高温热泵技术广泛应用于造纸、化工等工业生产中。其作为回收能源、降低环境污染、提供高品位热能的余热技术,具有突出性优势。对高温热泵技术温度提升能力的开发,以及优越循环性能的追求是高温热泵主要的研究方向。本文展示了COSMO-RS模型在工质性质预测方面的优越性。并对纯工质的饱和蒸气压及混合工质的汽液相平衡性质的COSMO-RS预测分别提出了修正方法。通过对R245fa的饱和蒸气压性质预测和R600+R245fa的汽液相平衡性质的预测,验证了所提出的修正方法可以提高COSMO-RS模型在高温区的预测精度。开发了一种新型二元混合高温热泵工质NBY-1,并采用修正后的COSMORS模型预测了NBY-1在冷凝温度85-135°C下的汽液相平衡性质。在高温热泵实验台上,以NBY-1为热泵循环工质,进行了高温热泵工况试验。通过改变膨胀阀开度、调节蒸发器侧循环水的流量、冷凝器侧冷却循环的流量以及改变工质的充注量,最终在蒸发器进水温度为80°C,冷凝器出水温度为130°C时,使热泵系统的COP达到了2.75。并进行改变低温热源温度的实验,结果显示工质NBY-1具有较高的温度提升能力,当蒸发器进水温度为60°C时,系统可实现70°C的最大温升。另一方面,本文进行了NBY-1在供热工况的实验研究,并将实验结果与文献中同等供热工况下的热泵工质进行了对比,结果显示NBY-1热泵的COP均较优,如当蒸发器进水温度为70°C,冷凝器出水温度为90°C时,系统的COP可高达5.84。因此将NBY-1推广至供热领域,应用前景广阔。最后,在蒸发器进水80°C,冷凝器出水115°C的工况条件下,通过Fluent模拟了工质在涡旋压缩机中的高温高压流场现象,分析了工质的压力场、速度场及温度场,探讨了流体工质与机械设备的流固耦合特性及规律。