随着社会的快速发展,不可再生能源消耗与日俱增,引起严重的环境问题。受全球变暖的影响,制冷能耗在社会能源消费中占比显著。因此,降低制冷系统压缩功以减少电能消耗具有切实意义。在节能技术当中,通过低品位热能降低制冷系统压缩功的热功复合驱动制冷系统受到了极大的关注。然而,现有的优化模型却不一定导向节能量最大的方案。此外,工程应用以中等规模热源数量为主,其与现有热功复合驱动制冷系统的匹配性差。基于此,本论文主要从增强节能的角度对热功复合驱动制冷系统开展建模分析及循环改进,定义热驱动过程运行份额并将其引入压缩功计算模型,通过比较分析不同系统节能量差异指出了循环改进方向,在此基础上提出了新型的热功复合驱动两级制冷循环,主要研究了关键参数影响特性及其最优值变化特性。首先,在引入热驱动过程运行份额计算压缩功的基础上,对比分析了基于蒸发-冷凝与基于蒸发-过冷的两种复叠制冷系统压缩功节约量。研究结果表明,对于小规模热源,类似于蒸发-过冷的单一相变复叠过程有利于增加循环节能量。其次,提出了适用于中小规模热源的、基于过冷与级间再冷的热功复合驱动两级制冷循环,通过构建蒸发-过冷、蒸发-再冷两个单一相变复叠过程,显著提升系统性能。与基于蒸发-冷凝的复叠制冷系统相比,新循环压缩功降低了10.45%,全局COP以及ECOP分别提高了10.75%和11.08%。此外,应用于亚热带城市广州的新循环相应的净现值为33652.6元,投资回收期为3.67年。最后,将热驱动过程运行份额引入系统各类热力性能指标计算中,发现不同指标对应的最优参数不再具有差异化而是趋于一致化,获得了包括新循环在内的四种热功驱动复合制冷循环关键参数变化规律。本论文相应的研究成果有助于改善热功复合驱动制冷系统的节能特性。