暖通空调系统的舒适性和能耗问题日益受到重视,对传统冷冻除湿空调系统提出了新的挑战。传统空调系统为了除湿需要将空气处理到露点状态,既增加了压缩机的耗功,又降低了空气的舒适度,不能完全适应当今社会对空调系统的要求。目前以湿度控制为突破口,国内外研究者提出了一些新的空气调节方式和系统。本文从传质动力角度利用理论和实验手段研究了LiCl溶液除湿和再生过程。试验测试了传统冷冻除湿空调机组的变工况运行特性。在上述理论分析和试验结果的基础上,设计了低品位热源再生的小型溶液除湿复合空调系统,并分析了系统能耗情况。从理论角度,基于溶液除湿过程传质动力的分析,依据LiCl溶液和湿空气的物性参数关系,编程计算了等温除湿过程的平衡曲线。在假设水蒸气凝结潜热全部进入溶液中的条件下,计算了溶液温升平衡曲线。以溶液和空气进口温度为25℃、30℃和35℃为例,将温升平衡曲线和与之对应的等温除湿平衡曲线比较发现,两者差距随溶液浓度降低而减小,而且进口温度越高,两者差距越明显。开展了LiCl溶液除湿试验研究。试验结果表明：凝结热主要引起溶液温升；除湿量随空气流量增加而增加,并非随溶液流量单调增加；当满足空气和溶液充分接触条件时,除湿效率随空气流量增加而降低；除湿效率随溶液流量的变化类似于除湿量随溶液流量的变化特点。通过两种高度的填料的除湿性能比较发现,除湿量随填料高度增加而增大,但总容积传质系数减小。说明除湿过程同传热过程类似,存在入口段效应。LiCl溶液再生试验结果表明,再生效果随溶液质量浓度增加而下降。再生量随溶液进口温度上升而增加,当溶液进口温度低于50℃时,再生效果较差。为进行复合空调系统热泵机组变工况条件下的能效分析,试验研究了传统冷冻除湿空调机组变工况运行性能并获得机组能效比随蒸发温度和冷凝温度变化的修正系数。试验表明,室内环境参数对制冷量和除湿量有明显的影响。对于一定温湿度环境,单位除湿量耗功与循环风量呈二次曲线关系,具有极小值。湿度越大,该极值越小,而且向大风量偏移。基于热湿独立控制原理和上述理论分析和试验研究结果,提出了二次回风两级溶液除湿方案,设计了低品位热源再生的小型溶液除湿复合空调系统。复合空调系统以保证出风参数优先,同时满足溶液再生温度和最大需热量要求。为此,设计使用了两台小热泵机组提供17℃高温冷水用于冷却空气和溶液,同时通过调节冷冻水流量分配实现系统综合能效比的最大化。最后,以上海地区一三层别墅为例,分别建立了独立风冷热泵空调系统、地源热泵空调系统、复合空调系统的能耗分析模型。以夏季7、8两月最大负荷作为机组选择依据,以除湿率基本相等为基础,分析比较了三类空调系统在运行期间的送风参数、除湿性能、机组能耗等。结果表明,复合空调系统以小温差大风量形式送风,在保证出风温度的条件下,出风相对湿度降低,可以改善室内舒适度。在溶液除湿部分再生器溶液进口温度按照52℃,换热器效能按0.7设计时,复合空调系统节能优势并不明显。当换热器效能提高至0.8时,综合能效比平均提高0.22,有一定的节能优势。