日光温室保障了城乡居民“菜篮子”的稳定供给和农民的增收,受到国家的大力支持与推广。但是,针对中国北方严寒、寒冷地区冬季气候特点,传统日光温室存在着白天温度过高,晚上温度过低的状况。为寻求节能、高效的方法来对冬季日光温室进行温度调控,并提高温室作物产量。本文利用土壤空气换热器系统对空气进行冷却或加热,然后将处理后的空气调控日光温室热环境。具体工作如下:首先,选取北方地区山东省潍坊市寒亭区某日光温室进行实验测量,得到温室内空气的温湿度分布、日光温室内辐射量及围护结构的温度变化等,以设计日光温室土壤空气换热器;其次,分别分析土壤空气换热器管间距、埋管深度、进气角度三种结构参数对气流分布均匀性和流动的综合性能的影响;通过田口方法设计优化土壤空气换热器管间距、埋管深度、空气入口速度、空气入口相对湿度、管道直径、空气入口温度,并得到最优配比;进一步建立了土壤空气换热器与日光温室的耦合模型,并进行模拟研究,分析土壤空气换热器对日光温室的调控作用。本研究主要得到了以下结论:（1）管间距等于1.2m时,出口温度最低,平均换热量提高3.84%,且气流分布的均匀性和综合性能非常好。随着埋深的增加,土壤换热器系统的换热量和综合评价因子逐渐增大。当风速一定,进气角度为75°时综合性能最好。（2）当使用气流分布均匀系数Ω作为评价土壤空气换热器的参数,最佳因素组合为管道直径=75mm、管道间距=1.2m、进口温度=294.54K、进口风速=5m/s、相对湿度=50%、埋管深度=3m。当以综合评价因子η作为评价土壤空气换热器的参数时,最佳因素组合为管道直径=150mm、管道间距=1.2m、进口温度=304.54K、进口风速=20m/s、相对湿度=50%、埋管深度=3m。（3）经过对番茄幼苗温室的实验测量发现,白天温室内温度最高可达29.8℃,晚上温度最低可至12.18℃,而且存在明显的温度分层。（4）土壤空气换热器使日光温室内温度分布更加均匀,并使其温度场更接近于期望温度场。日间温室内的平均温度可降低6.6℃,夜间温室内平均温度升高1.53℃。土壤空气换热器可以有效改善日光温室内的热环境。综上所述,本文对日光温室中土壤空气换热器的结构参数进行了优化,优化后的土壤空气换热器系统可显著改善日光温室热环境,可为农作物提供稳定的生长环境,利于日光温室内农作物的增产增收。并且本研究可进一步的提高地热能的应用潜力,可为实际日光温室中土壤空气换热器系统的开发和优化提供参考。