随着世界能源危机和环境问题的日益严重,开发绿色能源受到世界各国的广泛关注。太阳能是理想的能源,它取之不尽,用之不竭而且无污染。浅层土壤储存了大量的太阳辐射能。随着土壤深度的增加土壤温度迅速减小,并且4 m以下的土壤温度基本不变。土壤—空气换热器是一种可再生能源利用技术。它利用浅层土壤作为热源和热汇加热和冷却通过埋地换热管的空气从而减少建筑能耗,可以实现对能源的跨季节利用。因此,本文开展了对土壤—空气换热器的研究。在整个土壤-空气换热器系统中,埋管与土壤之间的换热以及土壤中的热湿迁移直接关系到土壤—空气换热器的运行效率。为此,本文通过数值模拟和实验相结合的方法,研究了在日光温室的动态热湿环境作用下,土壤—空气换热器埋地换热管周围非饱和土壤内的热湿耦合迁移规律。本文基于多孔介质流体动力学理论、传热传质学理论等,推导出了在柱坐标系下的土壤—空气换热器埋管周围土壤二维热湿耦合迁移方程;在此基础上,采用Fortran PowerStation 4.0作为调试平台,基于FORTRAN语言编写了二维椭圆型传热传湿计算程序。并利用实验数据,验证了该程序的可行性。通过数值模拟和实验研究,本文可得出以下结论:土壤温湿度场的分布相互影响;土壤湿分的迁移具有方向性,径向与轴向的湿度场分布明显不同。在土壤温度梯度和土壤含湿量梯度的作用下,土壤湿分在径向上出现湿度峰值。同时,当土壤内的湿分迁移时,湿分所携带的热量也会导致土壤的温度场重新分布。土壤温度场的变化速率与湿度场相比较快,土壤的湿度场分布具有空间上的延迟性。