So với điện năng, cơ năng và các dạng năng lượng khác thì nhiệt năng có khả năng biến đổi thành các dạng năng lượng khác hạn chế hơn rất nhiều. Đặc tính này làm cho các quá trình nhiệt - lạnh là những quá trình không thuận nghịch, luôn kèm theo sự giảm giá trị và sự xuống cấp của năng lượng. Vì vậy, phương pháp tính toán và công nghệ sử dụng nhiệt năng trong các quá trình nhiệt - lạnh cho đến nay vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề phải tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện.
Trong lĩnh vực nhiệt độ thấp - Kỹ thuật Lạnh và Điều hoà không khí, vấn đề này lại càng bức xúc hơn, nhất là khi đánh giá so sánh hay phân tích hiệu quả các quá trình và thiết bị. Cách tính tổng nhiệt lượng ở các nhiệt độ khác nhau là không phù hợp, giá trị hệ số lạnh (COP) không phản ánh tức thời hiệu quả thực của quá trình. Hàm mục tiêu của bài toán tối ưu là hiệu suất nhiệt, hiệu suất exergy hay những đại lượng nào khác, làm thế nào để tự động hoá tính toán và quản lý vận hành các hệ thống nhiệt lạnh nói chung và các hệ thống lạnh nói riêng một cách khoa học, chính xác, kịp thời,... là những vấn đề cấp bách đặt ra cho các cán bộ khoa học, cán bộ quản lý và các kỹ thuật viên trong công tác nghiên cứu, thiết kế, điều hành thực tế các công trình nhiệt lạnh.
Vì thế, trong thời gian gần đây, những vấn đề về Nhiệt động học ứng dụng và Công nghệ năng lượng vẫn được các nhà khoa học trên thế giới tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện mà điển hình có thể kể tới nhóm nghiên cứu của giáo sư Lucien Borel ở trường Đại học Bách khoa Lausanne (EPFL - Thụy Sỹ).
Qua thực tiễn giảng dạy và nghiên cứu khoa học, trên cơ sở kế thừa những thành tựu đã có, tác giả biên soạn cuốn tài liệu chuyên khảo Phương pháp phân tích chất lượng và tính toán hiệu quả các hệ thống lạnh. Cuốn sách này được biên soạn theo hướng mở rộng áp dụng những phương pháp đó cho cả phạm vi nhiệt độ cao của các hệ thống năng lượng với chu trình thuận, nhằm trang bị cho các học viên cao học ngành Kỹ thuật Nhiệt nói chung và Kỹ thuật Lạnh và Điều hòa không khí nói riêng, các vấn đề lý thuyết cơ bản, hiện đại cùng một số ví dụ áp dụng thực tế về phương pháp đánh giá hiệu quả, tự động hóa tính toán và quản lý vận hành các hệ thống lạnh. Cuốn sách cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và sinh viên các chuyên ngành Nhiệt - Lạnh. Trong quá trình soạn thảo, tác giả đã chú ý cập nhật thông tin về lĩnh vực nhiệt động học các quá trình năng lượng, làm rõ chất lượng nhiệt động của một hệ thống để áp dụng giải quyết những bài toán thực tế và đề nghị một số thuật ngữ chuyên ngành tiếng Việt khi sử dụng phương pháp exergy.
