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论文针对新疆南疆地区日光温室现存的冬季夜间室内温度低、后墙保温蓄热能力差、设施蔬菜低温冷害等凸出问题,以南疆地区现有典型日光温室为出发点,以充分利用清洁的太阳能来调节温室温度环境为目标,设计了一套日光温室水幕集热-地暖加温系统。其工作原理是白天系统将到达温室后墙的部分太阳能利用水循环收集、转化、储存在植物栽培槽底部深层土壤与地暖管中,夜间储存的热量释放出来,实现太阳能的时空转移,提高植物根区温度和室内空气温度,降低低温冷害发生几率,为消除南疆地区日光温室冬季夜间低温胁迫提供低碳节能的温室加温技术。首先,对水幕集热-地暖加温系统的水幕集热装置、地暖管储/放热装置、循环水泵和水桶4部分进行主要设计和材料筛选。水幕集热-地暖加温系统创新设计思路在于使用小体积水,通过动态循环热流体直接将热量储存在植物栽培槽底部深层土壤中,改善土壤温度的同时提升空气温度,实现农艺栽培措施与设施环境调控匹配结合。前期应用不同的吸热材料、导流水幕层、管路选取、粘合工艺、地暖管材质等,筛选出厚度0.12mm碳黑色聚氯乙烯盐膜作为吸热层、厚度0.5cm丝绵作为导流水幕层、热塑与有机溶剂结合作为粘合工艺、PE地暖管作为储/放热装置、0.75KW潜水泵作为系统运行动力以及水桶体积为0.5m3的试验材料,最终形成一套高效、低成本的日光温室水幕集热-地暖加温系统。其次,按照设计安装好的水幕集热-地暖加温系统进行了冬季日光温室增温试验,通过测量分析温室G1与G2内空气温湿度、土壤分层温度、室内太阳辐射、后墙表面温度、系统水温、系统耗电量与室外气温等指标项目,研究了系统对温室微环境与温室内测后墙表面温度、集放热量的影响,分析了系统温室内热环境、集热性能、储/放热性能与能耗性能,并对系统进行了优化及配套设计。具体结论如下:1.日光温室微环境变化。空气温度,典型晴天,水幕集热-地暖加温系统白天能为温室空气增温5.6℃,夜间能为温室空气增温2.1℃;典型阴天,水幕集热-地暖加温系统白天能为温室空气增温2.4℃,夜间能为温室空气增温2.0℃。土壤温度,典型晴天,白天地表处土壤各层平均温度槽间>槽内,10cm60cm处各层土壤平均温度G1>G2,G1槽内40cm地暖管处土壤温度最高为28.6℃,系统储热效果明显,夜间地表土壤60cm处各层土壤平均温度G1槽内>G1槽间>G2槽内>G2槽间,系统放热效果明显;典型阴天,根区全天G1地表土壤30cm处对应温度明显高于G2,说明系统前天储存在温室土壤和空气的热量可以有效缓解阴天的低温。2.日光温室内侧后墙表面温度、集放热量变化。水幕集热装置影响了后墙表面正常吸收太阳辐射热,白天遮挡部分后墙表面温度明显低于G2相对位置,单位面积集热量减少7.01 MJ·m-2,累计集热量减少175.26 MJ,但未遮挡处后墙表面温度G1明显高于G2相对位置;夜间G1后墙表面温度整体高于G2,但是G1遮挡部分后墙表面,单位面积放热量减少1.29 MJ·m-2,累计放热量减少32.13 MJ。3.系统性能。系统集热量为100.30MJ,单位面积集热量4.91MJ,平均集热效率40.72%,储热量86.68MJ,系统为6.19,同时系统与电加热相比节能率为81.4%。最后,通过综合分析对系统进行了改进以并给出标准日光温室水幕集热-地暖加温系统相关配套设备清单以及安装一套系统总成本约（不含人工）2200元。日光温室水幕集热-地暖加温系统在晴天条件下,白天集热量大、储热量高、夜间放热量高,日光温室增温效果明显,阴天可以缓解温室低温。