开发和利用可再生能源是降低化石能源消耗、减少环境污染、节能减排的必然选择,而热泵技术对低品位可再生能源的利用具有长远和现实的意义。开发和利用新的冷热源时应该满足节能、环保和健康发展的要求,而城市污水作为热泵的低位热源正能满足上述要求。但是在提升污水源热泵系统性能以及污水换热器除垢抑垢等方面还存在许多亟待解决的问题。本文着重于新型污水换热器的开发与实验研究。首先,本课题提出了两种抗污、易除污的污水换热器:导流板塔式污水全热交换器(属于间接式换热器)、枕板式换热器(属于直接式换热器)。导流板式污水全热交换器通过污水汽化实现污水与空气的全热交换,这种换热形式可以有效减少污垢堆积对换热效果的影响,同时可以获得一定量的污水冷凝水。枕板式污水换热器中,制冷剂流经枕板换热片的内通道,污水则从换热片两侧的宽通道掠过,这种结构的直接式污水换热器可以减轻污垢杂质堵塞换热器的程度。其次,搭建实验平台并设置自动控制和数据采集系统,针对导流板式污水全热交换器开展了性能测试实验。测试实验表明:污水温度、空气-污水流量比对废热回收量、COP、传热速率增长速度的影响不同;改进后的导流板污水塔的COPu和系统COPs更匹配;在传热速率方面其容量更大,具有更大的热回收能力;从压降、实际用水和冷凝水水质水量的角度来说,节能节水效果显著。最后,本课题实验研究了枕板式污水换热器的换热性能及节能性。结果表明:传热系数K受污水温度的影响较大,受污水流量的影响相对较小;枕板式换热器污水侧换热系数是传统浸泡式换热器的1.73倍;枕板式污水源热泵系统在回收较高温污水废热时,可以获得更大的传热量、更高的COP和更高的节能率;通过适当地增加污水流量可以提高该系统的废热回收量,可以获得更大的传热量、更高的COP和更高的节能率;从污水侧流动阻力和实际用水的角度来说,该换热器及其热泵系统的节能性明显。本文的研究对于人们认识新型污水换热器的运行特性具有重要意义,为抗垢、易除垢的换热设备的深入研究提供参考依据。