为研究CO2在热泵领域的应用,设计并搭建了CO2跨临界循环水源热泵系统试验台,研究系统在不同工况下运行的性能参数.试验结果表明：在水源温度为30℃,初始水温度为25℃,蒸发温度为10℃,终止水温度为60℃和65℃,蒸发器侧的水热源流量为0.6 m^3/h条件下,系统COPH随着高压侧压力的升高,呈现出先升高后降低的趋势,最大COPH为4.4,与其相对应的高压侧压力为最优高压侧压力.

为了减缓冷藏陈列柜结霜,在一台中温立式敞开式冷藏陈列柜上加装减湿预冷器,并针对加装前后冷藏陈列柜的性能进行了实验。实验结果表明：在国家标准GB/T21001.1—2007《冷藏陈列柜第2部分：分类、要求和实验条件》中设定的Climate class 3实验条件下（测试环境温度为25℃,相对湿度为60%）,加装减湿预冷器使冷藏陈列柜蒸发器的进口空气温度降低2.4℃,含湿量也相应降低;此外蒸发器的结霜速度变缓,在6h的融霜周期内融霜时间减少了28%,系统负荷降低了19.2%。

制冷剂流经短管节流件时具有两相临界流动非均匀性、非平衡性的特点并存在阻塞情况，而影响质量流量的主要参数有上游压力、下游压力、过冷度或干度以及短管几何尺寸等。近年来有关制冷剂流经短管节流件的两相流动模型主要有由实验结果直接关联的半经验模型和基于一些假设而建立的分析模型，而它们都是针对某种工质而言的，不适应当前空调制冷及热泵系统所采用的工质种类较多的状况。因此，建立普适性好、在热力学参数变化较宽的范围内仍有较高精度的质量流量模型是有待进一步研究解决的问题。

R32具有良好的热物性、环境性能和循环性能,具有极大替代R410A工质的潜力。采用R32对R410A空调系统进行灌注式替代试验,研究结果表明,系统灌注R32后,制冷剂充注量减少了30.4%,制冷量提高了8.5%,性能系数提高了7.1%。

针对直接蒸发式螺旋盘管管外结冰时，由于蓄冰槽中载冷剂（水）的流动态态的不同（以南、静态两种方式），而导臻管外结冰特性的差异，通过研究螺旋盘管冰蓄冷系统中被冷空间蓄冷特性与运行时间之间的关系，对比两种运行主试在工程中的选用。

在工业制冷、食品冷冻冷藏和室内外热舒适调节等方面,CO2作为一种自然环保制冷剂愈来愈受到人们的青睐。近年来,CO2制冷剂的应用范围由原来的热泵热水器逐步扩大,从小型制冷装置上的饮料零售机、制冰机到大型超市的带热回收装置的并联机组等;而用于CO2工质的制冷循环也由单一的复叠、二次载冷系统扩展为跨临界、跨临界增压等系统。文中阐述了CO2在低温下的热力学性质与特性分析,以及在跨临界制冷循环中的应用和提高系统性能的方法。

为提高跨临界CO2热泵热水机的效率,通过搭建跨临界CO2热泵系统试验台,研究其性能,并找出其运行规律。试验结果表明：当终止水温度恒定,在某一蒸发温度下,热泵系统的制热量随着高压侧压力的升高先升高后降低,系统的COP存在一个最大值,即存在一个最优高压侧压力Popt;蒸发温度越高,系统的COP越高;同轴套管式换热器的内管用螺旋管代替圆管后,系统运行更加稳定,COP也有提高。

为了提高跨临界CO2制冷系统的性能,搭建了跨临界CO2制冷系统试验台,对带有回热器（IHX）和不带回热器的两种跨临界CO2制冷系统进行了研究。研究结果表明：在某一蒸发温度下,当冷却水出口温度为55℃的时候,系统的性能系数随着高压侧压力的升高呈现出先升高后降低的趋势,存在一个最大值;回热器可以提高系统的性能,带回热器的制冷系统的性能系数要比不带回热器的制冷系统的性能系数高约6%～10.5%。

为了满足现场软测量的要求,研究了某制氧机公司正在调试的深冷空分设备用增压膨胀机组的膨胀空气流量、膨胀端进口压力、膨胀端进口温度、膨胀端出口温度、增压端出口压力和膨胀机转速的因果关系,建立了RBF神经网络模型,实现了运行特性量间关系的高精度拟合和预测。获得的神经网络模型的精度至少在96.97%以上。利用学习好的RBF神经网络可以迅速方便地实现现场运行特性参量间关系的预测。

提出了一种全新的应用于热泵热水器的准二级跨临界CO2热泵循环。对其分析研究表明该循环可以有效降低压缩机的排气温度，提高热泵热水器的制热效率。这种热泵热水器尤其适用于寒冷地区。