日光温室为冬季种植蔬菜的农业建筑设施,以太阳能为主要热源,在我国北方寒冷地区广泛应用。日光温室的出现不仅解决了冬季北方缺乏新鲜蔬菜的问题,还增加农民经济收入。由于复杂的气候因素,传统日光温室在实际生产过程中时常发生冷害和冻害等问题,从而降低生产效率,造成经济损失。结合绿色环保与高效利用太阳能的理念,通过增加温室墙体自身的保温、蓄热、放热能力来提高日光温室热工性能。相变材料作为一种新型储能材料,在物态转变过程中吸收环境中的热量,并在需要时释放出来,从而达到控制环境温度的目的。因此结合日光温室生产工作原理,选择具有合适相变范围的相变材料并应用到日光温室中,使其在白天吸收温室内更多的热量并于夜间释放,从而显著提高日光温室围护结构的蓄放热能力,改善作物生长温度环境。目前针对日光温室相变材料墙体的研究主要集中在适用于日光温室相变材料的配比、应用形式及实际应用效果等方面,缺乏对相变墙体蓄放热及传热特性的理论研究。因此,本课题以提高日光温室北墙蓄热能力对温室内热环境进行调控为目的,采用数值模拟和试验验证的方法,揭示日光温室中相变复合墙体蓄放热过程中的热量运移规律,从而为相变复合墙体的优化设计提供理论指导。首先,对日光温室相变墙体进行优化分析,探究相变材料层最佳铺设位置及厚度。根据日光温室后墙建造方式建立物理模型,基于CFD建立相变复合墙体传热模型,模拟研究四种铺设位置及七种不同厚度的相变复合墙体对其传热性能的影响。结果表明,当相变材料层铺设在室内侧时,墙体内表面温度变化最为明显,墙体保温蓄热效果最佳。温室北墙铺设相变材料越厚,墙体内表面温度越高,热损失越小。从经济性角度出发,选取相变材料层40mm厚度为墙体的最优厚度。其次,研究相变材料热物性参数对相变复合墙体传热性能的影响。分别采用单因素控制变量法和复合因素变量法,通过数值模拟计算的方法,分析相变材料密度、比热容、导热系数及相变潜热对相变复合墙体蓄放热性能的影响,并通过试验验证了同等条件下数值模拟结果的准确性。结果表明,同等实验条件下数值模拟结果与实验结果的综合误差分析（IA）值为0.96,说明相变复合墙体的数值模拟结果具有较高的准确性和可靠性。相变材料的热物性参数对相变复合墙体的蓄放热性能影响明显,蓄热时内表面最高温度与热物性参数的变化规律成反比,放热时内表面最高温度与热物性参数的变化规律成正比。导热系数的增加能够明显提高相变墙体放热阶段内表面的最高温度。单一热物性对相变复合墙体蓄热放热性能变化的影响由强到弱的排序:密度变化＞导热系数变化＞相变潜热变化＞比热容变化。复合因素对相变复合墙体蓄热放热性能影响分析中发现n-Octadecane和Ca Cl2-6H2O相变材料比较适用本研究所构建的相变复合墙体模型,并且n-Octadecane能够稳定在较低的温度,Ca Cl2-6H2O能够稳定在较高的温度。最后,对比分析了相变复合墙体日光温室和普通日光温室室内温度环境的动态变化规律。结果表明,日间相变复合墙体日光温室平均气温较普通日光温室气温低1℃。在放下保温被后相变复合墙体日光温室内气温始终高于普通日光温室内气温,夜间的平均气温较普通日光温室高1.5℃。通过对比分析相变复合墙体日光温室土壤温度和普通日光温室土壤温度时发现,相变复合墙体日光温室土壤温度变化相对平缓。在打开保温被后,相变复合墙体日光温室土壤温度升温速率较低。因此,相变复合墙体能够有效的降低温室内气温及地温的波动,最终实现对温室内的温度环境“削峰填谷”的作用。