目前,国内仍普遍采用燃煤烤房烘烤烟叶,不仅对环境造成污染,也浪费了大量能耗。热泵技术作为一种环境友好技术,运行能耗低,能源利用率高,但在烟叶烘烤领域运用的实例还比较少,如何将热泵技术与具体的干燥对象特性联系起来也有待研究。本文开展热泵技术在烟叶烘烤中的应用研究,以提升热泵干燥系统对烟叶烘烤工艺的适应性,节省烘烤能耗。首先,针对烟叶烘烤工艺,建立复合式热泵干燥系统,并将该系统分为大排湿阶段、稳定干燥阶段、升温干燥阶段三个运行模式。同时,对三种常见热泵工质进行典型工况和变工况分析,从冷凝压力、排气温度、系统COP、压缩比、单位容积制热量等方面比选最佳工质。其次,为了进一步研究复合式热泵烤房的性能,将其与某已实际投入使用的烤房进行对比,采用CYCLEPAD和DEST软件建立热力学模型和建筑模型,对该系统热力学性能、运行能耗以及热负荷进行分析。与某已实际投入使用的烤房相比,复合式热泵干燥系统COP平均提升8.77%,平均烘烤热负荷降低13.04%,平均节省能耗14.64%。两种烤房的平均烟叶失水速率之差在4.22%左右,说明本系统并不影响原始烟叶烘烤工艺,从而保证在一次烟叶烘烤周期中产出的烟叶质量。此外,通过两种热泵干燥系统的运行模式分析,采用两组热泵机组交替运行,不仅能满足干燥峰值热负荷,也能有效降低运行能耗,防止热泵机组长时间连续运行,从而提升机组使用寿命,降低机组故障率。本文研究结果为热泵技术运用于烤烟行业提供一定技术参考。