针对北方农村地区冬季散煤供暖所造成环境污染的情况,采用清洁能源替代散煤的举措刻不容缓。太阳能空气集热器结构简单、安装便利、价格便宜,且无污染产生,其特点适用于农村地区进行清洁供暖,因此太阳能空气集热器的研发工作一直是各方关注的焦点。本文首先提出了冲缝波纹板、冲孔波纹板、冲缝V型板以及冲孔V型板四种新型集热板板型,建立了小尺寸集热器几何模型,利用FLUENT软件对其进行CFD模拟研究。在四种集热板板型的比较中,冲缝波纹板具有较高的对流换热系数和较低的流动阻力,为最佳集热板板型。针对“冲缝波纹板为最佳集热板板型”结论,对冲缝波纹板型集热器进行了研究。同时由于波纹丝网作为多孔介质,流动阻力低且换热效率高,提出了波纹丝网型集热器。根据两种集热器的传热关系和热平衡方程,建立了数学模型,并搭建了实验系统进行了测试。通过实验与模拟数据对比,证明数学模型的正确性。采用数学模型对两种集热器性能进行分析,以集热效率、进出口温差和净效率为评价指标。在室外条件为太阳辐照度800 W/m~2,室外温度276K,进口温度294K,冲缝波纹板型集热板高度在1.8~3.5m之间,宽度在0.5~1.0m之间,条缝长度在10~140mm之间,条缝间距在60~150mm之间,空气流量在75~100m~3/h之间;波纹丝网型集热体高度在1.8~3.5m之间,宽度在0.5~1.0m,丝网在45~50目之间,空气流量在100~170m~3/h之间,进出口温差可达10K以上,集热效率和净效率在65%以上。最后,在相同尺寸和运行条件下,与课题组曾研发过的冲孔波纹板型集热器相比,冲缝波纹板型和波纹丝网型集热器集热效率分别提高了2.1%和3.2%,达到了66.71%和67.81%。波纹丝网型集热器的集热效率更高,流动阻力更低,应用和发展潜力更大。