На основе современных методов прикладной термодинамики разработана методика системно-структурного анализа термодинамической эффективности холодильных машин (ХМ) и теплонасосных установок (ТНУ). Для оценки влияния структурной сложности технологической схемы теплонасосных установок на ее термодинамическое совершенство впервые в термодинамический анализ вводится критерий сложности схемы. Используя предложенную методику, на этапе проектного анализа ХМ и ТНУ можно обоснованно выбрать рациональные конструктивные характеристики теплообменной поверхности испарителя и конденсатора, а также трубопроводов обвязки основного оборудования в зависимости от уровня структурной сложности технологической схемы. Выявлены системные закономерности проявления потерь от необратимости в технологических схемах холодильных и теплонасосных установок парокомпрессионного типа. По результатам анализа известных усложненных схем одноступенчатых и двухступенчатых циклов ХМ и ТНУ выявлено, что с увеличением структурной сложности технологической схемы возрастает жесткость структурных связей, что делает их более устойчивыми к влиянию термогидравлической необратимости в цикле.