太阳能空气集热器是非常有效的低成本太阳能热利用装置。本文对太阳能空气集热器的研究现状及各种太阳能空气集热器的特点进行了全面总结，对渗透型空气集热器(UTC)这一新型高效空气集热器建立了数学模型，对其传热、流动规律进行了理论分析。 在理论分析基础上，本文使用CFD软件对玻璃盖板平板式空气集热器、无覆盖平板式空气集热器以及无覆盖渗透型太阳能空气集热器进行了数值模拟，研究了在全新风工况下不同空气间层厚度、风量以及辐射强度等因素对UTC送风温度和集热效率的影响的影响，并对相同尺寸条件下几种集热器的性能进行了对比分析。 经过理论分析和数值模拟后，结合工程要求，本文设计了无覆盖吸热板横向布置、无覆盖吸热板竖向布置、无覆盖吸热板竖向布置并加热管以及玻璃盖板循环式四种新型渗透型空气集热器模型，并对四种模型进行了静态实验和动态实验，得到了几种集热器的性能参数，并对四种模型的实验表现进行了分析。 最后，本文在理论分析和实验研究的基础上，对渗透型太阳能空气集热器的工程应用进行了深入探讨，提出了辐射冷却和热风、热水、冷风三联供等新的应用方案，为太阳能空气集热器的工程应用提供了新的思路。