传统的燃煤烤烟方式在烘烤过程中存在能耗大、能效低、污染严重等问题,逐渐被更加高效环保的烘烤方式所取代。本文提出新型热泵除湿烘干系统,并以一个烤烟周期的烤烟过程模拟为研究切入点,通过理论分析、系统仿真模拟以及对比分析,来对系统的性能特性、节能性以及运行特性进行分析研究。本文对密集烤烟房的负荷进行分析,得出烤烟房的负荷主要分为两部分,一部分为显热负荷,另一部分为湿负荷。显热负荷主要由烟叶本身蓄热、加热室内空气的热负荷以及外围护结构传热组成;烟叶的湿负荷可以看做空气供给物料中水分蒸发的热量。通过对整个烟叶烘烤周期的负荷计算发现,定色期后期热负荷最大值为38.4kW。在负荷计算的基础上,通过MATLAB数值分析计算软件对系统各组成部件进行仿真设计,再对整个热泵系统建立仿真计算模型。由模拟结果可得,新型热泵除湿烘干系统平均COP值为3.82;平均单位能耗除湿量为3.97 kg/(kW·h)。相较于未采用新型热泵除湿烘干系统干燥效率较高。与传统的燃煤烘烤方式相比,新型热泵除湿烘干系统的性能更为优越,比自动加煤的燃煤烘烤方式耗能量少59.7%,比手动加煤的燃煤烘烤方式耗能量少46%,与传统热泵相比,也有一定的节能优势,耗能量减少20.5%。新型热泵除湿烘干系统单位能耗除湿量明显高于其他两种燃煤烘烤方式,而自动加煤烘烤方式和手动加煤烘烤方式的SMER值分别仅为2.19和1.36,传统热泵烘烤方式的SMER值为3.22。对一个烤烟周期内压缩机功耗模拟结果进行分析,确立了采用两台压缩机并联的系统运行方式,其中一台为小型变频压缩机(0.5~3kW),另一台为中型变频压缩机(3-12kW)。当压缩机功耗小于3kW,该阶段开启小型变频压缩机,关闭中型压缩机;当压缩机功耗大于3kW,这个阶段启用中型压缩机,关闭小型压缩机。根据模拟得出的辅助换热量变化情况,设计出机组的运行模式。在初始升温阶段,系统采用升温模式;在变黄期以及定色升温期,采用升温除湿模式;在定色稳温期,采用调温除湿模式;进入干筋阶段,再次启用升温除湿模式。辅助换热量在±0.2kW范围,系统内室内蒸发器端的吸热加上压缩机的功耗近似等于烤烟房需要的供热量,系统采用纯除湿模式。