采用除湿换热器替代常规显热交换器构建的除湿热泵循环具有节能、高热力学性能以及潜热负荷处理能力强的优势。但在研究中也发现循环频繁冷热交变及除湿换热器热质传递速率的差异导致循环整体降温性能较弱。针对这一问题,本文提出了一种半解耦式除湿热泵循环,通过蒸发侧除湿蒸发器和常规显热蒸发器的串联耦合,提高整体循环的热湿负荷处理能力。同时,干燥剂性能是决定除湿热泵循环的关键,本文也将对新型FAM材料应用于除湿换热器的性能进行分析。首先,本文理论分析半解耦式除湿热泵循环的热力性能,研究显热换热器对热力过程的影响。其次,搭建除湿换热器串联显热换热器动态热力性能实验台,分别选用硅胶及硅胶氯化锂复合硅胶作为除湿材料,在ARI humid工况下测试送风温湿度状态和系统的制冷量和COP以及运行参数对系统性能的影响。最后提出了选用FAPO-34类沸石分子筛作为除湿材料制备了除湿换热器FAHE在三种典型室外环境工况下进行了实验研究。理论分析结果表明新型除湿热泵循环具有更好的显热负荷处理能力,提高了系统制冷量,并且半解耦式的热湿负荷处理方式更容易实现降温与除湿的匹配。除湿换热器串联显热换热器实验结果表明增加显热换热器可以大幅度增加处理空气的平均降温温差,在除湿初期阶段效果尤为明显,同时系统的制冷量,COP也明显提高,两种除湿材料对显热处理能力的影响都非常小,复合硅胶的除湿性能比硅胶好20%。环境空气温湿度越高,系统除湿降温性能越好,适合实验系统的蒸发温度为15℃,冷凝温度为40-50℃,送风风速在1m/s以上。FAPO-34类沸石分子筛除湿换热器实验测试结果表明ARI humid环境工况下,实验系统表现最佳;FAHE的除湿降温性能略优于SGCHE,而CCHE表现最佳;其次最佳的蒸发温度为15-20℃,冷凝温度为40-50℃,送风风速为1m/s以上。