高温热泵技术可以利用石油化工、农林烘干、纺织、冶金、橡胶、食品等不同行业生产工艺中产生的大量废热余热,产出高温热水或高温蒸汽来满足生产工艺的需要,避免了废热直接排放造成的能源浪费和环境污染,具有巨大的节能减排效益。适用于高温热泵的新型工质是高温热泵技术研究的关键,由于不同生产工艺具有不同的余热资源和供热要求,单一组分工质难以在宽广的温区内保持较高的性能,而针对每一种工艺进行高温热泵开发难以形成规模化生产和应用。本文提出了基于不同工况下高温热泵“灌注式”应用的混合工质组分优化方法。在不同的应用工况下,通过充灌对应配比的混合工质,无需对热泵机组进行改变,即可实现供热需求,且具备大概相同的制热量、排气压力等,为实现不同生产工艺要求的高温热泵规模化生产提供了技术支持。本文针对不同行业生产工艺中对高温热水的需求,将冷凝温度划分为70-90℃、90-110℃、110-130℃三个温度区间,对R134a/R245fa、R152a/R245fa和R1234ze/R245fa三组混合工质进行变工况理论循环计算分析,得到不同应用温度区间内最优组分配比。针对乙醛酸生产系统,研制混合工质高温热泵,用以代替原生产工艺中的燃气锅炉,利用生产过程冷却水余热,制取80℃热水。机组选取半封闭螺杆式压缩机,采用喷气增焓热泵循环,通过对混合工质组分优化、温度滑移条件下蒸发器冷凝器匹配设计、新工质电子膨胀阀控制规律等研究,制造了制热功率为120k W的试验样机。同时建立高温水源热泵试验系统,对混合工质高温热泵进行了实验研究。在蒸发器进水温度20-50℃、冷凝器出水温度60-85℃的工况条件下,对试验样机变工况性能进行测试和连续运行可靠性实验,结果表明,新型混合工质高温热泵在高温工况运行时,具有良好的性能参数,满足生产工艺的要求,具有较好的节能减排效果和经济效益。