日益严峻的能源供需矛盾与环境污染问题,使世界各国的节能减排面临严重挑战。在暖通空调领域中,热泵技术是将低品位热能转换成高品位热能的一种节能环保技术。且空气和污水等低品位热能分布范围广、温度变化幅度小、含量巨大且稳定,若能够通过热泵回收利用,可有效缓解能源匮乏和环境污染等问题。然而污水源热泵存在管路和换热设备的堵塞与污染及空气源热泵在低温环境下适用性弱与蒸发器结、除霜等问题。本文为扩展热泵技术、开发自然环境低位能源与满足节能减排的现实需求,提出污水源热泵新型安全取水技术和新型污水源热泵系统及其高效换热技术,围绕其中关键装置的开发和系统的换热性能等开展相应理论分析和实验研究。对这一新思路和新系统的研究兼有理论与实用价值。主要研究工作和成果如下:首先,开发污水干渠原生污水的新型安全取水装置——智能切割型污水防阻机,建立智能切割型污水防阻机的过滤反冲、切割再生的数学模型,同时对污水源热泵系统新型安全取水技术的设计及运行方案进行详细介绍,并对其相关性能进行分析研究。其次,分析空气载热(冷)法的相关理论,综合空气源热泵与污水源热泵的技术特点,提出基于污水源热泵的空气载热(冷)法,开发新型污水源热泵系统,并搭建新型污水源热泵系统的实验台,分析研究污水干渠原生污水的物性参数、空气的物性参数以及空气扩散装置的特征参数等影响参数对新型污水源热泵系统运行特性的影响。最后,开发新型污水源热泵系统高效换热技术,提出几种新型污水源热泵系统高效换热技术形式,包括直接式、间接式、自然对流式和曝气式。重点对曝气式新型污水源热泵系统进行分析研究,阐述其关键装置和部件,并通过算例分析新型污水源热泵系统高效换热技术的换热效果。总之,新型安全取水技术旨在解决恶劣水质对污水源热泵换热器及管路设备的脏堵与污染问题,为污水防阻机和污水源热泵技术的不断研究与发展提供新的方法和指导。而新型污水源热泵系统高效换热技术既可解决污水源热泵堵塞与污染问题,又可避免空气源热泵空气温度过低和蒸发器结、除霜等问题。对缓解能源紧缺、提高利用效率、节能减排都具有重要意义。