长期以来,燃煤燃气锅炉供暖系统是我国华北地区常用的采暖方式。随着我国经济的不断发展、城镇规模的持续扩大,这些传统的采暖方式缺点越来越突出,不能适应可持续发展的要求。燃煤燃气锅炉供暖系统产生的烟气、NOx和SOx等大气污染物的排放,已经成为了华北地区大气环境污染的主要原因之一,且这类污染物的排放也对人体健康产生了不利影响。随着“双碳”目标的提出,节能环保在各行各业的发展中都成为了一项标杆,因此针对于上述地区采用具有可持续特性的清洁采暖技术具有非常现实而且重要的意义。空气源热泵（ASHP）因其节能、环保、应用灵活等优点,成为我国北方地区一种很有前途的建筑采暖技术,并在“煤改电”清洁供热改造过程中被指定为华北地区农村住宅小型燃煤锅炉的主要推广替代品。空气源热泵与其他传统供暖系统相比较,一次能源消耗量低,污染物排放量低,对环境也更友好。但空气源热泵仍然面对着能效比会随室外温度变化、低温工况下结霜以及制冷剂的臭氧层破坏潜能、全球变暖潜能等带来的环境威胁。R22是目前空气源热泵系统最为广泛使用的制冷剂,但R22即将面临淘汰,为适应当前应用空气源热泵的发展趋势,需要对空气源热泵的工质进行新的选择。在此基础上,本文以北京地区为例,针对华北地区空气源热泵的适用性工质进行了研究。首先,建立了新型混合制冷剂的热物性参数和热力循环性能的模拟计算数学模型,并搭建实验台采用R417A和R22应用于空气源热泵供热系统的性能实验测试数据验证数学模型和计算程序的可行性和准确性,对数学模型进行了校核和优化,而后利用该模型进行了混合制冷剂的分析计算,在验证的数学模型基础上,根据制冷剂的选用原则,混合了M1、M2、M3、M4四种新型混合制冷剂,并用模型计算了不同工况下新型混合制冷剂的各项热物性参数和循环性能,对比筛选出更适用于北京农村地区供热用空气源热泵机组的替代工质。同时也模拟计算了室外温度、供水温度、过冷度和过热度对空气源热泵系统的影响,为优化系统设计提供了参考。根据模拟计算结果显示,M1、M2、M3、M4四种新型混合制冷剂均具有0ODP值和较低的GWP值,是环境友好型制冷剂。同时这四种制冷剂中,M4制冷剂在单级蒸气压缩式空气源热泵中表现出优于R22的COP值,且排气温度低,单位质量制热量高,可作为替代R22制冷剂的一项新选择。本文的研究为供热用空气源热泵的工质替代和系统优化提供了建议和参考。