当前人类面临化石能源日益紧张的问题,同时我国的中低品位热资源数量巨大,有效利用中低品位热是能量可持续发展的重要途径。中低品位热驱动的热转换循环可以输出功或者冷,是利用中低品位热的有效工艺。中低品位余热驱动的热转换循环的类型有很多,比如有机Rankine循环、吸收式动力循环、吸收式热泵循环、吸附式热泵循环和吸收式功冷并供循环等,尤其是吸收式功冷并供循环,它的效率一般要高于同等条件下分产系统的效率,近年来引起了很多研究学者的关注。本文着眼于中低品位余热驱动热转换循环的热转换机理和功冷并供循环,主要研究内容如下：第一,提出了一个新的概念,即化学热机子循环,用来分析热转换系统和应用于系统创新。化学热机主要包含一对吸热和放热的可逆反应,反应工质可以是气-固或者汽-液相。通过高温输入热和低温输出热之间的能量品位差,化学热机可以向外输出两种形式的做功能力wA*和wR·, wA·和wR*分别以化学热机输出的热机工质与热泵工质物流为载体。wA*和w.R*可以单独或同时利用,但是只有通过化学热机子循环与热机子循环或热泵子循环耦合形成热转换系统时,wA*和wR*才能体现出来。接下来,利用化学热机子循环的概念依次对吸收式热泵循环、吸附式热泵循环、吸收式动力循环和吸收式功冷并供循环进行了案例分析,并对它们的热转换原理进行了评价分析。其中,重点分析了R32+DMF体系的功冷并供循环,利用log p-h图和T-s图描述了子循环之间能量梯级转换构型的原理。结果表明,无论是热机子循环中膨胀功的增加,还是热泵子循环制冷压缩功的消除,都是由于化学热机子循环利用了中低品位热输出了做功能力。第二,利用化学热机子循环的概念分析了Kalina循环和氨水双效吸收制冷循环的能效提升机理,并在此基础上首先提出了一个新型的开式功冷并供循环,Kalina循环和氨水双效吸收制冷循环的能效提升机理在开式新循环中都展现了出来,新循环中的热机子循环通过接受第一个化学热机子循环输出的做功能力wA*,其热功转换的效率得到了提高；两个化学热机子循环均输出了制冷的能力wR*,并且输入第一个化学热机子循环的热量依次用来驱动两个化学热机子循环,实现了能量的梯级利用；输入热机子循环的热量依次用来驱动热机子循环和第二个化学热机子循环,这一部分循环输入热同样实现了能量的梯级利用。并对参比循环和新型开式功冷联产循环的拥损失分布进行了对比分析。接下来还提出了另外一个新型的闭式功冷并供循环构型,并从化学热机概念的角度,分析了两个新功冷联产循环的区别与联系。第三,建立了热机子循环、热泵子循环和化学热机子循环一般化的具体构型,并归纳总结了通过子循环耦合的方法构造热转换循环构型的一般导则。对于功冷并供循环,需要将三个子循环同时进行耦合,发现热机子循环和热泵子循环的构型变化不大,组成设备单元基本定型,但是化学热机子循环的构型多种多样,所以功冷并供循环的构型创新,关键在于其化学热机子循环的构型创新。然后在化学热机子循环一般化构型a的基础上,构造出了三个新的化学热机子循环构型b,c和d。化学热机子循环的构型b与热机子循环和热泵子循环耦合的时候,可以构成前面介绍过的开式和闭式两种功冷并供循环构型。当化学热机子循环的构型b、c分别与热机子循环和热泵子循环共同耦合的时候,则可以得到另外两种新型的功冷并供循环构型。第四,研究开发了氨水以外的功冷并供循环工质对。提出了一个以LiBr-H20为工质的功冷并供循环,并用Aspen Plus进行了模拟计算。除此之外,选择并测定了R161+DMAC.R161+NMP.R134a+DMAC和R134a+NMP这四个二元体系在293.15K-353.15K范围内的汽液相平衡数据,然后选择了五参数的NRTL模型对实验数据进行关联。本次试验的四个二元体系均对Raoul定律呈现负偏差,并且负偏差由强到弱的顺序排列为R161+DMAC>R161+NMP>R134a+DMAC>R134a+NMP,表明这四个体系之间均具有比较好的亲和性。然后基于分子结构和氢键的理论解释了活度系数负偏差程度存在差异的原因。本次试验为开发研究吸收式功冷并供循环新型工质对提供了热力学基础数据。最后,针对气固化学热机,提出了驱动力转换因子的概念,并力图将其作为选择气固化学热机工质体系的评价指标,某一工质对体系的驱动力转换因子越高,则该工质组成高效气固化学热机的潜力也就越大。计算了36对氨体系工质对和14对水体系工质对的驱动力转换因子,发现平衡转换温度越高的工质,对应的驱动力转换因子越小。