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本发明总体上涉及一种既能(i)解决燃气轮机、燃气涡轮发动机、工业加工设备和或内燃机中的各种热管理问题(例如,入口空气冷却)；又能(ii)获得一种基于超临界流体的热机的系统。在一个实施例中,本发明使用选自氨、二氧化碳、氮气或其他合适的工作流体介质的至少一种工作流体。在另一个实施例中,本发明采用二氧化碳或氨作为工作流体来实现一种系统,该系统能解决燃气轮机、内燃机或其他工业应用场合中的入口冷却问题,同时获得作为利用燃气轮机和或内燃机余热的第二循环的基于超临界流体的热机,从而产生联合功率循环。