在国家大力促进节能减排的背景下，发展可再生能源是积极应对能源危机和气候变化，提高能源的利用率，推进能源消费结构调整的重要措施，也是我国经济和社会可持续发展的需要。　　作为一种可再生能源的利用方式，江水源热泵利用江河水作为热泵冷热源，温度比空气温度更为稳定，夏季比室外气温低，冬季比室外气温高，能够获得更高的性能系数。论文在对重庆段两江江水水源概况进行了详细的实验研究及调研的基础上，对发展江水源热泵的应用形式及关键技术问题进行了研究，并通过实验提出了长江上游地区特定水源条件下的水质适应性标准。应用污垢理论、两相流及对流换热理论对直接式江水源热泵系统的机组换热器污垢形成机理、对流动换热特性及其管内流动与换热进行了理论与实验研究，并取得了以下相关结论：　　以重庆段长江、嘉陵江江水为例，对江水温度横断面分布规律、随时间的变化及其稳定性进行了详细的实验调研与分析，得出江水温度在整个过流断面上分布均匀并无明显分层现象，夏季保持在25℃左右，冬季保持在12℃左右，是一种稳定的冷热源；江水作为冷热源时必须解决的主要水质问题是含沙量与浊度过高；江水悬移质泥沙主要为粉砂和粘土；三峡库区蓄水对重庆段江水水位与水温影响不大，但泥沙粒径会不断细化。　　通过对江水源热泵系统应用形式、能效利用以及环境影响评价的分析，提出适宜发展江水源热泵技术的开式直接式系统，全年运行能耗比冷水机组+燃气锅炉系统及间接式江水源热泵系统分别节约22％和15.8%，污染物排放量也大大减少，并有效促进了城市热岛效应的缓解。　　搭建了高效节能水源热泵机组水质标准实验台，对在不同水质（含沙量、浊度）条件下的江水进入热泵机组时机组性能变化等情况进行了实验研究以及传热特性分析，提出当水质条件为含沙量≤100 g/m3，浊度≤100 NTU时可作为江水源热泵合适的冷却水水质标准，验证了重庆市地方标准水质指标中含沙量的建议值，增大了水质指标中浊度的建议值。　　设计研发了具有专利技术的水流旋转除渣防堵装置以及浊水过滤自动排渣器，对不同水质条件下的江水进入高效水源热泵机组时防堵除渣效果进行了实验研究，采用丝网过滤及活性炭层吸附的方法，对江水中的泥沙颗粒及悬浮物进行自动过滤分离，能够解决长江中上游地区进入热泵机组的江水清污、防堵、防腐等关键问题，使得直接进入热泵机组的江水水质满足推荐标准。　　对影响江水源热泵换热器结垢因素分析可知，其关键因素为含沙量与浊度，并不包括藻类的作用。采用污垢热阻监测法研究了江水源热泵系统换热器管内污垢在不同江水水质条件下（含沙量、浊度）采用不同流速时随时间的生长特性以及变化规律。研究发现，当江水的含沙量>700.2 g/m3，浊度>252.2NTU时，污垢的形成将会产生诱导期；诱导期与流速成正比关系，而稳定污垢热阻值与流速成反比关系，在不同水质（含沙量、浊度）条件下，换热管内稳定污垢热阻值最大可达1.80×10-4（m2·K)/W，而最小为0.40×10-4（m2·K)/W；除诱导期外，随时间成波浪形上升的污垢热阻值大体形状接近指数函数曲线趋势，并最终达到稳定污垢热阻。　　根据工程经验以及实验研究，得出江水源热泵换热管污垢预测模型符合渐近增长模型，忽略污垢诱导期，根据本文第四章针对长江上游地区地表水水源提出的江水源热泵合适的冷却水水质标准，对在含沙量≤100 g/m3，浊度≤100 NTU的水质条件下建立换热管污垢预测模型，并对所提出的预测模型进行了验证。　　应用颗粒动力方程对泥沙颗粒在江水中的受力情况进行了分析，并以颗粒动力学理论为基础采用双流体模型对含泥沙江水在换热器管内的流动状态进行了模拟研究，可知两相流中固体颗粒相在水平方向体积分数分布呈对称状态，而在管道轴向横截面上沿竖直径向方向呈梯度分布，管道顶部颗粒相浓度很低，底部颗粒相浓度较高。固体颗粒相与液相的速度分布水平方向上呈对称状态，而在垂直方向上不再呈对称状态，速度最大值出现于管道横截面中心稍偏向上部区域。通过对流动过程中不同类型作用力对两相间动量传递过程的影响分析，得到在含沙江水管内湍流流动中曳力及湍流扩散力是两相间动量传递的主要影响因素，直接影响颗粒相的浓度场分布。而附加质量力、Basset力、Magnuns升力及Saffman升力等对流动过程影响较弱。　　通过对含沙江水管内换热的模拟研究发现，泥沙颗粒相体积分数恒定时，换热量随江水流速的增加而增加，而江水流速恒定时，管内换热量随泥沙颗粒相体积分数也是逐渐增加的，当泥沙颗粒体积分数为11%时，最大变化幅度为25.8%。管内平均对流换热系数随着雷诺数Re的增加而不断增加，这种趋势随着雷诺数Re的增大而更加明显，在江水流速V=1.5m/s，泥沙颗粒体积分数?=11%时，换热系数的增幅最大为43.8%。　　论文研究对江水源热泵技术在长江中上游地区的发展做出了贡献，为水源热泵污垢的深入研究奠定了基础，也为相关标准的制定提供了依据，在实际工程应用中可以作为参考。