当前,世界能源危机和环境污染是人类面对的重大挑战,如何实现建筑节能及减少碳排放量,对于人与自然的和谐发展具有重要的意义。由于温湿度独立控制空调系统具有较高的能效比和较好的舒适性,发展前景良好,因此本文研发了应用于温湿度独立控制空调系统的基于非共沸混合工质的变温制冷系统,采用R32/R236fa、R32/R600、R1270/R600三种环保型混合工质,同时制取低温冷冻水（出水温度6℃-8℃）和高温冷冻水（出水温度16℃-18℃）。通过对该制冷系统的理论和实验研究,非共沸混合工质变温制冷系统具备能源高效利用的特点,具有广泛的应用范围和较高的应用价值,研究内容与结论如下:构建了基于非共沸混合工质的变温制冷系统性能的计算模型,针对该制冷系统特点,根据单质沸点特性、混合工质温度滑移、饱和蒸气压力的影响,在综合混合工质的环保性等物性参数的基础上对非共沸混合工质组元及组份进行了初选。在分析非共沸混合工质相变传热不可逆损失的基础上,建立了基于最小熵增法的大滑移温度混合工质组份的优选方法。对该制冷系统与四种常规制冷剂的制冷循环进行了性能参数的比较,并对基于非共沸混合工质变温制冷系统的温湿度独立控制空调系统的节能潜力进行了分析,为后续该制冷系统的实验研究提供了重要的理论依据。搭建了基于非共沸混合工质的变温制冷系统性能测试台,采用三种混合工质的多种组份对制冷系统进行了性能实验测试,对同一组元不同组份、不同组元混合工质的性能进行了实验研究。研究了包括低温制冷量、高温制冷量、低温冷量与高温冷量的比值、总制冷量、压缩机功耗、总COP、低温COP、高温COP、排气温度、吸排气压力、压缩比等制冷系统的最佳性能参数。通过理论和实验相结合的方式,研究了混合工质组份,混合工质泡、露点温度,混合工质滑移温度,低、高温冷冻水水温对制冷系统的性能影响。研究了采用冷冻水串联时的制冷系统特性,分别在冷冻水出水温度5℃、6℃、7℃,冷冻水进水温度16℃、17℃的多种工况下,使用R407C、R1270/R600、R32/R236fa、R32/R600四种工质对非共沸混合工质变温制冷系统进行了实验研究,为非共沸混合工质的变温制冷系统较高的应用价值提供了数据支撑。基于非共沸混合工质相变时的非线性温焓关系,理论分析了三种混合工质在换热器中的温度分布,并讨论了工质组份和热汇温差对冷凝器中出现的传热窄点和在蒸发器中出现的最大传热温差的影响,通过实验研究验证了基于最小熵增法的大滑移温度混合工质组份的优选方法的实用性。通过对非共沸混合工质相变换热过程中温差传热?损率和滑移温度?损率的理论研究,建立了基于?损率的?_glide（混合工质温度匹配系数）参数的计算模型,分析了混合工质温度匹配系数对混合工质相变换热的影响,并通过实验验证了该模型的正确性。