能源的开采与利用一直是人类发展进程中最关键的因素,世界上对能源的需求在持续不断的增加,开发新能源,并大力开展节能减排的工作已经十分迫切,随着煤改气、煤改电政策的实施,我国燃气锅炉的占有率越来越高。燃气锅炉燃烧后会产生大量的烟气,而烟气当中有大量可回收的余热,因此烟气余热回收是提高能源利用效率的有效途径,同时减少烟气中水汽的排放,减轻雾霾现象。而目前的回收技术只能回收烟气的显热还有少量的潜热,而回收潜热是提高余热回收率的重点。本文提出GWHE换热技术与热泵技术相结合回收烟气余热,并且回收的热量利用热泵系统可直接用于供热或加热生活用水。本文具体研究内容如下:首先,通过现场调研测定烟气的排烟温度以及烟气的成分,分析低温烟气深度热回收的原理,计算出烟气降低至不同温度可回收的热量,然后提出GWHE换热器与热泵技术相结合的烟气余热回收系统,对比分析不同类型的换热器的优缺点,选定GWHE换热器的形式为管壳式换热器。其次,建立GWHE三维模型,采用k-ε方程,考虑烟气在换热过程中会出现冷凝,选用了Mixture模型中的蒸发-冷凝模型,根据实验测得的各成分的体积分数进行设置,模拟分析不同折流板间距、不同水流速对管壳式换热器换热效果的影响,分析了水流速度、折流板间距与烟气出口温度、水出口温度、传热系数、冷凝水质量以及压降之间的关系,最后通过分析传热系数与压降的比值,将换热器的传热特性以及阻力特性综合考虑选定换热效率最好的工况。通过模拟发现,折流板的间距一定时,烟气的排烟温度随着水流速度的增大而降低,传热系数随之增大,冷凝水量增多,压降也随之增大;而水流速度一定时,烟气的排烟温度随着折流板间距的增加而升高,传热系数也随之减小,冷凝水量减少,压降随之降低;但是通过分析水流速度、折流板间距与传热系数与压降的比值的关系,将传热特性与阻力特性结合起来考虑,折流板间距为138mm,水流速度为1m/s时,可以使换热器能够在足够小的压降下获得比较好的换热效果。最后,用TRNSYS对热泵系统进行仿真,运用了管壳式换热器模块、水源热泵机组模块、水泵模块、计算器模块、控制器模块、水箱模块等建立了热泵型烟气余热回收系统,并根据选取的设备的样本型号进行参数的设置,并对其进行相应的内部连接后进行仿真,对仿真得到的热泵机组的COP、功率以及冷凝器与蒸发器的进出水温度、温差分析烟气余热回收热泵系统的运行特性,分析发现热泵机组的COP在系统刚开始启动时最大为4.23,随着加热生活用水过程的进行,热泵机组的COP逐渐降低,源侧的进出水平均温差为3.38℃,负荷侧的进出水平均温差为4.46℃,系统运行期间,冷凝器与蒸发器的进出水温差都比较稳定,并且蒸发器进口水温在供热初期最低,随着供热的进行逐渐升高,但是与冷凝器入口水温相比,蒸发器进口水温变化幅度较小,对热泵机组COP的影响不显著。