很有意义的结果.应用多普勒激光干涉系统对氮气系统换向阀的速度、加速度进行了检测，证明了在固定压力源下换向阀换向正常.应用一套制冷剂测试系统对实际热泵系统驱动换向阀运动的压力源进行检测，检测结果与本文所建模型的仿真结果吻合良好.

针对污垢沉积引起换热管阻力变化的问题,建立了换热管内污水流动阻力变化的数学模型.本文提出管内污水流动的沿程阻力系数为洁净状态下换热管内污水的初始流速和时间的函数模型。基于此模型,通过理论推导获得了换热管内污水流动的沿程阻力系数表达式,分析了不同流动状态下沿程阻力系数的影响因素。通过试验获得了换热管污染后管内沿程阻力系数的半经验公式。结果表明：在考虑污垢底层影响时,管内污水流动的沿程阻力系数与洁净状态下管内污水初始流速和运行时间有关;该关系可用粘性底层的厚度和污垢厚度来表示。

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题，提出了采用带经济器的中压补气技术，并对系统循环过程进行理论分析，测试了不同车外环境温度下中压补气技术对电动客车用热泵空调器的性能影响。结果表明：与不补气的热泵空调系统相比，采用中压补气技术可显著降低压缩机排气温度，使系统安全可靠运行，特别是在-15℃的超低温车外入口空气温度时，不补气排气温度高达116.7℃，而中压补气排气温度为99.6℃，相比下降了14.7%；采用中压补气技术减少了热泵空调的制热衰减量，提升了制热性能系数COP，且随着车外环境温度的降低，其效果更加显著，当车外入口空气温度由7℃下降到-15℃时，制热量提高了5.2%~21.3%，COP提高了3.2%~14.2%。

为了在低温低湿环境下推广应用热泵干燥系统,作者设计研发了一种新型热泵干燥系统。对新型热泵干燥系统和闭路热泵干燥系统做了对比分析,并对骏枣做了新型热泵干燥试验验证。结果表明:相对于制冷工质为R32、R134a、R290的闭路式热泵干燥系统,新型热泵干燥系统的小时耗电量分别降低了9.73,8.78和9.31kW。在8℃环境条件下,干燥室温度在2h内达到56℃的目标值,制热效率约为2.45,除湿能耗比约为1.64kg/(kW·h)。相对于燃煤烤房,该系统干燥得1t干枣降低了37.7元。为热泵干燥技术在低温寒冷地区的工程应用推广提供了技术支持。

为降低建筑能耗和提升可再生能源的利用率,建立了双源复合热泵供暖系统的试验装置。通过试验,分析了采暖季不同天气工况下系统的运行情况。结果表明:系统运行连续、稳定,系统能够满足不同天气情况的建筑供暖需求;晴天测试日太阳能热泵供暖运行性能系数平均COP值为4.3,测试日空气源热泵供暖性能系数平均COP值为2.2,双源复合热泵供暖系统与单空气源热泵供暖相比具有明显的节能优势。

为回收家庭淋浴废水中的热量,提高能源利用率,提出了一种带废热回收的新型热泵热水循环原理。采用额定功率为1.5kW(2HP)的压缩机搭建了实验台,研究装置的进水温度、出水量、制热量、制热COP等参数的变化规律。试验结果显示,在进水温度10~16℃时,出水温度达到36~46℃,系统制热量输出稳定;制热量可达到7kW左右,制热COP最高可达7。

针对纯电动客车热泵系统在高温和低温环境下排气温度过高、系统性能衰减的问题,开发了一种低压补气型纯电动客车全微通道热泵系统。搭建了试验台对系统制冷、制热性能参数进行研究。结果表明:在高温50℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度下降12.6℃,制冷量和压缩机功率分别下降6.1%和9.1%,COPc提高3.6%;在超低温-10℃和-20℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度分别下降37.4℃和29.4℃,制热量分别提高16.6%和22.6%,压缩机功率分别提高10.8%和14.5%,COPh分别提高5.3%和7.1%。