热泵是可以取代锅炉供暖并提高能源利用效率的一种新技术,是解决目前风电弃风限电问题的有效途径之一,风能热泵供热对提高电网低谷风电的消纳能力,保证风电上网效率,改善目前我国不合理的能源结构,控制温室气体的排放具有重要意义。首先,从现有复合热源热泵利用存在的问题入手,提出了适合严寒地区的基于风电的复合热源两级压缩高温热泵循环,建立了复合热源高温热泵系统模型;然后,在复合热源热泵系统模型基础之上,研制成功了制热量为30k W的复合热源热泵机组样机,并搭建了空气-土壤复合热源风能热泵系统实验平台,对热泵系统性能参数进行了测试,实验结果表明,在-20℃环境下,热泵机组热水出口温度为65℃,COP达到2.5以上,制热量随风力机输出功率变化波动较明显,应用蓄热水箱可以起到热源稳定输出的作用;最后,根据热力学定律,对单一空气源、单一土壤源和复合热源热泵进行了对比分析,并建立了复合热源热泵系统?平衡模型,对复合热源热泵系统的?损进行了分析。主要创新之处体现在复合热源风能热泵系统运行特性的探索及热力学分析,研究结果可以为风能热泵供热提供理论依据。