土壤-空气换热系统是有效利用浅层土壤能源进行暖通空调的节能技术措施,在住宅和公共建筑中得到一定的应用,但由于其影响因素较多,还需要进行大量的实验研究。本文采用理论分析、缩尺模型实验和数值模拟相结合的方法,对土壤-空气换热系统影响因素进行深入探究,并在此基础上对延安革命文艺纪念馆土壤-空气换热系统提出初步设计方案。通过对动量微分方程和导热微分方程做无量纲化分析,提出土壤-空气换热系统模型相似必须满足的关键准则数,即雷诺数Re和傅里叶数Fo。在此基础上搭建了实验台。利用实验台研究了管长、管径、管道埋深和入口空气速度对土壤-空气换热系统换热性能的影响。结果表明,在其他因素不变的情况下,换热效果沿管道长度的增大而增大,随管径的增大而减小,随入口速度的增大而减小。换热效果随管道埋深的增大而增大,但在距地面4m后管道埋深对换热效果的影响不明显,在实际工程应用中,从经济、施工等方面考虑,管道埋深选择4m左右即可。在对实验数据进行处理的基础上,得出管长、管径、管道埋深和入口空气速度与出口空气温度的拟合公式。在理论分析与实验研究的基础上,对土壤-空气换热系统在延安地区应用的可行性进行了分析,得出其在延安地区有较好的适用性;结合延安革命文艺纪念馆实际,提出了延安革命文艺纪念馆土壤-空气换热系统的初步设计方案,利用数值模拟加以论证。结果表明,在夏季,该系统可以满足室内温度要求,但在冬季由于室外温度较低,单独的土壤-空气换热系统不足以达到室内温度要求,需与其他系统复合使用。