中高温热泵的研究可以带来巨大的节能与环保效益,而随着环境问题的日益加剧,传统工质因其对环境的破坏性而面临着淘汰,从而限制了中高温热泵技术的发展。本文以寻找ODP为0,GWP值较低,同时热工性能良好的新型工质为研究目标,对所选取的工质进行了理论分析,实验以及仿真模拟研究。本文首先通过筛选,提出了3种新型工质,分别为XP140、R417A以及NC004(R134a:R1234ze(E):R32=40%:30%:30%),并在环境友好性、热物性、安全性等替代原则下对三种工质进行了分析。三种工质ODP均为0,其中NC004的GWP值较低,对环境的危害更小。后通过理论计算对R417A与NC004进行了初步分析,结果表明NC004在中高温区域综合性能表现良好,系统COP与制热量均高于R417A。其次,在水源热泵实验台上对三种工质进行了热工性能参数的实验,实验结果表明,三种工质在中高温工况下均表现出一定的应用潜力,其中XP140在排气压力方面优势明显,但COP以及制热量等参数与另外两工质有较大的差距。NC004在中高温区域性能表现较为稳定,而R417A则略有下降。同时实验还发现可以适当减小工质的过热度以及提高压缩机频率对系统性能有所提升等规律。最后建立了热泵系统仿真模型,通过实验验证发现模型仿真精度较好。并通过仿真模型对R417A与NC004进行了高温工况下的模拟研究,仿真结果显示,在高温区域,工质NC004相较于R417A有着更好的制热能力,然而其较高的排气压力会阻碍其在高温工况下的发展,因此若需要制取较高温度的热水时,需要对系统压缩机的承压能力进行改造升级。通过三种方法的综合分析表明,NC004在中高温区域性能表现良好,且环境友好,具有应用于中高温热泵的潜力。