利用可再生能源降低暖通空调能耗,对减少碳排放有重要意义。城镇污水是热泵理想的低品位热源,污水源热泵能够从污水中提取废热,实现“变废为宝”。由于城镇污水水质较差,污水源热泵在实际应用过程中换热器结垢问题无法回避,换热器结垢不仅使系统换热效率下降,还会增加初期投资和系统运行维护费用,严重影响了污水源热泵技术的推广与应用。因此,有效去除污水换热器换热表面的污垢是亟需解决的问题。本文在污水换热器污垢文献研究的基础上,分析了污垢种类、污垢形成机理、垢层的结构、污垢生长影响因素以及污垢沉积预测模型,对比了不同污垢监测方法和换热器除垢方法,以壳管式污水换热器为研究对象,以不同形状的光敏树脂颗粒为固相颗粒,进行了水平单管液-固循环流化床流动特性实验和污水换热器除垢实验。本文主要工作内容和结论如下:1、设计并搭建具有水平透明测试管的液-固循环流化床实验台,运用ccd相机图像采集手段,研究了流体速度、颗粒添加体积百分数、管道内径、颗粒类型对固相颗粒在管道中流动特性的影响。实验结果表明:流体速度是影响颗粒在管道中流动特性的主要因素,随着流体速度的增加,颗粒分布不平衡率下降,颗粒轴向相对速度先下降后上升;实验所测试的颗粒添加体积百分数和颗粒形状对颗粒分布不平衡率和颗粒轴向相对速度没有发现规律性的影响;在实验所测试的三种管道内径工况中,管道内径为40mm的工况下颗粒分布较为均匀,管道内径为25mm的工况下颗粒轴向相对速度较高。实验结果为污水换热器流态化除垢运行参数的确定提供参考。2、设计并搭建了水平液-固循环流化床污水换热器实验台,采用污垢热阻法对换热器内污垢热阻进行监测,运用流态化在线除垢技术对结垢污水换热器进行除垢实验研究。研究结果表明:流态化在线除垢技术能够将污水换热器内沉积的污垢有效去除;在Somos1颗粒、Somos2颗粒、Somos3颗粒、Somos4颗粒的除垢工况下,换热器污垢热阻分别降低了49.13%、50.42%、49.72%、41.53%;在实验所测试的颗粒形状中,具有尖锐棱角形状的颗粒除垢效果最好,颗粒对污垢的剐蹭作用是去除软垢的主要方式;光敏树脂材质的固相颗粒硬度较低,能够有效去除沉积在换热表面的软垢,但对硬垢的去除能力较弱,为了获得理想的除垢效率和除垢效果,应选择具有尖锐棱角形状且材料硬度适宜的颗粒作为固相。