本文进行了以HFC125为工质的高温热泵热力性能的实验研究，分析了有、无回热循环工况下，冷凝器不同流程布置形式对系统COP的影响。实验结果表明：无回热循环情况下，冷凝器串并联混合布置形式具有较好的效果，系统COP实测均值达3．0，且和理论值接近度达80％以上。本文研究结果为高温热泵系统的性能优化提供了依据。

离心式压缩机作为高温热泵系统中的关键部件其运行效率、工况范围和安全性能都直接影响着整个机组的性能，而离心式压缩机叶轮叶片的数目是影响离心式压缩机效率的关键参数。目前离心式压缩机叶片数目的确定主要根据经验公式，同一叶轮取不同数目的叶片对叶轮内部流场的影响缺乏定量的分析。对高温热泵离心机取不同叶片数目时的单通道流场进行了数值模拟，分析变叶片数时叶轮内部吸力面分离区和分离点变化特性、二次流损失变化规律，优化叶轮叶片数目，为合理设计离心式压缩机叶轮叶片数提供理论依据。

为了了解高温热泵系统中，压缩机频率对系统循环参数影响规律，本文在R410A高温热泵试验台上，在较大频率范围内（40～120Hz）对各循环参数如蒸发温度、冷凝温度、排气温度、压比、过冷度、过热度等与频率之间的关系进行r试验研究。试验结果表明，冷凝温度、排气温度、压比、过热度随频率的升高而增大，蒸发温度，过冷度随频率的升高而减小。

针对空气源热泵在制取高温热水时遇到的排气温度高、排气压力高、效率低等问题，采用环保混合工质BMR来降低排气温度和排气压力，并采用中间补气结构来改善热泵在高温加热段的性能。试验结果表明，80℃出水时压缩机的排气温度和排气压力得到有效控制，排气温度不超过106℃，排气压力不超过2．7MPa，并且整个过程中制热量较平稳。实现了高温热泵高效稳定运行。

对比了R1234ze、R134a、R124、R142b等工质的热物理性质，分析了几种工质在高温热泵应用中相同工况下的压比、COP、压缩机排气量、排气温度等性能参数，论述了R1234ze用作高温热泵工质的可行性及R1234ze高温热泵机组的特性。结果表明R1234ze在高温热泵75～95℃工作区间内，具有系统制热COP高、压比适中、压缩机排气温度低等特点。同时，其良好的热物性、较低的GWP值决定了其可以应用于高温热泵中。

为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机内部的温度分布状况，基于电机结构建立了电机内部制冷剂流道模型，通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷刷R134a速度场。研究结果表明：当蒸发温度升高时，采用进气冷却电机效果减弱，电机内部温度升高，在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究提供了高进气温度时电机内部温度分布情况，为高温热泵用螺杆压缩机的电机冷却方案提供了思路，同时为压缩机优化设计提供了依据。

热泵蒸汽系统是一种节能环保的蒸汽发生系统。为了研究热泵蒸汽系统的实际使用情况，设计并搭建了热泵蒸汽系统试验平台，通过理论分析和试验测试，研究了热泵蒸汽系统的运行效果。结果表明：热泵蒸汽系统产生蒸汽110℃（0.11MPa，7.68kg/h）时，喷射器喷射系数为0.60，系统COPhps为1.15；产生蒸汽115℃（0.12MPa，14.10kg/h）时，喷射器喷射系数为0.47，系统COPhps为1.17。

以经济器补气的准二级压缩循环为研究对象,在40~65℃循环温升下选取R1233zd(E)、R245fa为代表性高温热泵工质,建立循环分析模型,调用软件Refprop查询工质物性进行理论仿真,在与单级压缩循环对比中分析了中间补气压力、一级压缩容积比、蒸发温度和冷凝温度对循环制热量、压缩机功率、COP的影响。结果表明:蒸发温度45℃、冷凝温度110℃的高温工况下,准二级压缩循环的制热性能优于单级压缩循环;最优相对补气压力系数1.1~1.3处,R1233zd(E)、R245fa的COP分别提高8.7%和11.1%;COP随一级压缩容积比增大而减小,工质COP减小率分别为2.7%和2.2%;COP随蒸发温度升高而增大,工质COP增加率分别为10.1%和10.7%;COP随冷凝温度升高而减小,工质COP减小率分别为9.7%和10.8%。