随着经济的发展和社会的进步，人们对室内环境的要求越来越高，而对室内空气湿度的控制尤为重要。传统的除湿方法具有难以克服的缺点，应用受到限制。本文研究的多级中空纤维膜液体除湿系统可以很好地克服传统的除湿方法的缺点，具有很好的应用前景。本文所研究的多级中空纤维膜液体除湿系统将传统的液体除湿、膜法除湿与冷却除湿结合起来，利用中空纤维膜组件作为除湿系统的除湿器与再生器，避免了液体除湿带来的液沫夹带；系统采用了多级除湿模块，可以对除湿后的溶液进行降温，然后继续用于除湿，从而避免了溶液在除湿与再生循环之间的能量损耗；采用液体除湿与冷却除湿对空气进行逐级除湿，提高了系统的性能；本系统采用中空纤维膜组件代替金属换热器，避免了除湿溶液的腐蚀问题。论文的主要工作有以下几点：(1)将多级中空纤维膜液体除湿系统分为三个系统模块进行了设计，包括热泵系统、空气系统、溶液系统，并且分别进行购置加工；对实验所需的数据测量设备进行选型购买；完成系统试验平台的搭建。(2)对中空纤维膜组件的数学模型进行建立，通过对空气侧与溶液侧的控制方程进行离散求解；对热泵系统的各个组件进行分别建模，利用稳态热力学模型对压缩机、膨胀阀以及储液槽的数学模型进行建立，利用分布参数模型对蒸发器与冷凝器的数学模型进行建立；通过各个组件的模型联合组成系统的数学模型，按照顺序模块法对各个组件的子程序进行调用，完成系统的模拟。(3)对系统进行实验和模拟。在标准工况下，系统的实验值与模拟值可以较好地吻合，最大相对误差为7.10%，说明该数学模型可以很好预测系统的性能；在标准工况下，系统的除湿量为1840.16g/h，新风获得的制冷量为2.17kW，系统的COP为2.71，可以满足高温高湿情况下除湿要求，相比于单级除湿系统，多级系统性能提高30%以上，并且克服了除湿溶液的腐蚀问题；在变工况条件下，对系统的性能进行了测试，研究了室外新风温度和含湿量对系统性能的影响。