采用温度相关比容平移项的比容平移Soave-Redlich-Kwong（VTSRK）方程计算新工质R1234yf和R1234ze（E）的热力学性质以及两种物质与CO₂的二元混合物性质，混合物计算采用van der Waals混合规则，二元交互作用系数由密度数据拟合得到。对纯净物计算与专用状态方程进行对比，VTSRK方程比SRK方程显著改善了液相密度表征效果。对混合物的密度计算结果与实验数据进行对比，对于R1234yf+CO₂二元混合体系方程与实验数据相对均方根偏差为1.17%，对于R1234ze（E）+CO₂二元混合体系相对均方根偏差为0.82%。结果显示，采用温度相关比容平移项的VTSRK方程应用于R1234yf和R1234ze（E）纯流体以及R1234yf+CO₂和R1234ze（E）+CO₂密度性质计算，可获得较高精度。

开展分子动力学模拟探索不同压力条件下纤维素的基本结构单元——纤维二糖在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[C₄mim]Cl）中的结构动力学特征。研究结果表明，高压环境使二糖分子内氢键网络结构瓦解，二糖与阴阳离子间相互作用增强，形成溶质-溶剂间氢键。借助空间分布函数得到常压及高压环境下二糖分子周围溶剂层分布特征，并通过径向分布函数定量考察了纤维二糖/离子液体体系分子间与分子内的氢键特征，为在化学键水平上认识纤维素在离子液体中溶解机制提供必要的理论基础。

利用膨胀硫化石墨为基质研制了固化混合吸附剂，并搭建了低品位热能驱动的MnCl₂/CaCl₂-NH₃为工质对的再吸附制冷系统。对该系统进行实验研究，结果表明：160℃热源温度为制冷性能系数（COP）的拐点温度，最大制冷功率为2.98 kW。当热源温度高于160℃时，系统显热负荷增大，继续加热高温床会降低制冷效率。当制冷温度为15℃时，系统COP为0.284~0.396；单位质量吸附剂的制冷功率（SCP）为100.3~338.8 W·kg^-1。SCP随热源温度的升高而逐渐升高。

基于大气中水的吸附与解吸循环，设计出吸附式空气取水装置，并对其进行了实验研究。该装置主要由太阳能集热器、吸附床和冷凝器等组成。晚上吸附剂吸附空气中的水，白天由太阳能提供热量进行解吸。实验制备了硅胶（SC）-CaCl₂、SC-LiCl、活性炭纤维毡（ACF）-CaCl₂、ACF-LiCl 4种新型复合吸附剂，并对其进行了实验测试。结果表明：由ACF制备的复合吸附剂性能比由SC制备的复合吸附剂性能要好；ACF-LiCl的吸附与解吸性能最好，在吸附床出口温度为90℃时，解吸6 h的产水率是0.412 kg水·（kg吸附剂）^-1。

传统空气源热泵空调冷热水机组多采用45℃的供水温度，40℃的回水温度。降低回水温度可有效增加机组效率，但回水温度的降低会导致室内末端换热量减小，所以需采用具有更强换热能力的小温差末端，且现代建筑多配备新风机，在新风机承担部分负荷的基础上亦可通过降低回水温度来增加机组效率。实验研究表明，在满足室内热负荷的前提条件下可将回水温度降低至30℃，COP更高，耗电量更小，是高效节能的运行模式。此外，所建立的Dymola模型从理论上验证了实验结果，在此基础上可以进行实际空调系统的能耗模拟。

通过CFD（computational fluid dynamics）方法对长期在轨运行的某型液氧贮箱内的压力、温度、气液相界面等参数进行了模拟研究。计算了该型贮箱在轨运行时的平均漏热量为6.84 W·m^-2。对贮箱进行了5天的模拟计算，结果表明，贮箱上部的气枕区并不稳定；液相区存在相对高速运动的气团，削弱了液相区的温度分层，使得液相区温度基本均匀。在轨储存过程中，液相温升速率为1.18 K·d^-1，压增速率为23.7 kPa·d^-1。结合贮箱内气液相运动特点，建立均相模型，该模型与CFD模拟结果吻合较好，可以用来预测长期在轨运行的低温推进剂贮箱内的压力、蒸发量等参数变化。

浆氢是固氢和液氢的混合物，相比于液氢由于浆氢具有更高的密度和热容，更适合用于火箭和航天推进器的推进剂。基于欧拉-欧拉两相流模型，在考虑颗粒动力学的基础上对浆氢在水平圆管中的流动与传热特性进行了数值模拟研究。通过对浆氢在不同热通量、流速和颗粒直径等情况下的研究发现，浆氢相比于液氢可以有效减少液氢气化。流速的提升能够有效提高固相颗粒分布的均匀性，且使得浆氢沿程平均传热系数增大。小直径的固相颗粒相比于大直径颗粒能够增强固液两相间的换热，加快浆氢的融化。

以三维扭曲翼型（Twist-11N）为研究对象，基于大涡（LES）湍流模型开展了三维液氮空化的数值模拟。通过压力波动曲线得到了液氮空化的空泡脱落周期，观察周期内空泡脱落的过程，与常温空化的数值模拟结果对比，得出了低温空化具有脱落更彻底、过程更复杂的特性。从压力分布和气相云图观察到了三维模拟特有的尾部回射流和侧面射流，分析了三维空化不同于二维的独特性。从涡旋角度分析了空泡脱落与流场的关系，认为空化的发生首先导致了流场的不稳定和涡旋的产生，而涡旋的发展造成了流场边界层分离和空泡的脱落。

为了探究LiCl水溶液在低位太阳能吸收式制冷系统中的发生过程中的传热传质效果，在降膜发生实验装置基础上研究了LiCl水溶液在垂直管外降膜发生的传热传质过程。阐述了不同运行工况如不同的热水和溶液的流量、热源的温度、溶液的浓度和系统压力对LiCl水溶液发生过程传热传质效果的影响。同时也进行了相同工况下LiBr水溶液的对比实验。结果表明相同运行工况下LiCl水溶液降膜发生过程和LiBr水溶液的降膜发生过程有着相似的变化规律。虽然LiCl水溶液的垂直降膜发生速率略低于LiBr水溶液，但传质效果相差不大，LiCl溶液的低运行浓度有利于循环热力性能的提升。

垂直地埋管换热器周围地温场的变化对地源热泵的性能会产生重大影响。为长期准确高效地预测地温场，提出了一种耦合地源热泵系统COP的地温场三维模型，考虑空气边界、地下水渗流和土壤分层带来的影响。为降低计算负荷，将整个地埋管换热器简化为一维线热源。计算区域顶部设置第三类边界条件，以模拟土壤与空气的对流传热。采用交替方向隐式差分法离散非稳态能量方程，以提高计算稳定性。利用文献中的数据对模型进行验证，结果表明，所有温度预测值的绝对误差均小于±1.00℃，土壤内部测点温度尤其准确（均小于±0.20℃），最大误差出现在钻孔外壁。因此，模型能够准确快速地预测地温场的分布和地源热泵系统的性能。该模型尤其适用于地下水渗流复杂、存在明显土壤物性分层的地区。

基于非共沸混合工质自复叠原理应用于喷射制冷循环的研究，对一级分凝和二级分凝自复叠喷射循环进行了理论分析，研究了使用R134a/R23非共沸混合工质时制冷剂的配比、冷凝温度和蒸发温度对两种循环性能的影响，结果表明：随着低沸点组分R23质量分数由0.10增至0.20，一级分凝循环喷射器压比在3.4附近变化，而二级分凝循环喷射器压比在1.8附近变化，两种循环COP均增大；随着冷凝温度由18℃升至23℃，一级分凝循环喷射器压比由3.242增至3.792，而二级分凝循环喷射器压比由1.860升至1.867，两种循环COP均降低；随着蒸发温度由-10℃降至-15℃，一级分凝循环喷射器压比由3.454降至2.832，而二级分凝循环喷射器压比由1.870降至1.840，两种循环COP均升高，并且在相同工况下，二级分凝循环COP远高于一级分凝循环；二级分凝循环在喷射器压比为1.8时，可获得-15℃温区的制冷温度。

通过两步法配制了浓度范围0.0015%~0.1%（质量，下同）的多壁碳纳米管（MWCNT）-水纳米流体，并利用分光光度计对不同浓度、静置时间和加热次数下纳米流体在波长200~2000 nm范围内的透射率进行了测试。同时，还对上述纳米流体开展了闷晒实验，研究了浓度和光照次数对纳米流体光热转换性能的影响。结果表明，水中添加MWCNT后透射率明显下降，纳米流体的透射率随着静置时间的增加而减小，加热有利于提高纳米流体的吸光性能；同时，闷晒实验发现存在利于光热转化的MWCNT-水纳米流体最佳浓度（0.01%），光照45 min后与水相比最佳浓度下的纳米流体温升提高了约15.1℃（或22.7%）。另外，纳米流体浓度较低时其光热转换性能随着光照次数的增加而提高，但浓度较高时则刚好相反，纳米颗粒团聚作用可能是造成上述结果的主要原因。

采用数值模拟和实验结合的方法研究超临界CO₂在水平冷却螺旋管内的换热特性。研究了质量流量、热通量及压力对传热系数的影响，并比较了直管和螺旋管在加热和冷却条件下的换热特性。结果表明，与直管相比，螺旋管对换热的强化作用随着质量流量的减小和压力的增加而增加。在相同热通量条件下，螺旋管的冷却换热的传热系数比加热的传热系数高，且由于浮升力的影响，加热条件下传热系数存在较大的振荡。

在考虑晶粒成核、生长、聚并和破碎的情况下，采用分组法求解粒数衡算方程，通过耦合粒数衡算与多相流方程，建立了多尺度的结晶模型，模拟了表面刮削式制冰装置内水的动态结晶过程，获得不同温度、刮削速度、制冰时间等外界条件下晶粒数密度分布、云图等信息，分析了外界宏观条件对水的动态结晶过程的影响。结果表明：由于碰撞引起的晶粒聚并和破碎使得晶粒的尺寸分布更为集中和均匀；在过冷温差（流体局部温度与水的相变温度差值）不大于20℃，刮削速度不大于10 r·s^-1范围内，降低壁面温度、增加刮削速度可以加速水的结晶与生长。

圆形管束菱形受热面在流动与传热方面表现出传热能力强、流动阻力大、吹灰方便等特点。以此为基础，提出了一种基于椭圆管束的菱形受热面。椭圆管束菱形受热面保持了圆形管束菱形受热面传热能力强和吹灰方便的特点，同时显著降低了烟气侧流动阻力。采用数值模拟方法，分析了叉排椭圆管束不同迎风角下的流动传热特性，与叉排圆形管束进行了对比，给出了各特征参数随Reynolds数的变化规律。模拟结果表明，迎风角为0°的叉排椭圆管束菱形受热面较圆形管束传热效果好，流动阻力小，综合性能高。

泵-压缩机复叠式相变冷却系统是针对高热通量发热元件散热问题的主动式冷却技术，以机械泵循环为重点，实验研究了系统的启动特性、稳定运行特性以及环境适应性等工作特性。结果表明：在机械泵启动时，由于入口抽吸作用和系统内工质的流动特性，系统的压力先降低后升高，热源启动时，系统蒸发器和储液器压力温度波动较小，热源启动稳定。稳定运行阶段，系统流量从2.22 g·s^-1增加至5.56 g·s^-1时，蒸发器出口工质干度下降，蒸发器进出口的压降增大、压降的振荡幅度增加，蒸发器表面温度下降。在高温环境中，冷却系统能够满足热源的散热需求，储液器压力和蒸发器出口温度波动增大。

以N-甲基咪唑为骨架引入1，2-二氯乙烷合成中间体氯化1-氯乙基-3-甲基咪唑（[CeMIM]Cl），再与1，3-丙二胺反应合成了氯化1-（丙基氨基）乙基-3-甲基咪唑离子液体（[N₂C₃MIM]Cl）。通过FT-IR、¹H NMR对[N₂C₃MIM]Cl进行分析测试，确证了其化学结构。通过循环伏安法测得[N₂C₃MIM]Cl具有较低的氧化还原电势，为-0.522 V，与有机配体相比[N₂C₃MIM]Cl具有较好的配位性能。将[N₂C₃MIM]Cl与CuBr配位用于催化甲基丙烯酸甲酯（MMA）的原子转移自由基聚合（ATRP）反应，经凝胶渗透色谱法（GPC）测试证明[N₂C₃MIM]Cl对ATRP反应具有较好的可控性。原子吸收光谱测定聚合产物PMMA中Cu²⁺的残留量仅为270 mg·kg^-1，表明与传统有机配体相比，[N₂C₃MIM]Cl有利于催化剂与聚合产物的分离。

以离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[Amim]Cl）为反应介质，利用原子转移自由基聚合（atom transfer radical polymerization，ATRP）法合成了微晶纤维素接枝有聚甲基丙烯酸（MCC-g-PMAA）的pH敏感性聚合物。用透析法将模型药物阿司匹林包覆在聚合物胶束内，并对载药胶束的体外药物释放机制进行研究。通过红外、核磁、透射电镜、X射线衍射和紫外分光光度计等分析手段对聚合物的结构、胶束形貌、胶束对阿司匹林的载药性能及释药性能进行了表征分析。结果表明：聚合物胶束能够在水溶液中自组装成球状胶束，对阿司匹林具有良好的包载效果，阿司匹林在碱性条件下的累积释放量大于酸性条件，载药胶束表现出了良好的pH敏感性和药物缓释性能。

在氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[AMIM]Cl）离子液体中，采用原子转移自由基聚合（ATRP）技术，以CuBr/乙二胺为催化体系，合成了分子量分布窄的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）分子。探索了聚合反应条件对PMMA分子量大小及分布的影响。通过GPC对PMMA分子量大小及分布进行测试，结果表明，在[AMIM]Cl离子液体体系中的ATRP反应，反应时间是控制PMMA分子量大小主要因素，而催化体系是控制PMMA分子量分布宽窄的决定性因素。通过优化反应条件可以设计聚合物分子量的大小和分布，可以实现对聚合物分子量的精确控制，使合成的聚合物材料满足在化工医药中的特定应用。

采用浸渍法，将KOH负载在新型载体氧化锆上，通过高温煅烧得到了固体碱催化剂。探讨了制备条件对催化剂催化酯交换反应活性的影响，获得了催化剂的最佳制备条件，以大豆油和甲醇为原料研究并优化了催化酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。结果表明，固体碱催化剂KOH/ZrO₂的最佳制备条件为：KOH负载量20%，煅烧温度600℃，煅烧时间2 h。固体碱催化剂催化酯交换反应的最优反应条件为：醇油比9：1，反应温度75℃，反应时间3 h，催化剂用量4.0%。各因素对产率影响的大小为：醇油摩尔比 > 反应温度 > 反应时间 > 催化剂用量。

以膨胀硫化石墨为基质，制备了新型氯化铵/氯化钙/氯化锰/膨胀硫化石墨复合吸附剂，并测试了其在非平衡条件下的吸附/解吸特性。在与3种单盐各自的Clapeyron反应平衡曲线的比较中发现，该多盐复合吸附剂同时具备这3种单盐的特性，却存在一定的差异。在非平衡条件下的吸附/解吸特性曲线测试过程中发现，该多盐复合吸附剂具备这3种金属氯化物各自的一些性质，却不存在金属氯化物-氨络合过程中普遍存在的吸附滞后现象。在实验的基础上计算和比较了使用不同吸附剂的单级间歇式吸附制冷循环的COP和SCP。结果证明多盐复合吸附剂的性能优于单盐吸附剂。

以夹竹桃科植物止泻木子的干燥种子为原材料，采用乙醇提取法对其生物碱类物质进行粗提取，通过硅胶柱层析和重结晶技术对生物碱粗提物进行分离和纯化。利用核磁共振波谱和质谱法对其一种生物碱单体进行化学结构和分子量鉴定。实验结果表明，用70%乙醇在60℃条件下静止浸取3次，每次提取6 h，得到止泻木子总生物碱提取物，其得率达到0.244%。经过硅胶柱分离和重结晶纯化，可获得3种生物碱单体。对HPLC检测纯度达到94.89%的2号生物碱单体进行核磁共振波谱和质谱检测，得知该生物碱单体是一个分子量为356.59的锥丝碱（conessine）。该结果有利于了解以止泻木子为主要成分的蒙药药剂作用机理。

成膜材料聚乙烯醇（PVA）易溶胀，稳定性差，氧化石墨烯（GO）具有很好的化学稳定性，以PVA为主要原料，GO为添加剂，聚乙二醇为造孔剂，采用共混法制备了GO含量不同的PVA/GO分离膜，并用光学接触角测量仪、超滤杯等考察了分离膜的亲水性和耐污染性；采用SEM、IR、TGA等表征了分离膜的微观形貌、热学及力学性能。结果表明：GO的加入改善了分离膜的内部孔道、亲水性、纯水通量和耐污染能力，膜的热稳定性和力学性能均得到提高，当GO含量为2%时，分离膜的综合性能达到最优。

基于TRNSYS软件建立了空气源热泵空调系统的仿真模型。基于该模型，分别利用我国五大气候区域的气象数据对空气源热泵空调系统进行了仿真分析，仿真结果表明，空气源热泵空调系统能够适用于我国除严寒地区之外的大多数地区，COP能够达到3.2~3.5。此外，还分析了建筑外围护结构传热系数对空气源热泵空调系统运行性能的影响，结果表明建筑负荷与系统能耗和外墙传热系数呈线性相关关系，降低外墙传热系数能够有效地降低系统能耗。

采用微通道换热器作为冷凝器的冰箱得到快速发展，对于该类冰箱的动态特性仿真需要建立可以实现冰箱用微通道冷凝器性能快速与准确预测的模型。首先将微通道冷凝器单个流程内的所有扁管简化成一根单管，每个流程简化为一个单元，进而建立微通道冷凝器的分相集总参数模型，并基于能量收敛准则对模型进行迭代求解。开发的模型嵌入已有的冰箱动态仿真平台，模拟24 h的冰箱动态性能耗时小于3 min；计算实例显示，预测的冰箱整体能耗与实验结果误差小于9.5%。

为了研究双蒸汽蓄热器系统的动态特性，采用集总参数法建立相应的数学模型，进行直接交替和间接交替两种充汽方式的动态仿真。仿真结果表明：直接交替充汽方式充汽时间减少2.6 s，压力波动更小；相同充汽方式下，汽包压力波动 < 过热蒸汽压力波动 < 供汽母管压力波动；直接交替充汽方式燃油量节省率为7.45%。通过数据对比分析可得：直接交替充汽方式具有充汽速度快、压力波动小、燃油经济性好的优点。

以对甲苯磺酸为催化剂，在微波环境下合成辛酸癸酸甘油三酯，并利用响应面法优化辛酸癸酸甘油三酯的合成过程条件。首先，通过单因素灵敏度分析法对催化剂的选择、酸/醇摩尔比、反应温度、微波功率、催化剂用量、反应时间6个因素进行实验考察，确定了酸/醇摩尔比、反应温度、催化剂用量3个关键因素的优化值及取值范围。采用中心组合设计原则对3个关键因素进行实验设计。以产品羟值为响应值，基于响应实验结果，利用响应面法对实验结果进行了方程回归，得到3个关键因素与响应值的二次关联模型。通过方差分析和平行实验，证明该模型准确可用。确定了中碳链甘油三酯（MCTs）最佳合成条件为：酸/醇摩尔比为3.33：1，反应温度为190℃，催化剂用量为甘油质量的4.30%，微波功率为500 W，反应时间为3 h，得到产品羟值为1.12 mg KOH·g^-1，酯化率高达99.7%，与理论预测值基本相符。与传统加热方式对比，微波辅助合成MCT大大缩短了反应时间。测定了精制提纯后MCT产品的各项物化性能指标，均已达到企业标准。通过红外光谱表征和GC/MS进一步表征产物结构和混合物油脂的组成，甘油三酯得率达到95.7%。

通过电化学阻抗技术、极化曲线和浸泡腐蚀实验对Incoloy 825合金在不同浓度NH₄Cl溶液中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明：开路电位随着浓度的升高而负移，腐蚀倾向增大；采用等效电路R_S（Q₁R₁）（Q_dlR_t）对电化学阻抗谱进行拟合，电荷转移电阻R_t随浓度增加而减小，Incoloy 825合金的维钝电流密度和腐蚀速率随浓度的增加而增大；825合金的腐蚀形貌主要为局部腐蚀，点蚀的密集度和大小随浓度的增加而增大；EDS结果表明Cl^-参与了电化学反应过程。

吸附式制冷常采用回热回质循环来提升系统性能。研究了一种采用串联回热和类回质方式的回热回质循环吸附式制冷系统，并对其进行仿真。系统的主要部件（含作为储液器的蒸发器）采用3层换热法建立数学模型。仿真结果表明，随着制冷时间的延长，系统性能系数（COP）单调增大，单位质量制冷量（SCP）单调减小。随着回热时间的延长，COP和SCP是先增大后减小，最佳的回热时间为10 s。随着回质时间的延长，COP和SCP波动性下降，回质过程未提高系统性能。COP和SCP随着热水、冷冻水温度的升高以及冷却水温度的下降而增大。热水温度对SCP以及冷冻水、冷却水温度对COP和SCP的影响，呈现线性变化，而热水温度对COP的影响呈现二次变化。

理论分析表明，通过多级级联脉管组成的新结构，其理论制冷效率有望达到卡诺效率。给出了这样一种具有传输管声功回收装置的级联型脉管制冷机，传输管能将主级制冷机脉管热端压力波领先质量流的相位扭转为质量流领先压力波，同时实现能量最大化的传输，用以驱动次级制冷机。实验结果表明，两级级联型脉管制冷机在233 K工作时，制冷效率比单级结构提高了33%。

溶液除湿蒸发冷却空调系统（LDECS）结合了溶液除湿与蒸发冷却技术的优势，是一种具有广阔发展前景的非压缩式空调系统。提出了一种低品位热能驱动的LDECS，该系统由处理全部湿负荷的溶液除湿系统和承担显热负荷的再生式间接蒸发冷却器构成。建立了系统各主要部件的数学模型，研究了再生器进口溶液温度T_s，reg，in、液-液热交换器效率ε_SSHX、室外空气温度和相对湿度对该系统用作全新风机组时稳态热力性能的影响。结果表明，在南京夏季典型工况下，该系统送风参数为17.9℃、9.2 g·kg，热力系数TCOP可达0.56。T_s，reg，in在70℃左右时可以满足送风参数的要求同时保持较高的TCOP。自循环比越小，ε_SSHX对TCOP以及溶液加热器和冷却器负荷的影响越大。此外，该系统适合应用在夏季高温高湿地区。

在我国南方地区，日照情况较好，光伏空调具有较好的气候适用性。目前针对光伏空调的研究主要基于小型光伏空调系统。对位于珠海的光伏直驱变频空调（离心式水冷冷水机组）系统进行实验和分析，引入并网太阳能保证率的分析指标，并评价了冷水机组的部分负荷运行情况、性能系数（COP）、热力完善度。结果表明，在某一典型天工况下光伏空调的太阳能保证率为63.20%，平均COP为6.64，热力完善度为65.94%。光伏直驱离心式水冷冷水机组运行可靠且有较好的节能特性和工作性能。

建立了光电/光热一体化（PV/T）太阳能热泵的数学模型，利用直膨式太阳能热泵实验中获得的数据对模型进行校核，结果显示，模型的计算误差在5%左右。据计算可知，在太阳辐射良好的情况下，PV/T太阳能热泵的COP可达到5以上。在不同的辐射强度下，比较PV/T太阳能热泵与直膨式太阳能热泵的性能，随着太阳辐射强度的提高，系统COP随之提高，热电综合COP平均为7.4，高于直膨式太阳能热泵的COP。结果显示，PV/T太阳能热泵有利于降低系统的能耗，提高光伏组件的光电转化效率，较直膨式太阳能热泵更具节能优势。

热声热机是一种具有高可靠性和环保特性的无运动部件热机。研究对象是一种环路行波热声发动机驱动的热声制冷机，由一个热声发动机单元和一个热声制冷机单元串联成环路组成。高效的行波热声系统要求回热器处在高声阻抗和接近行波的声场中。由于在环路系统中，声场对声阻抗的变化极为敏感，系统中两个回热器的安装位置会极大影响回热器处的声场。为了研究热声核安装位置对系统性能的影响情况，利用DeltaEC对该系统进行了数值模拟，分析了两个热声核在不同安装位置时系统的总能效系数、发动机单元的效率、制冷机单元的能效系数以及两个回热器的平均相位差和声阻抗等。根据计算结果，当制冷机单元回热器沿声功传输方向距发动机单元回热器的距离与环路总长的比值为0.24时，系统可达到最大总能效系数0.45，对应的相对卡诺能效系数是0.13。当该比值的范围在0.21~0.26时，两个回热器的平均声阻抗较大，使系统的总体性能较优。当该比值大于0.26或小于0.21时，制冷机单元回热器和发动机单元回热器的性能都会恶化，造成了系统整体性能的不佳。

选取R1234ze（E）作为高沸点组分，对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置，对R23/R1234ze（E）和R41/R1234ze（E）混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明：以R1234ze（E）作为高沸点组分时，用R41替代R23后系统COP略有下降，单位体积压缩功减小1/3~1/2，单位容积制冷量稍有降低，但系统单位质量制冷量明显提高，可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。

对一种基于固-气可逆化学反应的热化学复合吸附储热循环的储热特性以及能量品位提升性能进行了理论分析，并以MnCl₂/SrCl₂/NH₃作为工质对进行了实验研究。理论分析表明，热化学复合吸附储热循环不仅可以降低外界驱动热源的温度并保证输出热能温度稳定，而且能大幅度地提升输出热能的温度品位。在MnCl₂和SrCl₂都参与放热的实验工况下，获得的储热效率为93.31%。MnCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐MnCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为4393.36和3734.36 kJ·kg^-1；SrCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐SrCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为1947.28和1655.19 kJ·kg^-1。结果表明，热化学储热是一种相当有潜力的储热方式，可为低品位热能的高效回收利用提供强有力的技术支持。

将一种新型肋片式集热器/蒸发器应用于直膨式太阳能热泵热水器，对其进行实验研究，并提出一系列优化方案。由于集热器表面温度通常低于环境温度，集热器除了从太阳辐射中吸收热能，还能从空气中吸收部分热能，集热效率较高。相同外形尺寸条件下，新型集热器较吹胀板集热器有更大的换热面积。实验结果表明，在天气晴朗的秋季，将150L水从20℃左右加热至50℃，热泵的平均供热性能系数（COP）能达到5.37，即使在环境温度为18.6℃的小雨天气，系统平均COP依旧能够达到3.43。对实验样机建立仿真模型，并针对新型集热器提出一系列优化方案，计算机模拟结果表明，经过优化，在晴朗天气将150L水从20℃加热至50℃，系统的平均COP可达到6。

将开式逆向电渗析法浓差能发电技术原理与吸收式制冷/热泵系统循环原理相结合，提出了一种全新的闭式热-电循环转换方法，且发现工作介质（溶质与溶剂混合物）是影响该系统能量转换效率的关键因素之一。以9种溶质（一价无机盐）和17种溶剂（标准沸点温度在40~150℃）为研究对象，通过分析工质的13项关键物性参数（沸点温度、汽化潜热、比热容、溶解度、偏心因子、偶极矩、相对介电常数、电导率、黏度、热导率、燃爆极限、自动点火温度及毒性），建立了从热力学性质、电化学性质、输运特性、危险性等多角度来综合评价热-电循环转换系统工质匹配性的准则，并据此推断无机盐-溶解剂-调节剂三元混合物极具发展潜力。

储水型单水箱热泵热水系统在使用过程中存在自来水补水与水箱原有热水混合并由此导致水箱热水温度下降、热泵循环加热水温起点高，机组平均加热效率难以提高的问题。为此，提出了一种双水箱（加热水箱和储水水箱）热泵热水系统，冷水补水首先进入加热水箱，在其中被热泵机组加热到设定温度后，再送至储水水箱以供给用户侧，从而避免冷热水混合造成机组效率较低的问题。深入分析了双水箱热泵热水系统的系统构成和工作原理，并将其应用于某大学学生宿舍空气源热泵热水系统，同时对双水箱热泵热水系统开展性能实验研究。结果表明，与单水箱热泵热水系统相比，补水水温越低，目标加热水温越高，双水箱热泵热水系统节能效果越显著，当加热水箱初始加热水温与目标加热水温分别为14℃和55℃时，双水箱空气源热泵热水系统的效率比单水箱空气源热泵热水系统提高19.31%以上。

电动汽车锂离子电池温度过高会降低电池的放电效率，加速电池寿命的衰减。为了降低电池组温度，设计了热管内插于电池组的散热系统。以电动汽车实际行驶过程中的速度为依据，对不同放电电流下电池组的温度场分布进行了数值计算。结果表明：随着车速的提高，电池的放电电流、产热量急剧增加，当车速达到120 km·h^-1时，放电电流高达143 A，电池放电截止时，电池组温度达到56℃；与自然对流冷却方式相比，热管冷却可以将电池组的平均温度降低4.6℃，电池组温差降低2.2℃；热管冷凝段长度的增长可以有效地降低电池组的温度，热管冷凝段长度为50 mm时，可以基本上满足电池组的散热需求。

制备了一种以13X沸石分子筛为多孔基质材料、氯化镁为反应盐的高性能复合吸附储热材料，并对其吸附性能和储热密度进行了深入研究。使用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的微观结构和形态特征进行了表征；使用全自动比表面积与孔隙度分析仪（ASAP 2460）测试了复合材料的孔体积；使用恒温恒湿箱对复合吸附材料的吸附性能进行了测试，其中含盐量29%（质量分数）的复合吸附材料达到了0.75 g·g^-1的平衡吸附量，探讨了含盐量和相对湿度对复合吸附材料吸附性能的影响规律；利用激光热导仪（LFA）测试了纯沸石以及复合吸附材料的热扩散系数；利用同步热分析仪（STA）测试了复合吸附材料的储热密度，其中含盐量最高的复合吸附材料质量储热密度达到1628 kJ·kg^-1，体积密度高达412 kW·h·m^-3，定量地分析了氯化镁/沸石复合材料耦合物理吸附、化学吸附与吸收过程的多形态储热密度。

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵空调热水系统，并对其性能进行了理论分析与实验对比，系统利用太阳能提高了集热板的蒸发温度，因此相对于普通的空气源热泵，系统的性能得到了提升。在冬季及春季，对系统样机的性能进行了测试。在春季，太阳辐射强度为856 W·m^-2时，系统制生活热水平均COP为5.78；在冬季晴天测试系统供暖性能，COP变化趋势与太阳辐射强度相同，集热效率则与之相反，COP与集热效率均值分别为5.8和0.64。通过对比分析，探究了系统主要参数的相互关系。

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点，为提高太阳能喷射制冷系统的使用时间，获得太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性，提出了改进太阳能蓄热水箱流程，并在建立太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上，选择新型环保制冷剂R161为工质研究了太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明，与传统太阳能喷射制冷系统相比，所改进的太阳能蓄热水箱结构增加了太阳能喷射制冷系统工作时间和系统制冷效率，系统工作时间延长12.5%，系统提前2 h开始工作，系统的制冷效率提高8.5%。该研究结果可为改进型太阳能喷射制冷系统的工程设计提供理论参考。

为了利用垃圾填埋气（LFG）这种可再生能源，减少化石燃料的消耗，提出一种以LFG为燃料的空气源沼气机热泵供热系统，并研究其供热性能。确定了LFG收集系统以及适合沼气机热泵系统的LFG净化方法。所构建的实验平台可经阀门切换，分别研究沼气机排烟余热单独回收利用或缸套冷却水和排烟余热同时回收利用两种模式。进行了系统供热性能的实验测试，并对影响系统供热性能的沼气机转速、冷凝器水流量、冷凝器进水温度等因素进行了分析。实验结果表明：该热泵系统的总供热量随沼气机转速和冷凝器水流量增大而增大，随冷凝器进水温度升高而减小。系统制热系数（COP）和一次能源利用率（PER）均随冷凝器进水温度升高而减小，但其与冷凝器水流量的关系并非单调变化关系。当冷凝器水流量为1.45~1.65 kg·s^-1时，系统供热性能最好；当冷凝器进水温度为35~45℃时，系统的COP最高可达到4.3，PER最高可达到1.48。

在低温工况下，因跨临界循环CO₂热泵系统气体冷却器的进水温度和CO₂出口温度降低，压缩机吸气压力和温度随之降低。当系统的吸气压力低于压缩机的吸气压力下限时，将导致系统无法稳定运行。为了改变这种现象，采用在气体冷却器冷水入口处混水的方法，将热水箱的热水旁通至气体冷却器冷水入口。采用三通调节阀调节混水比例，适当提高气体冷却器的进水温度，以期实现系统在低温工况下的稳定运行。实验测试结果表明，采用混水方法不仅可保证低温工况下跨临界循环CO₂空气源热泵热水系统的稳定运行，同时可降低结霜频率，延长系统运行时间，但系统的制热量和COP将小幅下降。兼顾系统的热力性能及运行稳定性，当环境温度为-20℃、制热温度为60℃时，较为适宜的混水温度为12~18℃。

采用液相还原法在搅拌反应器内进行了纳米镍粉的制备研究。系统考察了反应物浓度、反应物配比（N₂H₄：NiSO₄）、引发剂浓度、氢氧化钠浓度、反应温度、搅拌速度等操作条件对镍粉物性的影响规律，获得了较优操作条件：NiSO₄为0.8 mol·L^-1，反应物配比为6：1，NaBH₄浓度为0.01 mol·L^-1，NaOH浓度为1 mol·L^-1，反应温度80℃，搅拌速度为2400 r·min^-1，在较优条件下制备出常温下稳定性良好、平均粒径107 nm的面心立方结构的纳米镍粉。

大部分的相变材料都具有一定的过冷度，这限制了相变材料的广泛应用。充分了解相变材料在凝固过程中的温度变化情况对于相变材料性能分析具有重要意义。基于集中参数法和等效比热容法建立了相变材料步冷过程温度变化模型，并通过实验验证了该模型。同时运用模型研究了相变材料过冷度与有效潜热值对其凝固过程中温度变化的影响并得出结论：相变材料开始凝固的时间与相变持续时间均与其过冷度呈指数关系；相变材料开始凝固的时间随着过冷度的增大而增长，相变持续时间随着过冷度的增大而缩短；相变材料开始凝固的时间与其有效潜热大小没有关系，而相变持续时间与其有效潜热值呈明显的线性正比关系。