高温热泵技术扩展了热泵技术的应用范围，更贴合节能环保的社会主题，在传统工质HCFCs已被淘汰、HFCs逐渐禁用的发展趋势下，混合工质越来越被重视起来。本文以理论与试验两方面对非共沸工质高温热泵系统进行了探究。
　　理论方面，为了探究非共沸工质与换热流体之间的温度匹配程度，通过对换热器部件内部总(火用)损分为耗散(火用)损与热力学(火用)损的方法，定义了换热器中总(火用)损与热力学(火用)损之比为温度匹配指标——温度匹配度TMD，该指标认为温度匹配度TMD越小，表明耗散(火用)损越小，换热流体间的温度匹配越好。从十二种非共沸工质中选出三种不同滑移程度的非共沸工质（R600/R32、R600/R134、R245fa/R290）做为理论研究对象探究了温度匹配度TMD与换热夹点、系统COP、(火用)效率η以及换热器实际(火用)损占比ε之间的关系。分析结果表明，温度匹配度TMD能表征系统COP、(火用)效率、换热器实际(火用)损占比以及夹点位置的变化，表征如下：TMD越小，则系统COP、(火用)效率越大以及换热器实际(火用)损占比越小，反之，TMD越大，则系统COP、(火用)效率越小以及换热器实际(火用)损占比越大，且当TMD最小时换热器内夹点总是出现在露点处。
　　试验方面，通过对环境的友好性、工作压力、热泵循环性能、单位容积制热量等多方面的筛选原则对多种纯工质进行了试验工质的选择，发现纯工质R245fa与R290可以优势互补。对混合工质M3（R245fa/R290）进行了各个工质占比下的热泵循环性能等诸多参数的计算，结果发现，M3工质占比越小，滑移温度则更小且冷凝压力总体偏大，而工质占比越大，则COP与单位容积制热量亦总体偏小，因此，将工质M3的中间占比（占比为0.5）所组成的混合物（M3f）最终做为本次非共沸工质热泵系统试验中的对象工质。
　　将试验工质M3f以及对比工质R22应用于所搭建的试验台上，在冷却水出水温度60℃的基础上，设定了三种试验工况，对两种工质进行了每个试验工况下不同充注量的试验研究，从制热性能COP、工作压力、制热量、压缩机耗功、排气温度、压比等方面对循环特性进行了分析讨论。通过对三种工况下的COP进行分析，试验验证了理论中“为了使工质与换热流体之间的温度匹配更佳，冷热源的温变幅度要与两器中工质的温变幅度一致”的结论。结果表明，在COP方面，非共沸工质M3f三种工况的COP平均值与最大值分别为3.0与3.53，同比分别比R22的增大了5.8%、6.3%。在压缩机功耗、排气温度以及冷凝压力方面，三种工况下混合工质M3f均优于纯工质R22。综合来看，非共沸工质M3f综合热泵性能较好。