轉輪除濕機是空調領域的一個重要分支，也是控溫除濕的典型代表。它利用轉輪的特殊結構，將空氣中的水分吸附并從空氣中分離出來，從而達到除濕的效果。

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轉輪除濕機的核心部件是一個不斷旋轉的蜂巢狀轉輪。這個轉輪由特殊復合耐熱材料制成的波紋狀介質所構成，波紋狀介質中載有吸濕劑。
這個轉輪被高度密封性能的彈性材料制成的擋板分為兩個扇形區，一個扇形區是處理濕空氣的端，被稱為處理空氣端，占據270°的扇形區域；另一個扇形區是再生空氣的端，被稱為再生空氣端，占據90°的扇形區域。
當待處理的潮濕空氣進入轉輪270°扇形區域時，空氣中的水分子被轉輪內的吸濕劑吸收，干燥后的空氣通過處理風機送至干空氣出口處，在這個過程中，轉輪以8～10周/小時的速度旋轉。
處理空氣區域的扇面吸收水分子，變成飽和狀態后，將自動轉到再生空氣端扇形區。
在再生過程中，再生空氣經過加熱后（120℃左右）進入轉輪再生區扇面，在高溫狀態下，轉輪中的水分子被脫附，散失到再生空氣中。
再生空氣由于在脫附過程中損失了熱量，自身溫度降低，變成了含濕量很大的濕空氣，由再生風機排至室外。