新风能耗为环控系统的主要能耗之一,在建筑空调总能耗中,新风能耗约占30%。为保证室内空气品质,通常采取的做法是增大新风量,但这同时也会导致新风能耗的增加,而现阶段使用高品位的空调冷热水对新风进行预热、预冷会产生较高的能耗。为减少处理新风负荷的能耗,提高系统能效,本文提出了一种新风预处理系统,利用低辐射太阳能、夜空冷辐射与低温相变材料相结合的一种相变蓄能单元原理性装置（相变蓄能单元雏形）预处理新风,通过蓄能单元储存太阳和夜空冷辐射的能量,耦合空气、水换热器实现对空气的预热和预冷处理,并在重庆搭建实验台进行了相变蓄能过程、空气处理过程的实验测试研究,结果表明在冬季进风温度为15℃,夏季进风温度为34℃时,平均温升和温降都为7℃,对新风有较好的预处理效果。根据原理性装置运行测试中存在的诸多问题,提出从风换热器和水换热器两方面进行优化分析,并建立了改进型相变蓄能单元,其结构由空气换热器（9根长度为1m呈中心对称排列布置的多管换热器）、水换热器（螺旋管换热器）和低温相变材料石蜡（熔点22.8℃,凝固点19℃）组成,基于蓄能单元原理性装置实验平台进行了实验测试研究,结果表明在冬季进风温度为8℃时,平均温升6℃,稳定运行时间为10小时,内部石蜡蓄/释能充分,利用率提高,改进型蓄能单元冬季预热新风效果很好,优化后结构设计合理。以改进型相变蓄能单元为原型建立几何模型,基于焓-多孔介质法建立三维数值计算模型。通过模拟计算研究蓄能单元预处理新风效果和相变材料动态熔化和凝固规律,并利用实验测试数据验证了数值模型的可靠性。为了探究改进型蓄能单元的应用性,研究了释能侧即蓄能单元与末端温度的匹配情况,结果表明进风温度的选择应与蓄能单元内部相变材料的相变温度区间相匹配,要兼顾预处理效果和稳定运行时长;同时还研究了蓄能侧即蓄能单元与冷热源（可再生能源）的匹配情况,在不同气候分区进行节能潜力和经济性估算,结果表明蓄能单元很适合用于I严寒地区、VI严寒地区、VII严寒地区和II寒冷地区,较适合用于夏热冬冷地区,不适合用于温和地区、夏热冬暖地区。本文提供了研究相变蓄能单元内部设计结构的新思路,同时分析了相变蓄能单元在全国不同气候分区的应用性,所得结果对于之后蓄能单元的设计以及实际工程应用具有一定的参考价值。