进入21世纪,我国乃至世界能源形势越来越严峻,能源危机频发。在化石能源逐步枯竭,并且污染日益严重的情况下,世界把目光投向了可再生能源,热泵技术就是在能源与环境问题的推动下,获得了进步与发展。我国拥有丰富的地表水资源,以地表水作为低位热源的地表水源热泵系统在我国有着极其广阔的发展和应用前景。我国在地表水源热泵方面的研究和应用刚刚起步,与国外的相比,存在着很大的差距。而对于地表水源热泵系统中普遍使用的闭式系统的换热器设计,国内的研究现状存在着一定的问题,并且已经影响到地表水源热泵的推广使用。本文从换热器设计基本原理入手,介绍了换热器设计的一般要求和大致过程,给出了一般间壁式换热器的传热计算方法,得到圆管壁传热系数计算公式;分析了换热器传热表面的传热特性,得到计算内外表面对流换热系数的经验关系式。其次,结合本课题中要研究的地表水源热泵塑料螺旋管换热器的具体情况,将计算换热器内外表面对流换热系数的经验关系式进行简化,建立了适合设计计算的数学模型,在介绍了换热器运行参数的选取原则之后,分别对换热介质为水和乙二醇溶液的供热/供冷工况进行计算,得到了换热器设计线算图。然后,介绍了地表水源热泵空调系统的设计步骤,给出了换热器设计线算图的应用方法,并对换热器的安装、施工和系统调试进行了系统地论述。最后,介绍了常用防冻剂的性能和选择原则,给出了常用防冻剂-乙二醇的安全数据表。本课题来源于“十一五”国家科技支撑计划重大项目“既有建筑综合改造关键技术研究与示范”课题五“既有建筑设备改造关键技术研究”(2006BAJ03A05)。