本文首先在试验数数据分析的基础上,分析了土壤空气换热器的动态换热过程及系统性能变化规律,对比了在试验工况下土壤空气换热器在晴天与阴天的换热特性。结果表明,晴天时土壤空气换热器的运行状态较好,换热器系统COP最高可达24.1,节能效益显著。其次建立了土壤空气换热器的三维瞬态模型。通过Fluent进行三维非稳态数值模拟,针对日光温室环境下的土壤空气换热器换热特性进行了研究。首先研究了不同入口风速对换热器换热性能的影响。当换热管入口空气温度相同时,随着入口风速的增加,地埋管进出口空气温差减小,出口处空气温度与土壤温度差值增大,即随着入口风速增大,换热管的有效换热长度增长。与此同时,系统的换热量和COP随着入口空气风速的增加呈现出先增后减的规律。通过模拟研究表明,在实验条件下,当入口风速达到5.5m/s时,系统换热量与COP达到最大值。再次,在得到系统的最佳运行风速之后,对换热器的蓄热层加入了四种显热蓄热材料,原土壤、工业废渣、蓄热混凝土与NaCl固体盐,并对其换热特性进行了研究。研究结果表明:NaCl固体盐作为蓄热层的填充材料不仅有良好的蓄热性能,并且其热稳定性良好。蓄热混凝土的蓄热性能与热平衡性次于NaCl固体盐。工业废料与土壤的蓄热性能都低于蓄热混凝土。工业废料虽然蓄热性能优于土壤,但是热平衡性却比土壤差。因此,就四种蓄热材料材料而言,在日光温室周期性热湿环境作用下,土壤空气换热器最佳蓄热材料应为NaCl固体盐。