江水源热泵是一种新型的建筑节能技术,目前在重庆乃至全国得到了较多的关注。由于长江、嘉陵江的含沙量较高且随着三峡成库呈现出细化的趋势,如何经济有效地取得尽可能好的水源,已成为江水源热泵技术在重庆地区规模化应用的关键技术问题,对于整个系统系统的建设、运行成本和能效等具有十分重要的影响,亟需深入地开展相关研究。本文在对国内外取水技术的研究进展分析的基础上,针对长江、嘉陵江原水水质,开发了一种侧向流翼片斜板取水头部,对其除沙效率及进水和排沙方式等进行了实验研究,取得了以下主要成果:①对三峡库区长江、嘉陵江的水文、水沙、水温等数据进行了统计分析,提出以长江、嘉陵江水质为水源开展开式江水源热泵技术应用是适宜的,但6~9月夏季含沙量高、颗粒较细是制约江水源热泵的关键问题,提出了取水、水处理的技术要求。②设计了一种利用侧向流翼片斜板进行除沙的取水头部装置,并分别针对粗沙、细沙和粗细沙3种进水水质,在进水流速7~15mm/s下进行了除沙效率及优化结构参数的实验研究。结果表明:影响除沙效率的因素主要为断面水平流速、翼片斜板尺寸和倾角、翼片格数等;翼片斜板规格为60×60×30mm、翼片斜板倾角为60°、断面水平流速为9mm/s~15mm/s、翼片格数n采用25格是较优的。③对该取水头部的防草、防堵方式及排沙斗方式进行了研究,提出了波浪形防草进水口和斗式自清排沙斗,并通过实验确定了波浪形取水头部进水孔流速和进水孔大小,以及集沙斗总容积和高度、排沙管的排沙孔总面积和高度等主要设计参数的合理取值范围。④在上述研究的基础上,在取水规模5.0m3/h、原水含沙量为0.5~3.0kg/m3、泥沙中值粒径D50在12μm、断面水平流速为9~15mm/s下,对侧向流翼片斜板取水头部的除沙效率、出水浊度和沙粒粒径等开展了中试研究。结果表明:侧向流翼片斜板取水头部对泥沙的去除效果较好,高达45%以上,但对浊度没有显著的去除效果;出水的D50明显小于原水的,基本上在10μm以下,Dmax则约为74.17μm;当进水原水颗粒粒小于5μm时,侧向流翼片斜板取水头部对其基本上没有去除效果。通过与现有的某除沙取水头部的分离性能和经济方面比较,侧向流翼片斜板取水头部有很大的技术经济优势,其应用在长江上游地区地表水水源热泵取水系统中是可行的。本论文的研究成果可以为长江上游地区江水源热泵的推广应用提供有力的技术支撑,还可为该地区城镇供水的取水工程设计提供参考。