随着可持续发展战略中环保和节能这两大主题的不断深入，各种低温热源，诸如地下水、土壤、太阳能、余热、废热、城市污水等不断加入到城市热源的行列中来，尤其是城市污水更是显示出了强劲的发展潜力。污水源热泵系统换热工况的选择是系统设计的关键，这些参数的选择，必须在保证系统正常使用效果的同时，还必须满足经济性要求，包括初投资和运行费用两
方面。
本文对污水源热泵系统实际工程中冬季的运行参数进行了检测。根据实际测量的相关数据，分析了一、二级污水泵的匹配对污水防阻机性能的影响，污水进口温度、进出口温差对系统性能的影响，水泵能耗在系统总能耗中的比例。并据此给出了系统中一、二级污水泵的选择原则和依据，系统运行时的调试方法，为污水源热泵系统的工程设计、运行提供理论依据。以动态的年计算费用为目标函数，以污水源热泵系统各环路的设计参数为优化参数，分别推导了系统的初投资和运行费用的优化目标函数，根据实际工程运行中的测试数据完善了优化过程中的约束条件，编制MATLAB程序来对系统设计参数进行优化，并结合实际算例给出了系统参数设计值，分析了个别参数变化时对系统年计算费用和系统机组性能的影响。
在系统环路最优化设计参数确定的基础上介绍了污水—中介水换热器的设计方法和原则，结合实际工程例子给出了换热器的设计步骤和方法，并在有限时间热力学理论基础上建立了系统的换热面积和机组性能的数学模型，结合实际算例给出了系统换热面积的优化设计。