转轮除湿空调系统具有深度除湿性能以及利用可再生能源等优点,在湿度要求较高的工业场所有广泛应用,在民用建筑中也被逐渐重视,新型转轮除湿空调能降低系统能耗。应用重力式热管换热器替代传统的热交换设备,提出转轮除湿和热管换热器复合空调系统,通过理论分析、数值模拟和实验结合的方法研究了重力式热管换热器的传热性能,在此基础上研究了两级转轮除湿和热管换热器复合空调系统的性能以及该系统在不同地区的适用性。建立了重力式热管换热器的传热传质模型,研究了空气状态参数和热管换热器的结构参数对重力式热管换热器换热效率的影响,研究结果表明:重力式热管换热器工作时具有较好的均温性,单根热管蒸发侧和冷凝侧温差在0.5℃以内;换热器两侧的风速从0.5m/s增加到2.5m/s,换热器的效率降低12%;换热器两侧流量比为1.0时换热器效率最低,通过改变两侧空气流量比值可以提高换热器效率。换热器翅片间距从2.1mm增加到4.1mm,换热器效率降低10%。换热器的效率取值范围在0.62～0.90。搭建了转轮除湿和重力式热管换热器复合空调系统实验平台,实验研究了系统及各部件的性能,实验结果表明转轮除湿器的除湿量主要受处理空气温度、再生空气含湿量和再生温度的影响;改变处理空气温度(23～31℃)和再生空气含湿量(5.6～9.6g/kg),转轮除湿器除湿量降低约50%,再生空气温度从60～110℃变化时转轮除湿器的除湿量提高约82%;重力式热管换热器的效率主要受换热器两侧的温度影响,实验测试改变处理空气的温度从23℃增加到31℃可提高换热器效率8%,再生空气温度从60～110℃变化换热器效率提升约14%,空气流速的从0.5m/s增加到2.5m/s换热器效率降低9%;风速的增加对转轮除湿和热管换热器复合空调系统有利,实验测量表明风速增大可提高制冷量111%,系统热力性能系数167.5%。对转轮除湿和热管换热器复合空调系统进行热力学分析,(?)分析表明系统的主要(?)损失是干燥转轮和电加热器,由于显热换热器的(?)损失占比大且是可以利用高效的显热换热器来优化系统。在满足相同除湿量要求的情况下,与一级转轮除湿和热管换热器复合空调系统相比,两级转轮除湿和热管换热器复合空调系统单个除湿转轮的再生温度80℃即可满足要求,且再生能耗仅占以及除湿系统干燥转轮再生能耗的43%,两级除湿空调系统的性能系数比一级系统提高了13.3%。求解三维数学模型来研究两级转轮除湿和热管换热器复合空调系统受空气状态参数的影响,结果表明处理空气进口温度越高,系统的冷却性能越好;处理空气温度越低,系统的除湿特性越好,在处理空气进口温度最低为28℃时系统的除湿量最大,处理空气进出口含湿量差为14.1g/kg。在处理空气湿度最大为25.2g/kg时系统的除湿量最大,处理空气进出口含湿量差为14.2g/kg。转轮除湿和热管换热器复合空调系统对高湿场合具有明显的优势。TRNSYS仿真模拟建立的系统的模拟结果和实验误差在15%以内,增加了太阳能到除湿空调系统可使电加热承担的再生能耗更少,系统的能源利用效率越高,在高湿度地区系统的性能系数可达到0.45,转轮除湿和热管换热器复合空调系统可以满足空气处理要求。