随着全球气候变化问题的日益突出,建筑能耗占全国能耗的比重会越来越大,而空调与热水系统又是建筑能耗中的耗能大户,所以应更加重视低碳能源的使用率。我国废水排放量巨大、热能资源丰富,废水余热利用具有环保、高效节能等优点。但日常生活中小型、分散、间断的洗浴方式导致洗浴废水不能充分利用而直接排放,不仅浪费能源,还会造成环境污染等问题。本文以某工厂浴室改造为工程背景,采用实验与理论研究相结合的方式,测试并优化了间断式洗浴废水余热利用系统的运行性能。本文首先搭建了间断式洗浴废水余热利用系统实验平台,包括热水制备与供应系统、污水换热系统、数据采集及控制系统。在对实验系统调试并校验测试误差后测试了系统的运行性能,发现本系统存在污水池内污水温降过快、系统制备热水温度和COP波动较大且逐渐降低等问题。实验结果显示,各水泵功率较为稳定,污水换热泵流量随污水池温度降低而逐渐减少,制备的热水温度最高为54.4℃,但工作约5个小时后制备热水的温度下降了10℃。污水池内顶部污水最高达到25.1℃,但中部和底部污水温度增长分别约为1.4℃和0.8℃,且顶部污水温度降低速度较快,在下午机组停止工作前降低至10℃,说明目前污水池内污水流动情况导致污水池整体温度环境较差,废水余热流失较多,机组无法长时间制备温度较高的热水。如何减缓污水池内温度降低速率是提高机组性能的关键。其次,以改善污水池内污水温度环境为目标,建立了污水池的三维非稳态数学模型,并对模拟条件进行了合理假设后,利用FLUENT软件对五种不同进出口位置的污水池模型换热过程进行了模拟。通过对比分析五个模型不同深度不同时间温度环境,选出了换热过程温度环境最好的模型。通过第一次实验数据回归得出各设备的数学模型,建立间断式余热利用系统的TRNSYS仿真平台,并模拟改进前的运行情况。对比模拟与实验结果验证了仿真平台的可靠性,并将改进后的污水温度模拟结果输入仿真系统后,模拟得出改进后系统制热量比改进前增加了14.77%,热泵机组的COP平均值提升14.46%。最后,依照模拟得出最优污水池模型对污水池进出口位置进行了改造,并对改造后系统运行情况进行了测试。改造后在各水泵流量几乎不变的情况下,热泵机组制备的热水温度比改进前更高,污水池顶部温度在洗浴时基本相同,但在非洗浴时段,改进后顶部温度降低速率明显减小。改进后中部污水温度比改进前明显提高,且能为顶部污水换热提供热量。改进后虽然各设备的功率小幅度增大,但热泵机组和系统COP比改进前提高0.3~0.6。