影响造纸行业发展的三大关键性问题是造纸原料、环境污染和能源问题。其中，能源与造纸工业关系极大，能源的供需矛盾长期存在，节能降耗已成为纸业界十分关注的问题，是提高浆纸行业利润的重要途径之一。对于我国造纸工业，节能的任务十分迫切。就制浆造纸各个环节的能耗而言，纸机干燥部一般是耗能最大的工段。我国传统的蒸汽冷凝水系统存在许多弊端，急待改造；根据分析，应用热泵对我国造纸机干燥部传统的蒸汽冷凝水系统改造，可以明显降低造纸机能耗。但是热泵在我国的应用和研究都比较落后，热泵的设计没有成形的设计指导，传统流程需要改造，配套的控制方法也需要进行研究，这些都是本文研究的动机所在。 热泵的研究方法可以采用理论研究和试验研究，但是这两种方法受到许多实际条件的限制，使得热泵的研究进展缓慢。最近迅速发展的CFD技术为热泵的研究开创了另一个有效的途径。 本文首先对于热泵有关理论进行了较全面的研究分析和总结。然后，采用CFD技术对热泵进行分解仿真研究：先对热泵的重要组成部件喷嘴进行仿真研究；然后对热泵进行仿真研究。研究的模型主要采用了分离式求解模式，采用二维双精度求解模型，湍流模型为标准的k-epsilon两方程模型计算，采用标准的壁面函数计算壁面参数，蒸汽按理想气体定律计算密度的变化；据此计算的结果，本人从结构对性能的影响以及变工况性能的变化两方面进行了较全面的分析。通过对大量的热泵模型进行仿真，得到了热泵结构尺寸与性能的基本关系。其次，本文对热泵的应用系统进行了较全面的比较分析研究。通过分析国内外主要的热泵应用系统优缺点提出了新组合的热泵应用热力系统流程，并配套了控制算法。本文最后对控制系统的干扰问题进行了总结。 本研究的主要成果及主要贡献表现在三个方面：在对热泵理论分析总结的基础上，提出了热泵的一种设计方法。通过对大量的热泵模型进行仿真，得到了热泵结构尺寸与性能的基本关系。通过分析国内外主要的热泵应用系统优缺点提出了新组合的热泵应用热力系统流程，并配套了控制方案。