太阳能集热器是将能流密度低、波动不连续的太阳辐射能加以收集、转化和利用,根据集热工质的不同,集热器可分为太阳能热水集热器和太阳能空气集热器。而空气集热器具有结构简单、密封要求低、不需要防冻等优点,但也存在集热效率低,热损失大等缺点,如加以性能改进则有可能成为一种高效的集热方式。收集面、集热板作为太阳能空气集热器的核心部件,其性能直接影响集热器集热量大小、集热效率高低。而在集热板表面人为加工一定的粗糙度,可有效增加集热板和空气的对流换热系数,可以大大提高太阳能集热器流道内空气温度。本文在现有如横肋,L形肋,V形肋,弧形肋等集热板人工粗糙度形状的基础上,经过对比分析,将多重V形肋片光滑化,得到S形新型肋片。但是肋片的存在会使空气集热器内部的空气流动阻力变大,为了减小空气流经通道时的流动阻力,在S形肋片上创造间隙,以期在提高空气集热器热效率的同时减小其阻力。通过建立具有间隙的“S”型肋片的太阳能空气集热器的物理及数学模型,运用数值模拟分析方法,对不同工况下各因素对所设计的空气集热器热性能的影响进行了分析。结果显示,具有间隙的多重“S”型肋片的太阳能空气集热器性能优于没有间隙的集热器,且压降较小。因此具有间隙的“S”型肋片的空气集热器可以提高热效率并减小空气流经通道的阻力。在数值模拟的基础上,设计了具有间隙的“S”型肋片的太阳能空气集热器的实验模型,搭建试验台对集热器模型进行了实验,通过实验验证数值模拟的准确性和可靠性,并对影响太阳能空气集热器热性能的因素进行了分析。实验结果表明当进入空气集热器的空气流量发生变化时,集热器的效率、进出口温差也随之发生变化,集热器热效率随着空气质量流量的增加而增大,集热器进出口温度差随着空气质量流量的增大而减小。在所研究的肋片尺寸范围内,肋片间距和肋片宽度越小,集热器的效率越大,但是当肋片间隙宽度增大时,集热器效率先增加后降低。为了进一步研究该集热器的热性能,建立一个房间模型,通过模拟不同地区冬至日的集热器的供热量,分析在不同地区该房间使用不同数量集热器供热时的情况。模拟研究结果表明太阳辐射强度的强弱决定着集热板加热空气的能力,进而影响着集热器出口温度。但是当集热板处于高温环境时会向外界散热,增加了热损失,出口温度过高会致使集热板温度过高,且太阳辐射强度对集热器热效率的影响具有不同步性,集热器热效率出现最高值时间和太阳辐射强度出现最大值的时间不一样。集热器在拉萨和甘孜地区的使用情况较好,在乌鲁木齐不太适用。当在拉萨地区使用两台集热器时是最好的,此时不仅室内温度适宜,且昼夜温差较小。本文采用实验、理论与数值模拟相结合的方法研究具有间隙的多重“s”型肋片的太阳能空气集器,为设计带有肋片的集热板提供参考,同时分析肋片结构和太阳能辐射强度等因素对集热器热性能的影响。