冷热电联供是一种基于能量梯级利用原则的节能和环保技术，出于对能源和环境问题的高度关注，研究者们逐渐将该项技术向住宅和小型商用供能领域拓展，微型冷热电联供系统成为研究的热点。由于受到余热驱动制冷设备小型化的制约，目前微型冷热电联供的研究大多仅止于微型热电联供的层面，已有的一些基于小型余热驱动制冷设备的微型冷热电联供的初步研究，也仅停留在部件简单连接和系统验证性实验阶段，没有相关基础理论作为支撑。本文针对目前微型冷热电联供系统研究中存在的可靠性差、能量浪费严重、系统性能低下等主要问题，从系统构建过程各阶段所面临的基础性问题入手，以理论计算、动态仿真及实验验证为手段，开展了基于吸附制冷机的微型冷热电联供系统集成优化理论与实验研究。系统集成优化主要包括性能评估、热动力学特性分析、热力过程控制以及最优化运行等4个方面。本文形成的一套微型冷热电联供系统研究的完整方法，同时可扩展到大型冷热电联供系统或其他分布式供能系统的研究中。具体内容包括：　　 1)从理论热力循环出发推导得出了硅胶.水吸附制冷系统的驱动温度下限解析表达式，对硅胶-水吸附制冷机与原动机的余热源能量品位进行匹配分析，从而完成了内燃机和硅胶.水吸附制冷机相结合的微型冷热电联供系统的预构建。建立了内燃机和吸附制冷机的变工况性能预测数学模型，得到了预构建微型冷热电联供系统的变工况性能，并对预构建系统在实际变负荷条件下的热经济性能进行评估。　　 2)建立了硅胶-水吸附制冷机动态分布参数仿真数学模型，完成数值计算，分析得到了硅胶-水吸附制冷机内部热力状态和外部能量输入输出的动态交变特性。并结合内燃机性能预测模型，建立了微型冷热电联供系统动态仿真数学模型，获得了系统全过程工作特性，分析了系统运行参数和设计参数等对系统热动力学特性的影响。基于分析结果揭示了系统4方面的热力过程控制需求：冷启机控制、变工况控制、缸套水温度稳定控制以及安全保护控制。　　 3)分析了控温热管在微型冷热电联供系统热力过程控制中的应用，并与常规控制方法进行对比。针对控温热管控制中的主要基础问题--蒸汽-不凝气交界面的具体形状以及不同组分的相互作用，建立了控温热管传热传质数学模型，获得了控温热管内部各参数场的分布规律以及控温热管的详细工作特性。建立了基于控温热管控制的微型冷热电联供系统全过程动态仿真数学模型，获得了完整的系统工作特性和控制响应特性，指出系统在4个方面的控制上均表现良好。基于系统动态仿真模型，对系统流程和缓冲水箱容量进行了优化分析，获得了优化方案。　　 4)根据理论分析结果，搭建了微型冷热电联供系统性能测试试验台，获得了全工况下原动机、吸附制冷机以及联供系统整体的实验性能参数，同时对部件及系统仿真模型进行了验证。测试结果表明：满负荷条件下，内燃机冷启动时间仅为9分钟，工况变化时缸套水温度限定在85～92℃范围内，吸附制冷机动态交变工作时，缸套水温度的波动幅度在±0.5℃以内；热电联供模式下，系统最大热、电输出分别为35.7kW和16kW，一次能源利用率为76.5％；冷热电联供模式下，冷却水温度30℃、冷冻水入口温度20℃2时，系统最大冷、热、电输出分别为8.3kW、14.8kW、16kW，一次能源利用率为59.2％。满负荷条件下联供系统的一次能源利用率明显高于分供系统，在部分负荷条件下则随具体工况而定，指出联供系统存在运行优化的问题。　　 5)依据理论和实验研究的结果，建立了微型冷热电联供系统多目标混合整型非线性最优化数学模型。得到了实际系统在不同负荷结构下的节能最优化运行策略和经济最优化运行策略，并揭示了系统最优化性能系数随负荷结构的分布规律。研究表明，在节能最优化运行和经济最优化运行中内燃机余热均优先用于满足系统热负荷。通过分析能源价格对系统优化运行的影响，指出无量纲燃气电价比大于0.45时，联供系统在所有工况下均无经济性。联供系统在典型能源价格和实际负荷条件下的全年运行表明：采用节能最优化运行策略，系统全年能量节约率为11.1％，投资回收期为3.6年；采用经济最优化运行策略，系统全年能量节约率为8.2％，投资回收期为3.2年。