介绍了二氧化碳的热物理特性，理论分析了二氧化碳跨临界循环。在讨论基本理论循环的基础上，研究了带回热器的循环、带膨胀机的循环、既带回热器又带膨胀机的循环。同时，比较了各种循环的性能系数，发现在各种循环中都存在一个最佳的排气压力使得系统的性能系数达到最大值，并且带膨胀机的循环是性能系数最优的循环。

基于不可逆布雷顿制冷循环模型,导出循环制冷率和性能系数之间优化关系所应满足的方程,利用数值解,研究内不可逆性和传热不可逆性对优化性能的影响.讨论了循环的各种优化性能,所得结果对实际制冷系统的优化设计有一定的指导意义.

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。

在综合大量蒸汽喷射制冷文献和已有研究成果的基础上，简述蒸汽喷射制冷的原理，对国内外蒸汽喷射制冷的研究和应用现状进行评述，并根据蒸汽喷射制冷的未来需求和相关技术的发展，提出蒸汽喷射制冷的未来发展趋势。

搭建了空气源热泵热水器试验台。在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响。结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,其性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器性能系数提高20%左右。试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据。

搭建了空气源热泵热水器试验台。在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响。结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,使系统性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器时系统的性能系数提高20%左右。试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据。

通过建立理想VM循环燃气热泵的理论模型，分析了热泵运行的温度区间对系统性能系数的影响。分析发现理想VM循环燃气热泵的性能系数只与高温热源、低温热源和中间温度热源的温度有关，而与工质的性质无关。其中低温热源温度的变化对性能系数的影响最大，中间温度热源次之，高温热源温度变化的影响最小。

采用实验的方法，研究了深井水源热泵系统抽水井和回灌井个数优化配置和回灌井回灌情况以及地下水温度变化对热泵机组性能的影响等问题。通过研究得出：为满足热泵机组的需水量和回灌量，该工程设计两个回灌井和一个取水井，整个采暖期深井供水温度非常稳定，只下降了0.7℃，深井回水温度并没有影响深井供水温度。而在热泵机组停止运行后，地下水温度在30天就从8℃-11.3℃。当深井回水温度低于7℃时，热泵机组COP值很低，供热效果不佳，所以应采用增加深井供水量，使热泵机组更高效运行。另外，整个采暖期热泵机组COP值变化范围为3.13-3.56。

在7℃工况下对R417a用于空气源热泵热水器进行了试验，并在不同进水温度下对吸排气压力、吸排气温度、消耗功率、制热功率、热效率等方面与R22进行了对比分析。结果表明，7℃工况下混合工质R417a用于热泵热水器时，它的排力压力，输入功率低于R22，制热功率易受水温影响，制热量低于R22，性能系数下降迅速，但平均性能系数比R22略高。

基于性能高效、结构紧凑的理念，研制一套氨水吸收式制冷试验系统，在部分回流、全回流工况下对系统进行性能试验。结果表明：部分回流工况下，发生器电加热功率要与进料量相匹配；通过降低冷凝器中的冷却水温度和减小冷却水量来降低精馏塔操作压力，提高系统性能；全回流工况下，回归得到适用于精馏塔板操作范围内的精馏板效率关联式，反映了精馏板效率与操作工况、氨水物性以及结构因素中主要变量的影响关系。