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热泵驱动的溶液除湿空调,具有能量利用率高,应用不受地域和气候环境限制等优势。以氟利昂及其氯氟烃（R22、R134a、R407c）等为制冷剂的热泵,能够同时为溶液除湿提供冷量和溶液再生提供热量,然而这类制冷剂由于冷凝温度不高（一般不超过60℃,否则COP大大降低）,造成溶液再生效果差和速率低,而且这些制冷剂会造成环境的破坏。与此同时,除湿器采用溶液与空气直接接触的方式,使送风中携带除湿溶液,污染室内空气品质,危害人体健康,腐蚀电器和家具等。另外,目前缺少热泵驱动的溶液空调系统的能量匹配研究,而且对能量匹配控制理论认识不足,缺少溶液除湿空调系统详细的工程应用案例,不利于溶液除湿空调的推广。因此,本文提出膜式溶液除湿空调与二氧化碳跨临界循环热泵一体化系统（简称一体化系统）,采用二氧化碳跨临界循环热泵解决氟利昂工质破坏环境且冷凝温度不高,溶液再生速率不高的问题;采用中空纤维膜组件作为除湿器,解决直接接触式除湿器送风携带除湿溶液的问题,对提出的一体化系统本文展开以下研究:（1）选择合适的除湿溶液。针对氯化锂（LiCl）、溴化锂（LiBr）、氯化钙（CaCl2）和三甘醇(C6H14O4)水溶液等除湿剂进行比较分析,从除湿剂表面的分压力、除湿与再生效果、热力性质、粘度、安全性、价格等方面进行比较,研究发现Li Cl最适合作为一体化系统的除湿溶液,同时列举空气和Li Cl溶液的物性参数计算公式。（2）设计一体化系统并建立数学模型。介绍一体化系统的各个部件及工作原理,根据能量守恒定理、ε-NTU方法等,逐一建立系统各部件的数学模型,对核心部件模型进行验证。结合Cool Pack模拟软件、Excel 2010,对整个系统建立的数学模型进行详细的求解。（3）研究设计工况和变工况下一体化系统的性能。介绍一体化系统能量匹配性控制原理,提出一体化系统能量匹配评价指数—系统匹配系数（System Matching Index,SMI）。以广州某酒店空调系统设计为例,在设计工况下,采用一体化系统处理新风,处理的新风量为1680m3/h,模拟计算出一体系统运除湿效率η为0.65、性能系数EER为8.8、系统匹配系数SMI为1.15。在变工况下,研究不同的除湿器溶液入口温度、再生器溶液入口温度、新风温度、新风湿度、新风量对一体化系统性能的影响。（4）对比和分析一体化系统应用案例。对比分析“一体化系统+干式风机盘管的温湿度独立控制空调系统（Temperature and Humidity Independent Control,THIC）”和“传统风机盘管+新风空调系统”两种空调系统,在负荷计算、显热和潜热负荷分摊、系统设计、选型及能耗的差异。在满负荷运行的情况下,“一体化系统+干式风机盘管空调系统（THIC）”和“传统风机盘管+新风空调系统”主要设备总功率分别为为75.6k W、90.5kW,“一体化系统+干式风机盘管空调系统（THIC）”比“传统风机盘管+新风空调系统”电功率低19.7%,这表明将一体化系统应用在工程上,具有一定的节能潜力。