当今社会能源紧缺的问题备受关注,我国要实现“双碳”目标,还存在巨大的压力与挑战,在“双碳”的背景下,提高能源的利用率和开发新型能源迫在眉睫,回收污水废热是降低化石能源消耗、减少环境污染的途径之一,但由于污水的水质较差,污水源热泵在实际运行中污水在换热器表面结垢会严重影响污水换热器的传热。本文首先提出了一种折流型枕板式污水换热器,基于城市污水的实际工况,测试了折流型枕板式污水换热器的用于制冷剂-污水换热时的传热系数及对应热泵系统的节能效果,研究了污水流量、污水温度对折流型枕板换热器传热和热泵系统性能的影响。其次,本文将实验测得的折流型枕板换热器的结果与直流型枕板换热器进行对比分析,发现直流型枕板换热器的传热效果明显优于折流型枕板换热器,且二者性能之差随污水温度的升高而增大,随污水流量的增大而减小;直流型枕板换热的污水源热泵系统具有更显著的节能优势。随后,本文采用计算流体力学（CFD）方法对直流型枕板换热器进行了仿真分析。发现流体在枕板换热器内部流动有两个明显的分区,分别是流体流速大、温度低的核心区和流体流速小、温度高的回流区,枕板换热器的传热主要在核心区进行;与平板换热器相比,枕板换热器将传热系数提高了近2倍,并且在高雷诺数条件下枕板换热器对传热的增强效果更显著;枕板换热器的焊缝的个数几乎不影响枕板换热器单相传热时的传热特性,但会明显影响换热器内部流体流动,焊缝个数越多,流动压降越大。最后,为获得热工水力性能优异的枕板结构,综合分析枕板换热器的传热系数和阻力特性,改变关键的尺寸参数对换热单元进行数值模拟,并利用性能评价指标评判枕板换热器。通过减小枕板换热器厚度hi、增大焊点横向间距ST、减小焊点纵向距离2SL和减小焊点直径dsp,能够提高枕板换热器的传热系数和流动压降。综合考虑换热器性能时,通过增大枕板换热器厚度hi、减小焊点横向间距ST,增大焊点纵向距离2SL和增大焊点直径dsp,可以提高枕板式换热器的PEC值,提高换热器的热工水力性能。