能源危机和环境污染的加剧严重制约了社会的可持续发展，可再生的清洁能源的开发与利用将成为我国经济可持续发展的重点。中国能源利用的结构正在发生转变。从原有的煤、石油取暖过渡到天然气与电等清洁能源。替代能源虽然可以解决大部分大气污染的问题，但天然气和石油等均属不可再生能源。可持续发展要求进一步提高社会能源利用效率和大量使用可再生能源。 城市生活污水是当前尚未大规模开发和利用的可再生能源，利用热泵来回收其中的热能作为建筑物供暖与空调系统的冷热源己成为目前城市生活污水资源化和建筑新能源开发的前沿课题。此项研究对于重庆至上海沿江流域及三峡库区解决冬季供暖问题具有重大实用意义，本研究依托了重庆市2006年自然科学基金资助项目(CSTC2006BB7134)“城市污水热能综合利用研究”进行。 由于城市污水具有水量大且稳定，水温冬暖夏凉，分布广等特点，污水源热泵具有独特的发展优势。本文针对重庆城区的污水资源现状和水温测试结果，对应用污水源热泵系统进行可行性分析，对应用效果进行了预测，并根据重庆城区的地形等实际情况，分类提出不同污水的应用方案，并针对当前使用污水源热泵系统存在的堵塞、结垢、腐蚀技术难题结合目前已有的研究成果和工程应用经验进行讨论，分析了塑料换热器的特点和可行性，提出排水管道水气换热和曝气池曝气提热两种空气载冷(热)技术方案，针对排水管道水气换热方案推导了排水管道中水气换热的焓差公式，并在重庆王家坡地区测试排水管道的水气换热结果，证明了下水道水气换热的可行性。针对曝气提热(冷)量方案分析了空气在曝气池中的传质过程，对伴随传质过程的传热过程进行了理论说明，结合在重庆市市政污水处理站曝气池现场实验进行了定量分析计算，以期为开发新型塑料换热器和水气换热技术、较好地解决当前污水源热泵换热器存在的技术障碍提供依据和参考。 本文得到下列结论： 1、在重庆应用污水源热泵潜力很大，节能和环保价值明显； 2、为解决污水源热泵系统的防垢、防腐蚀难题，采用塑料换热器、利用排水管道换热和曝气换热可行且成本较低，容易实现； 3、污水源热泵技术的开发推广，不能只局限于暖通空调专业，应以系统工程的方法，综合相关专业和政府部门工作，协调发展，相互促进。