碳氢化合物是环境友好的制冷剂，其中可用于制取低温的有R170（乙烷）和R1150（乙烯）等，而R290（丙烷）和R1270（丙烯）可以用作高温级制冷剂。通过热力学理论计算，得到了-80～-60℃蒸发温度下采用这些碳氢化合物组合的复叠式制冷循环的最大COP值，以及COP的变化规律，并与R22／R23作为制冷剂的复叠式制冷循环进行了对比；发现了其中R290／R170和R1270／R170与R22／R23性能接近；可以作为复叠式制冷循环的替代制冷剂。

由于臭氧层破坏和温室效应的不利影响，用自然工质替代合成工质越来越受到国内外制冷界的重视。在几种常用的自然工质中，除水和空气以外，CO2是与环境最为友善的制冷工质之一。CO2使用安全，无毒；物理化学稳定性好；单位容积制冷量大，有利于减少装置体积；在超临界条件下，它的流动传热性能好；此外，CO2容易获取，价格低廉，不需要回收，

通过建立理想VM循环燃气热泵的理论模型，分析了热泵运行的温度区间对系统性能系数的影响。分析发现理想VM循环燃气热泵的性能系数只与高温热源、低温热源和中间温度热源的温度有关，而与工质的性质无关。其中低温热源温度的变化对性能系数的影响最大，中间温度热源次之，高温热源温度变化的影响最小。