夜间通风是改善室内热舒适和降低空调能耗的一种有效方式。然而,由于自然冷源的间歇性和不稳定性,加之建筑围护结构的蓄冷能力有限,降温效果受到了制约。基于相变材料的相变储能技术有着储能密度大、储能过程中温度变化小等优点,近年来受到各国学者的竞相研究。相变材料和建筑通风系统相结合,可有效提高自然冷源利用率,但也增加了风机运行能耗。目前对相变储能通风系统应用效果的研究着重在无空调环境下的热舒适性改善,而对系统与空调耦合运行下的节能评价及优化较少,且缺乏分析相变材料和围护结构的冷量贡献。此外,相变材料与空调系统相结合,可实现空调用电的移峰填谷。但已有相变储能空调系统并不能有效利用自然冷源,节能效果受限。本文分别从相变储能通风系统冷却高温新风和冷却室内环境两方面出发,研究相变储能通风系统与空调耦合运行性能,探索外部环境、使用环境及系统设计参数的影响规律,同时提出并实验研究一种具有六种运行模式的双蓄冷源相变储能空调。本文主要工作如下:首先,基于焓法建立了相变储能装置计算传热模型,并验证了模型的准确性。模型预测出口空气温度与实验结果吻合良好,熔化和凝固过程的平均相对误差分别为1.8%和3.1%。在此基础上,定量评价了夏季期间相变储能通风系统相对于传统通风系统在办公建筑为人员供应新风的节能潜力,并分析了气候条件、相变材料热物性参数以及系统结构和运行参数的影响。研究发现,气温日较差越高或新风冷负荷越高,系统潜在的供冷量和净节电量越多;气温日较差越低或新风冷负荷越低,供冷率和节电率越高。净节电量随相变温度、相变材料板厚度和蓄冷空气流量的变化均呈现先增大后减小的变化规律。接着,以净节电量最大值为目标,利用遗传算法对上述三个设计参数同时进行优化,并讨论了这三个参数的敏感性。研究表明,系统最佳设计参数和设计参数的敏感性程度均显著取决于气候条件。净节电量对相变温度和相变材料板厚度有着显著的敏感性,而对蓄冷空气流量的敏感性较小。总的来说,新风冷负荷越高,净节电量对相变温度的敏感性越显著,但对相变材料板厚度的敏感性越不显著。其次,基于热平衡法建立了建筑动态热环境计算模型。模型预测逐时室温与建筑热环境模拟软件DeST-c计算结果吻合良好,结果偏差的最大值为3.9%,平均值为1.4%。接着,联合建筑热环境计算模型、相变储能装置计算传热模型和空调性能拟合曲线,建立了相变储能通风系统与空调耦合运行下的室内温度及能耗计算模型。以典型办公房间为对象,数值研究了夏季期间相变储能通风系统室内环境降温及节能效果。计算了相变储能通风房间的室内温度、相变材料熔化分数、空调和相变材料供冷量、空调启动次数、空调和风机的运行时间和运行能耗等性能,分析了相变温度、蓄冷换气次数、室内设定温度及气候条件的影响,并与无夜间通风和传统夜间机械通风房间进行对比。此外,选取代表日,分析了房间和系统的动态热性能。总的来说,相变温度越高,夜间室内温度出现急剧下降的时间越早。随着蓄冷换气次数的增加,总供冷量减少,但总运行能耗呈现先减少后增加的趋势。室内设定温度越高,因围护结构和相变材料的冷量贡献越大,相变储能通风的节能效果越为显著。当室内设定温度由24℃升高到28℃时,北京地区相变储能通风房间相对于无夜间通风房间的节电率由16.9%增加到50.8%,而相对于传统夜间通风房间的节电率由9.2%增加到33.6%。空调启动延迟时间、空调启动次数降低率和节电率在六个典型城市的排名相同。六个城市由高到低的排序为:哈尔滨、沈阳、北京、郑州、上海和长沙。再次,以哈尔滨典型办公房间为对象,数值研究了夏季期间组合式相变材料储能通风系统室内环境降温及节能效果。计算了相变材料熔化分数、空调和相变材料供冷量以及总供冷运行能耗等性能,讨论了相变温度组合方式、各相变材料质量分数和蓄冷换气次数的影响,并与单一相变材料储能通风系统进行对比。研究发现,仅当蓄冷换气次数较小时,组合式相变材料系统相对于单一相变材料系统才具有节能优势,房间总供冷运行能耗降低5%左右。最后,提出了一种具有六种运行模式的双蓄冷源相变储能空调。设计和开发了样机,并在焓差试验台实验研究机组的可行性和运行特性。实验结果表明,机组在各种运行模式下均可稳定运行。在室外温度为15℃的条件下,当所需蓄冷量小于5.8 MJ时,新风蓄冷比压缩机蓄冷的能效高,但所需的蓄冷时间更长。