W pracy poddano analizie szereg kluczowych zagadnień termodynamicznych i wymiany ciepła związanych z poprawą efektywności energetycznej urządzeń realizujących obiegi lewobieżne w oparciu o wyniki własnych badań w tym zakresie. Obiegi lewobieżne są realizowane w układach chłodniczych oraz pomp ciepła. Omówiono zasadnicze kierunki popraw efektywności energetycznej urządzeń sprężarkowych, zwracając przy tym uwagę na ważny aspekt zastosowania w technice chłodniczej i pomp ciepła nowych, proekologicznych płynów roboczych. Przedstawiono analizę termodynamiczną wpływu parametrów roboczych, takich jak ciśnienie parowania, przegrzanie pary, ciśnienie skraplania oraz dochłodzenie ciekłego czynnika na sprawność obiegu. Przeanalizowano wpływ straty dławienia na efektywność urządzenia chłodniczego sprężarkowego. Zaproponowano własne modele obliczeniowe wymienników ciepła uwzględniające wpływ przegrzania pary, gazów inertnych oraz oporów cieplnych zanieczyszczeń powierzchni wymiany ciepła. Przeanalizowano także zagadnienia zastosowania nowych płynów roboczych oraz wynikające z tego konsekwencje na możliwy do osiągnięcia poziom efektywności energetycznej układów chłodniczych oraz pomp ciepła. W dalszej części pracy zaprezentowano sposoby intensyfikacji wymiany ciepła w przemianach fazowych. Dokonano szczegółowej analizy jednej z nich a mianowicie metody elektrohydrodynamicznej w aspekcie oddziaływania silnego pola elektrycznego ną dwufazowe ośrodki dielektryczne. Szczególną uwagę poświęcono zależnościom opisującym siłę elektrohydrodynamiczną (EHD) oraz podano ich interpretację fizyczną w odniesieniu do dielektrycznych ośrodków dwufazowych. Zaprezentowano własną analizę działania składowych siły elektrohydrodynamicznej o kierunku prostopadłym do powierzchni rozdziału faz. W oparciu o podstawowe równania zachowania masy, pędu i energii przeprowadzono własną analizę liczb podobieństwa opisujących konwekcyjną wymianę ciepła w warunkach działania pola elektrycznego. Przedstawiono własne badania eksperymentalne oraz teoretyczne intensyfikacji wymiany ciepła w procesie skraplania czynników chłodniczych na powierzchniach rozwiniętych, przy czym głównie skoncentrowano się na zagadnieniach skraplania pary na powierzchni zewnętrznej poziomych rur ożebrowanych omówiono zagadnienie tworzenia się tak zwanych klinów cieczowych i ich rolę w procesie skraplania. Zaprezentowano własne modele drenażu skroplin z powierzchni poziomych za pomocą nasadek oraz igieł drenujących. Dokonano analizy tychże modeli na podstawie obliczeń numerycznych. W dalszej części pracy zaprezentowdno ideę nowej metody intensyfikacji wnikania ciepła poprzez drenaż skroplin z rury poziomej wywołany lokalnym oddziaływaniem pola elektrycznego. Przedstawiono własny model elektrohydrodynamicznej metody intensyfikacji procesu skraplania na poziomych rurach ożebrowanych. W zwięzły sposób zaprezentowano dotychczasowe wyniki badań eksperymentalnych w zakresie elektrohydrodynamicznej intensyfikacji skraplania błonowego. Zaprezentowano wyniki własnych systematycznych badań wymiany ciepła oraz struktur spływu skroplin podczas skraplania pary czynnika R-123 na poziomych rurach gładkich oraz o powierzchni rozwiniętej. Badania te potwierdziły wysoką skuteczność nowej metody intensyfikacji procesu skraplania. W oparciu o badania wizualizacyjne opracowano klasyfikację struktur spływu skroplin w warunkach elektrohydrodynamicznego drenażu. oprócz badań wymiany ciepła, na podstawie badań wizualizacyjnych dokonano także klasyfikacji struktur spływu cieczy w warunkach pola elektrycznego. Kolejna część pracy jest poświęcona zagadnieniom redukcji strat dławienia. Dokonano analizy procesu dławienia czynników chłodniczych w elementach rozprężnych. Zaprezentowano własne modele dławienia czynników chłodniczych w rurkach kapilarnych, stanowiących elementy rozprężne stosowane w małych instalacjach chłodniczych oraz pompach ciepła. Następnie zaprezentowano ideę zastosowania strumienicy dwufazowej do redukcji strat dławienia w układach chłodniczych sprężarkowych. Przedstawiono własny model obiegu strumienicowo-sprężarkowego, pozwalający na ocenę możliwej poprawy efektywności energetycznej urządzenia z tytułu redukcji straty dławienia. W dalszej części pracy ząjęto się zagadnieniami pracy strumienicy dwufazowej cieczowo-parowej na czynniki łatwowrzące. Przedstawiono własny model strumienicy dwufazowej Zaprezentowano wyniki własnych badań charakterystyk pracy strumienicy dwufazowej, a także badań wizualizacyjnych. Wykazano, że jest możliwe osiągnięcie bardzo wysokiej sprawności strumienicy dwufazowej, umożliwiającej uzyskanie znacznej poprawy efektywności energetycznej układów chłodniczych sprężarkowych. W końcowej części pracy dokonano podsumowania uzyskanych przez autora wyników badań.