随着全球能源危机的不断加剧,“节能减排”已成为现今空调行业发展的主题。湿度控制所需能耗是空调系统能耗的重要一环,因此,湿度控制的节能对空调行业的节能减排工作具有重要意义。常用的冷却除湿技术由于需要先将空气冷却到其露点之后再加热空气,才能满足送风要求,系统能耗巨大。而常规的液体除湿系统虽然除湿效果显著,但在除湿过程中会产生溶液飞沫,存在腐蚀管道和设备,以及危害人体健康的隐患。本文研究了一种基于中空纤维膜-吸湿溶液的辐射供冷-除湿组件新型空调末端装置,该装置可利用疏水中空纤维膜将吸湿液体和空气隔开,保证吸湿液体不会外渗到空气中,而空气中的水蒸气却可透过膜表面孔隙进入膜内,被吸湿液体吸收。此外,还可以通过降低膜内液体的温度,以辐射和对流的方式对室内环境进行冷却。为了验证该技术的可行性及新型空调末端装置的性能,本文主要开展了以下研究工作:首先,基于热质交换类比,分别建立了自然对流下中空纤维膜竖直与水平布置时的传热传质数学模型,通过分析不同室内空气温湿度,不同溶液进口参数,以及不同膜参数下的中空纤维膜供冷和除湿性能,验证了该技术方案的可行性。然后,以商业化的帘式膜组件搭建了实验台,并选用Ca Cl2作为除湿溶液,在自然对流工况下进行实验。通过正交试验方法,分析了影响膜组件性能的各项溶液参数。接着,利用所搭建的实验台,研究了新型中空纤维膜组件的实际供冷和除湿性能。最后,为研究中空纤维膜组件在一个典型的办公室中的应用效果,基于相应的理论和实验研究成果,利用CFD数值模拟软件,分别得到了采用水平吊顶和竖壁布置两种末端布置形式下,室内空气的温度场、速度场和湿度场。此外,还采用PMV-PPD方法,综合评价了室内人员的热舒适性。本文的研究表明:新型中空纤维膜组件的单位膜面积除湿量和显热供冷量分别可达11～23g·h-1和43～55W,是商业化帘式膜组件的2.2倍和2.3倍;新型中空纤维膜组件除湿量和全热供冷量的理论值与实验值最大误差分别为11%和6%,理论模型计算结果与实验结果较为吻合;在人体活动区域,两种末端布置方式得到的PMV值在-0.2～0.2之间,PPD值在5～6之间,符合人体热舒适性要求。