溶液除湿空调系统可以采用低品位热源驱动溶液再生,且有效避免了传统热泵空调存在的系统性能较低,热湿比适应性差等缺陷,越来越多的受到研究者关注。本文提出了一种耦合热泵循环的溶液除湿空调系统,解耦热湿负荷,优化了室内热湿环境。冬季利用除湿溶液降低了进入蒸发器的空气湿度,有效抑制了热泵空调室外蒸发器的结霜,利用溶液再生过程提高了室内送风相对湿度,提高了室内热舒适性;夏季利用溶液循环处理室内湿负荷,热湿解耦后系统可选取的蒸发温度可达到15～18℃,系统运行性能系数提高,高温低湿的送风空气保证了蒸发器在干工况下运行,避免了蒸发器内细菌的滋生,也避免了传统空调冷凝除湿存在的再热损失,同时热泵系统释放的冷凝热用于驱动溶液再生,能源的利用效率提高。论文对耦合热泵循环的溶液除湿空调系统进行了理论和试验研究。本文首先对系统的关键设备再生器进行了试验研究,构建了内热型逆流再生器试验台,以Li Cl溶液作为再生溶液,对内热型逆流再生器和预热型逆流再生器再生性能进行对比,研究了空气进口温度、流量、溶液进口温度、流量和内热源工质进口温度对系统再生性能的影响,对比了不同空气进口温度下内热型再生器和预热型再生器的再生性能。结果表明:提高进口空气温度,再生溶液温度,内热源温度,进口空气流量,再生溶液流量均有利于提高系统再生量,而增大进口空气温度和内热源温度会导致系统再生热效率的下降,再生过程中影响系统再生性能的主要因素是再生溶液温度。试验工况下,内热型再生器再生量和再生热效率均优于预热型再生器。其次,建立了内热型逆流再生器和预热型逆流再生器的传热传质数学模型,试验数据验证了再生模型的准确性,分析对比了各循环关键参数对内热型逆流再生器和预热型逆流再生器再生性能的影响,结果与试验规律一致。比较了不同内热分配比下内热型再生器的再生性能,结果表明:采用预热溶液和带内热源的再生器具有更高的再生性能。不同液气比、水气比下存在最佳的内热分配比,使再生器的再生热效率达到最大,最佳内热分配比随液气比的增大而降低。系统总热量一定的情况下:当内热分配比大于0.5时,水气比对再生量和再生热效率的影响不大,当内热比小于0.5时,降低水气比能显著提高再生热效率。最后,搭建了耦合热泵循环的溶液除湿空调系统试验台,开展了南京冬季典型工况的试验研究,分析了各可调进口参数对热泵性能和系统整体运行性能的影响,结果表明:系统除湿性能和整体运行系数随室外空气温湿度的提高均逐渐提高。系统再生性能和整体运行系数随被处理空气进口温湿度的提高均逐渐降低,降低室内被处理空气进口温湿度能有效提高系统运行性能。过大的除湿、再生溶液流量对系统性能影响不明显,且会导致出口空气“携液”,再生溶液流量需合理选择,满足系统经济性要求。对比耦合热泵循环的溶液除湿空调系统与传统空气源热泵加电加湿复合系统性能,南京冬季室外温度-1℃以下,耦合热泵循环的溶液除湿空调系统总能抑制室外蒸发器的结霜。在不同新风比工况下,系统整体运行系数COP远高于传统空气源热泵加电加湿复合系统性能,且新系统的性能COP随新风比的增大而提高并趋于平缓。