阐述了可应用于大型商业建筑中多台制冷机系统的在线优化控制策略。策略的应用可增强控制鲁棒性并节约运营成本。优化控制策略包括冷冻水供水温度优化、制冷机时序控制、启动优化控制和建筑峰值负荷控制。冷冻水供水温度的优化使得系统在满足负荷的前提下制冷机和冷冻水泵的能耗最小。在时序控制中，3种方法的采用增强了控制的鲁棒性:第一，数据融合以获得可靠楼宇冷负荷的测量；第二，制冷机最大制冷能力简化模型的应用；第三，在线传感器故障诊断（FDD）的应用。在制冷机启动优化控制中，一个基于模型的策略用于最小化早晨启动时期内的系统能耗。这一基于模型的最优启动优化控制策略同时考虑了预冷能力和预冷时间的相互关系。建筑峰值负荷控制以优化月节电费为目标，通过预测合适的每月负荷阈值并依此限制每天的峰值负荷来实现这一目的。通过对香港一幢大型商业建筑内中央制冷系统的动态模拟，以上控制策略得到验证。

设计和搭建了四丁基溴化铵水合物浆体蓄冷空调系统的实验装置。通过测量系统功耗、流体温度和流量、系统压降等参数，计算得到系统的COP等，并验证了前期实验所得的四丁基溴化铵水合物浆体的基本热物性和流动换热关联式。初步测试结果确认了系统运行的可靠性，结合实验数据进行了讨论并给出了系统的改进方案。

以空气焓差法试验台空调系统的温度控制系统为具体仿真对象建立了数学模型，该空调系统可以看作是一阶惯性加纯滞后的环节，而且对象的过程参数和时延时间是时变的，传统的PID控制无法获得理想的控制效果。提出了一种无需辨识环节的具有智能的模糊自适应PI的控制算法并将其应用在该空调系统中，该算法对模糊控制和PI控制进行有机结合，根据实际控制经验，通过模糊控制规则对控制回路中PI控制器的参数进行实时整定，并将该控制算法和经过良好整定的PI控制器在空调系统中的控制性能进行比较。仿真结果表明，模糊自适应PI控制提高了系统的鲁棒性、减小了超调量、提高了抗干扰能力、缩短了调整时间。

以LNG冷能和废热源驱动的有机朗肯循环可以提高系统的能源利用率。通过流程模拟软件HYSYS对使用不同工质的朗肯循环系统进行了模拟分析，结果表明，丙烷是用于低温朗肯循环最合适的工质。循环工质的蒸发温度高低对系统的净输出功及效率影响较为明显，废热烟气的流量或温度的提升有助于改善系统的性能。选定一个合适的冷凝温度，既能保证系统单位质量LNG所能输出的净功在一个合理的范围内，又可以改善系统效率。

设计并搭建了太阳能吸附制冰系统，主要包括制冰机、槽式太阳能集热器及恒温油槽等。通过油槽中的电加热模拟不同太阳能辐射量的工况，得到吸附制冰机在不同驱动热源条件下的运行特性。吸附制冰机采用氯化钙/活性炭复合吸附剂，氨作为制冷工质。实验通过电加热模拟的太阳能驱动温度在110～155℃变化，对应的每天制冰量为10～28 kg，计算得到太阳能COP为0.09～0.14。

流动均匀性是很多领域中重要的衡量指标，为便于直接采用模拟结果进行均匀性分析，取消数据采集点的设置，简化计算过程，通过对假定截面上3种速度变化时24种速度分布均匀性的分析，提出了基于面积加权平均速度和质量加权平均速度的均匀性计算关联式，并采用关联式和文献中相应公式分别对该截面上24种速度分布的均匀性进行计算，结果显示：当均匀性大于60%时，关联式和公式的结果基本吻合,当均匀性小于60%时，关联式的结果低于公式的结果，但由于均匀性较差的流动需要继续改善其结构，均匀度只是提供了需要改善的依据，所以关联式的结果完全有参考价值。最后以某地铁车辆风道送风为例对理论分析结果进行验证，确认了关联式反映流动均匀性的合理性。

采用干冰对纤维空气分布系统渗透送风时空气流动情况进行了可视化实验，定量分析了纤维空气分布系统内部空气压力沿径向和流动方向的变化情况。实验结果表明：空气充满纤维空气分布系统空腔后，以极低的流速从四周纤维壁面向外扩散，然后向下方流动，扩散四周有明显的涡流产生；沿着半径增加的方向，纤维空气分布系统内部空气静压逐渐减小，幅度缓慢，全压值基本不变；沿着流动方向，空气全压均逐渐减小，静压则逐渐增大，但增幅不大，末端处静压复得现象较为明显。

根据能量梯级利用原理，提出一种将水蓄热与相变材料蓄热结合在一起的复合蓄热热回收空调系统，即在空调机组冷凝器上串联一个相变蓄热器和一个水蓄热器，从压缩机出来的高温高压制冷剂过热蒸汽首先经过相变蓄热器，使品位较高的过热以潜热的形式储存于相变材料中。再经过水蓄热器，将部分温度较低的相变热储存于水中。实验表明，该系统能有效地回收19.6%的冷凝热，其中在空调关闭后通入较小流量的冷水即可制取温度在40℃以上的生活热水；在空调运行的条件下，通入较大流量的冷水可连续制取温度在40℃以上的生活热水。该系统达到了节约能源、满足生活热水需求一举两得的目的。

为了解决能源在时空上的供需矛盾，提高能源利用率，采用新型化学吸附制冷技术设计了一个由低品位热源驱动的蓄冷装置。该装置以MnCl₂和NH₄Cl的复合固化吸附剂作为工质对，利用氯化铵配合物的解吸热来产生制冷效果。通过实验测量在20～35℃室温下3h内的制冰量，得到该装置单位质量氯化铵的总制冷量，约为475 kJ·kg^-1，平均制冷功率（SCP）约为43 W·kg^-1，并且其可同时实现-1～6℃冷藏和-16<

以往利用蒸发冷却技术多为制取冷风，而制取高温冷水也仅限于采用单纯的蒸发冷却方法。另外纯靠蒸发冷却技术制取的冷风和冷水温度也易受室外气候条件的影响，使制取的冷风和冷水的温度具有不稳定性，从而难以保证室内温湿度的要求。本文对目前几种蒸发冷却式冷水机组进行介绍，并将各自的优缺点做了总结和相互对比，从而提出一种新型高温冷水机组，采用蒸发冷却技术与机械制冷相结合的方式制取高温冷水，为显热末端供冷提供高温冷源。并着重介绍了该机组相比于目前几种高温冷源的优点及应用前景。

为解决水冷冷水机组冬季闲置和空气源热泵冬季制热存在的结霜问题，构建了一种基于热源塔的热泵系统。详细分析了热源塔热泵系统的构成和工作过程，依据所建立的热源塔热泵试验装置进行了不同热源塔溶液进出口温差的制热试验。结果表明：热泵制热量和COP都随着热源塔溶液进出口温差的增大而减小，而压缩机的耗功变化较小，空气与蒸发温度间的温差随之增大而增加；当环境温度为-1.2℃，热源塔溶液进出口温差从1.5℃增大到3℃时，热泵制热COP由3.02降为2.72，空气与蒸发温度的温差由7.64℃增大至11.96℃。整个实验过程中系统运行稳定可靠，避免了空气源热泵的结霜问题，表明热源塔热泵是一种非常具有前景的冷热源方案。

根据LNG接气站冷量能级的特点，分析了LNG冷能用于冷库的实现形式，比较了LNG接气站冷能冷库的不同系统流程及特点。在某LNG接气站供气规模为每年4×10⁷ m³，LNG冷量回收率为33%等假设条件下，分析了第三种工艺流程的技术经济性。结果表明：该方案下的接气站冷能冷库系统的年冷量收益为611.3万元，系统运行费用较低，投资回收期小于1年，具有明显的经济效益。

采用实验模型的方法，建立了燃气发动机的通用数学模型，并定义和构建了燃气热泵动力系统的燃气发动机的经济运行区。基于某改装后的燃气发动机的测试结果，利用此通用数学模型，解出了此发动机的万有特性曲线的数学函数，得出了此发动机的经济运行区的上边界线数学模型、下边界线数学模型以及最佳扭矩曲线的数学模型。分析结果表明，发动机的经济运行区参数为：发动机转速范围约为2300～3850 r·min^-1，扭矩范围约为17.5～27.9 N·m，功率范围为5～9.5 kW。在此经济运行区内，发动机的热效率可保持在0.25以上，发动机热效率的极大值约为0.285。

以再生量和再生热效率为性能指标对内热型和绝热型再生器进行对比研究，研究结果表明：相对于绝热型再生器，内热型再生器不仅能提高再生过程再生量，而且还能够提高再生过程热利用效率。内热型再生器在溶液流量很小的情况下能够具有绝热型再生器在很大流量情况下同样的再生量，因此内热型再生器在保证较高的再生性能同时，还可以避免或者缓解带液问题。再生空气流量对溶液再生器的性能起到至关重要的作用，再生空气流量的虽然能够增加再生量，但是会引起能源利用效率——再生热效率的降低，因此再生空气流量应该慎重选择和决定。

溴化锂吸收式制冷机组以水为制冷剂，环保，可利用废热、余热，达到综合利用和回收能源的目的。但是其较低的能效比限制其发展。本文基于二元溶液亚稳平衡吸收原理，对常规溴化锂吸收式制冷循环的吸收器进行了改造，建造了蒸汽增压装置，以强化吸收器特性、降低发生温度为目的进行了特性研究。研究结果表明，制冷量可以增加约2倍，传热面积约减小40%～55%，有利于机组小型化；机组增压范围在1.2～2.2 kPa间，机组COP值约提高1.5倍。

建立了低温冷柜VIP（真空绝热板）和PU（聚氨酯硬质泡沫塑料）复合隔热体热流量的数学模型，以反映低温冷柜复合隔热体在给定总厚度后热流量随VIP板厚度的变化关系；并得出了5种给定总厚度下的热量随VIP厚度的关系曲线。分析了低温冷柜中使用VIP板部分替代PU硬质泡沫塑料所产生的节能效应及经济效益，得出了5种总厚度下真空隔热板的最佳替代厚度和回收年限。研究结果表明：综合考虑传热特性和经济性，在总厚度为0.04～0.08 m的复合体中，真空板VIP的最佳厚度为0.01 m，其对应的最短回收年限为

由于新型足尺加速加载试验系统的规模较大，对空气温度、路面温度和路基温度的精确控制是环境模拟控制系统的设计难点。本文利用Fluent软件，对新型足尺加速加载试验系统的子系统——多年冻土模拟系统进行了数值模拟计算。结果表明，制冷管排上方形成平板导热时，在制冷管层厚度为30 cm的情况下，允许管间距的最大值为40 cm，形成平板导热时的平板与制冷管的距离与路基材料无关。路面冷风温度、风速，载冷剂温度，流速，制冷管径确定时，最优管间距为25 cm，且与路基材料无关。当路面冷风温度、风速，载冷剂温度，流速确定，路基内温度达标时，总制冷量与制冷管间距基本无关，而与路基材料有关。

设计了典型的CO₂-NH₃复叠式制冷流程和NH₃两级压缩制冷流程，对流程进行了模拟计算，比较了两者的关键参数，并分析了换热器的热流分布及氨系统的参数优化。结果表明：在蒸发温度-45℃的条件下，复叠式系统的压缩机总功耗、制冷剂NH₃流量小于氨系统，但氨系统具有较大规模的中温制冷量，其总制冷系数COP大于复叠式系统。复叠式系统冷凝蒸发器的两相流间换热温差较小，而氨系统中间冷却器的换热温差较大。随着低压级排气压力的上升，以及中间温度的降低，氨两级压缩机的总功耗呈下降趋势。

采用新型气体润滑轴承替代滚动轴承的空气循环制冷机轴系结构，针对制冷机转速性能进行了试验研究。研究结果表明：在满足转速裕度的前提下，能够有效提高转子稳定运行的工作转速和制冷机冷、热联供的能力。