中空纤维膜除湿系统是一种间接接触式液体除湿技术，利用一种选择性透过膜将湿空气和除湿溶液相分离，避免了液体除湿中直接与除湿液接触而发生的液体夹带的问题。水蒸气可通过膜传递到除湿液中而阻止其它气体和液体的渗透，从而实现气液分离的同时实现除湿的目的。其中中空纤维膜因传热传质性能优越而得到了广泛的运用。本文建立了中空纤维膜除湿系统的热力学熵产以及总年平均运行成本的数学模型，并基于多目标粒子群算法对其进行优化设计，同时分别研究了四个设计参数管内径，管长，管数以及装填密度对除湿性能以及热力学性能的影响。并建立了试验台对实验测得数据的准确性进行了验证。获得了以下结论：　　（1）建立了中空纤维膜除湿组件熵产数学模型。分析了各变量在非劣解的分布情况发现管内径对除湿系统性能影响最大，最小的是管的长度。随着管数、管长以及装填密度的增加，除湿过程的总熵产减少但总年运行成本增加。随着管内径的增加，存在一个熵产最小值，此时传热传质不可逆性最小，效率最高。　　（2）中空纤维膜除湿系统除湿过程中，随着湿空气流量的增加，空气与膜接触的时间变短而使除湿过程不充分引起除湿效率下降以及出口湿度增加。流量增加使得管内扰流严重，边界层变薄，传热过程剧烈故出口温度升高。总熵产也因流量变大而引起显热不可逆性熵产增加而增加。　　（3）中空纤维膜除湿系统除湿过程中，随着湿空气进口温度的增加，壳侧湿空气的水蒸气分压力也增加故除湿效率增加。进一步提高温度，因膜表面形成液膜而增加传质热阻使得除湿效率降低。空气出口温度增大。总熵产则减小后增加。　　（4）中空纤维膜除湿系统除湿过程中，随着除湿液进口温度的增加膜两侧的水蒸气压差减小，故其除湿效率降低。膜两侧的温差减小传热过程减弱从而引起熵产减少。空气出口温度湿度增加。