随着制冷行业的快速发展，当前最具应用前景的准两级压缩制冷系统和自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。但活塞压缩机在准两级压缩系统中的应用及自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题尚未得到有效解决。本文通过理论分析、实验研究和模拟计算相结合，对这两种系统在推广应用中存在的问题进行分析研究。　　本文首先对常见制冷系统进行分类比较，设计了活塞式压缩机准两级喷射制冷系统，通过对系统运行中压缩过程和喷射过程进行了理论分析、性能计算及(火用)分析，并将实验结果与单级压缩制冷系统进行比较。研究发现：在相同工况下中间喷射系统相比于单级压缩系统其性能和(火用)效率得到了明显的提升，在蒸发温度t0为-15℃的工况下，中间喷射系统的制冷量、COP和(火用)效率相比于单级压缩系统分别提升了8.1%、6.9%和34.3%，同时借助(火用)流图表征了系统循环过程的变化情况。本文通过改进活塞式压缩机的压缩过程，采用分段压缩的方式减少了中间喷射系统压缩过程的不可逆损失，提高了系统的(火用)效率及性能，基本实现了准两级压缩的制冷效果。　　其次，在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比之间的关系的基础上，通过对传统的单级自复叠系统进行改造，分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐等元件以更好的调节混合工质的质量流量。实验结果表明：改进的自复叠系统在R23浓度为0.32-0.40之间时，系统具有较高的COP，且系统(火用)效率几乎不受 R23浓度变化的影响，但系统(火用)损失主要存在于压缩机和蒸发冷凝器中，两者(火用)损失占总(火用)损的比例最大可达到40.0%和33.8%。最后，通过Matlab软件对系统进行模拟计算，模拟结果和实验结果相吻合，进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响具有可行性，为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广应用提供了依据。