我国的污水处理厂最常用的处理方法为生物处理方法,污水处理尤其是在寒冷地区存在生物处理难、水温低、处理效果差等问题。针对此问题,本文研究在污水生物处理中使用污水源热泵系统,回收处理后污水中的热能加热原生污水。同时考虑到污水水质的特殊性,以淋激板式换热器作为系统的冷凝器。根据哈尔滨某药厂污水排放的实际情况,确定了热泵系统的运行参数。对三级淋激板式换热器进行了设计计算,讨论了结构参数对换热器传热性能的影响,这些参数包括:板片波纹形式、单片有效传热面积、板片长宽比、污水流道的宽度。对淋激装置进行了设计计算,同时讨论了污垢对换热器性能的影响。分别建立了螺杆式压缩机、淋激板式冷凝器、热力膨胀阀、干式U形管壳管蒸发器的数学模型。在此基础上,以质量守恒、动量守恒、能量守恒定律为约束条件,建立了污水源热泵系统的数学模型,用VB编程设计出了污水源热泵系统系能模拟分析软件,并用该软件对设定工况下系统的性能进行了计算,模拟值与设定值基本相同。利用编制的软件对污水源热泵系统的运行特性进行了分析,讨论了污水流量、冷凝器侧污水进口温度、蒸发器侧污水进口温度、污垢热阻在合理范围内变化时,系统主要性能参数的变化规律。这些参数包括:蒸发温度、冷凝温度、换热器传热系数、换热量、出口污水温度、压缩机输入功率、系统制热性能系数等。模拟结果可为工程实际提供参考。本课题研究为“十一五”国家科技支撑计划重大项目“水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范”(2006BAJ01A06)部分内容。