随着全球能源供应日趋紧张，节能减排日益成为各国学者的研究重点。本文介绍了一种新型余热式发动机（热压缩机）驱动的制冷机研究，其是一种外燃加热式热能驱动的制冷机，可直接利用太阳能、工业余热或矿物燃料燃烧等的热能转换成压力波动驱动制冷机工作，具有结构简单和运行可靠等特点。本文分别研究了以热压缩机为驱动源的液氮温区脉冲管制冷机和空调温区VM循环制冷机。　　 (1)首先针对热压缩机和脉冲管制冷机分别建立了热力学理论模型，通过实践经验和软件模拟，依据热压缩机的输出特性设计了脉冲管制冷机各部件的结构与尺寸，搭建了热压缩机驱动的脉冲管制冷机实验平台，分别测试了热压缩机热端加热温度，调相机构和充气压力对制冷机工作性能的影响，获得了制冷机最佳工作频率，实现了在充气压力1.5MPa，加热功率1100W，工作频率5.6Hz时，脉冲管制冷机最低制冷温度为70.4K，为国际上首次利用热压缩机驱动脉冲管制冷机获得的最低温度。　　 (2)基于声电类比研究方法和RC负载测声功法，研究了热压缩机在不同负载阻抗下所能输出的最大声功，实现了在充气压力为2MPa，运行频率5Hz，热端温度为800K时最大输出声功184W，相对卡诺循环效率为27.5％，同时得到了热压缩机最佳负载阻抗值。分别测试了三个不同脉冲管制冷机的制冷性能，计算了相应的总阻抗值，得出了脉冲管和热压缩机耦合的最佳匹配阻抗。　　 (3)分析和研究了VM制冷机在空调温区应用的可行性，通过理论计算选取了空调温区的VM制冷机的最佳冷热腔容积比和冷热排出器相位差，并根据尽量减小热损失的原则设计了一台VM制冷机，研究了热端加热温度，充气压力，运行频率对制冷机性能的影响。计算结果表明，由于实际工况存在各种热损失，COP随着热端加热温度和充气压力的增大而逐渐增大;在热端温度和充气压力一定的情况下，制冷量随着频率的增大而增大，COP随着频率的变化有最大值。在充气压力6MPa，运行频率10Hz，289K(16℃)时制冷量能达到2000W，COP约为2.5～3，可以满足一般制冷需求。同时，分析了各类热损失所占比例。