高温热泵是一种提高能源效率、降低环境污染以及具有经济效益的能质提升技术。其通过回收工业过程中大量废弃的低温余热，进而提供更高品位热能来满足更多领域的热需求。在逐步提高热泵制热温度上限的同时，优化循环性能，实现工质与机械设备的良好匹配，是目前高温热泵的主要研究方向。
　　本文建立卡诺循环、理论循环与理论的实际循环和及实验循环四种热力学循环模型，它们代表循环逐步从理想到实际的演变过程。根据不同循环之间的差异系统地总结出有关循环性能的17个影响参数。另外，以NBY-1工质在制热温度为130℃作为工况，本文使用参数化方法分析理论与实验性能系数的差异，量化地分析循环过程中的不可逆损失。
　　一方面，根据R22、BY-3、BY-5以及NBY-1工质在不同工况下的实验结果，以17个影响参数作为自变量，建立COP与制热量的多元回归模型。同时，基于两个多元回归模型，分别寻找影响系统COP最为显著的影响参数。
　　另一方面，本文基于涡旋压缩机的几何参数，以圆渐开线作为涡旋盘轮廓线，使用双圆弧对涡旋齿头进行修正，建立涡旋压缩机内部的物理模型；进一步针对涡旋压缩机压缩腔与排气管的流体域进行计算网格划分以及相应材料物性与边界条件设置，进而建立涡旋压缩机三维数值模拟模型。
　　最后，本文使用涡压缩机模型对NBY-1工质在制热温度分别为115℃、120℃、125℃以及130℃工况下的循环特性进行模拟计算，以验证模型的正确性与可靠性；进一步，研究压缩机转速对NBY-1工质与压缩机流固耦合特性的影响；另外，预测新工质在制热温度135℃工况时的循环性能。同时，研究涡旋齿齿高与修正角对工质循环参数的影响，寻找实现涡旋压缩机最优运行的结构参数规律。