伴随着工业化与城镇化,世界范围内能源短缺的问题日益凸显。建筑作为三大能源消耗部门之一,具有巨大的节能潜力。暖通空调系统能耗是建筑能耗的重要来源,其占据了建筑能耗的50%以上。为了减少建筑能耗和减轻环境污染,近几十年来,许多可再生能源被引入暖通空调系统,其中太阳能与地热能具有巨大的应用潜力,吸引了许多研究人员的目光。利用太阳能促进室内通风的太阳能烟囱以及利用土壤对空气进行预处理的地埋管系统在世界各地已得到了广泛应用。太阳能烟囱-地埋管耦合系统联合了上述两个系统,在地埋管对室外新风进行预处理的同时利用太阳能烟囱的抽吸作用节省风机能耗,大幅度降低新风系统能耗,取得了良好的节能效益。但由于利用围护结构或金属板作为蓄热介质,蓄热能力差,该耦合系统在夜间或阴雨天烟囱效应减弱,系统效率下降,甚至难以运行。为了解决上述问题,本文在前人的研究基础上,利用相变材料,提出了相变太阳能烟囱-地埋管耦合系统。本文首先总结国内外相关研究成果,并进行推导验证,建立了相变太阳能烟囱-地埋管耦合系统理论模型,并利用MATLAB与TRNSYS进行数值模拟,研究了相变太阳能烟囱-地埋管耦合系统的通风效果,对比分析了有无相变材料时,系统通风量以及室内温度等的变化,结果表明,加入相变材料后系统的通风量变化明显。耦合系统夜间通风量显著增大,但白天的通风量有所减少,最大通风量降低了18%,同时达到最大风量的时间向后推迟。耦合系统的地埋管出口空气温度在白天降低,夜间略微增大,出口空气温度的最大值也有所降低,室内温度波动幅度减小,同时室温达到最高值的时间也有所延后。室内负荷与通风量的相位差减小,有利于利用通风量消除室内负荷。为了对耦合系统的通风换热性能做更进一步的研究,本文采用控制变量法分析了相变潜热、导热系数、相变温度、相变温度半径以及比热容5个参数对耦合系统通风换热性能的影响。结果表明上述5个参数对系统通风量的影响较大,而对室内温度的影响很小。随着相变潜热以及导热系数的增大,耦合系统白天的风量减小,夜间的风量增大,相变材料“削峰填谷”的影响越来越明显。而相变温度增大时,耦合系统在午后的风量减小,夜间的风量增大,相变温度并未改变系统在白天的最大通风量,但是显著增强了夜间通风。相变温度半径以及比热容对系统通风量的影响并不显著。本文的相关研究证明了利用相变材料可以改变太阳能烟囱-地埋管耦合系统的通风特性,提高了系统在恶劣天气的适用性,对推动太阳能与地热能联合通风技术更为广泛和有效的应用,促进可再生能源开发利用以及推动节能建筑的发展具有重要意义。