渗透型太阳能集热器(UTC)可用能分析
太阳能集热器的类型与特点分析
太阳能集热器的类型与特点分析作者：夏伟淳来源：《中国科技博览》2018年第13期[摘要]随着环境的破坏和能源的大量消耗，发展新能源技术已经成为21世纪的重点领域，与传统能源相比，太阳能取之不尽、用之不竭，无污染，是一种理想的能源。
太阳能集热器是一种将分散的太阳辐射能集中起来并转换为热能的装置，在多个领域都有应用，本文就太阳能集热器的类型与特点进行分析。
[关键词]太阳能集热器类型特点中图分类号：R735 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0040-01太阳能集热器是一种将分散的太阳辐射能集中起来并转换为热能的装置，是太阳能热利用系统中的关键装置和核心部分。
太阳能集热器可以应用于太阳能热水器、太阳能干燥器以及太阳能热电站等不同的领域。
要想更好地利用太阳能集热器，就必须了解太阳能集热器的分类及特点。
一、太阳能集热器的分类电子技术的发展为太阳能集热器类型的多样化发展提供了可能。
首先，按照进入采光口的太阳辐射方向可以把太阳能集热器分为聚光型集热器和非聚光型集热器；而依照传热工质类型，可以把太阳能集热器分为液体型集热器和空气型集热器；有真空空间的太阳能集热器是真空管型集热器，不存在真空空间的为平板型太阳能集热器。
其中平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器是我们日常生活中最为最为常见的类型。
1.平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器的主要构件有吸热体、透明盖板、隔热层和外壳等，在太阳能低温热利用体系中属于基本器件。
太阳光透过透明盖板投射在吸热体上，大部分太阳辐射能会被吸热体吸收，而后自动转换为热能，然后将热能传递给吸热体内的传热工质，温度会随着太阳辐射的增多而逐渐升高，有用热能慢慢在集热器中聚集。
同时，随着吸热体内温度的升高，透明盖板和外壳向会将吸附的热量向周围环境缓慢疏散，成为平板型太阳集热器的重要的热损失途径。
2.真空管型的太阳能集热器真空管型太阳能集热器是以平板型太阳能集热器为基础而研发的新型集热装置。
某型太阳能集热器的光热性能测试与分析
某型太阳能集热器的光热性能测试与分析随着能源危机的日益严重，太阳能作为一种可再生能源备受关注。
太阳能集热器作为太阳能利用的主要方式之一，其光热性能测试与分析对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
本文将针对某型太阳能集热器的光热性能进行测试与分析。
一、测试方法光热性能测试是评估太阳能集热器性能的重要手段，本文采用热效率测试法进行测试。
具体测试步骤如下：1. 温度校准：在测试前，需要确保温度计的准确性。
使用热敏电阻温度计对温度计进行校准，保证测试结果准确可靠。
2. 放置集热器：将待测试的太阳能集热器按照设计要求正确放置在测试场地上，确保集热器能够充分接受太阳辐射。
3. 测试数据记录：利用数据采集系统实时记录集热器的进、出口水温、环境温度、太阳辐射数据等相关参数。
4. 测试过程：根据测试设备的工作原理，启动测试设备，通过水泵将冷水送入集热器，观察进、出口水温的变化，并记录时间及相关数据。
5. 数据处理：根据测试记录的数据，计算光热转换效率，并进行分析。
二、测试结果分析根据以上测试方法，对某型太阳能集热器进行测试并得到如下结果：1. 光热转换率：根据测试数据，计算得到集热器的光热转换率约为70%，表示70%的太阳辐射能够被转换为热能。
2. 灰尘影响：通过测试发现，集热器在使用一段时间后，其光热转换效率会受到周围环境灰尘的影响。
集热器表面的积尘会减弱太阳辐射的吸收和热能传输能力，降低集热器的光热性能。
3. 温度损失：集热器的进、出口水温差越大，表示集热器能够捕获更多的太阳热能。
但是在实际使用中，由于集热器的内外温度差异，以及管道的导热损失，会导致部分热能无法完全传递给工作介质，造成能量损失。
4. 流体流动速度：测试中发现，流体的流动速度对集热器的光热性能有着明显影响。
适当增加流体流动速度可以提高集热器的热能采集效果，但过高的流速也会增加能源消耗。
综合以上测试结果与分析，对某型太阳能集热器的光热性能提出以下改进建议：1. 定期清洗：由于集热器表面的灰尘会影响热能的吸收和传输效果，建议定期对集热器进行清洗，保持其表面清洁。
太阳能集热器性能测试研究及太阳能集热器应用效果分析
太阳能集热器性能测试研究及太阳能集热器应用效果分析 3.5.3 全铜磁控溅射选择性吸收涂层.................................................................................. 76 3.6 第一阶段试验数据整理................................................................................................. 77 3.7 第二阶段试验数据整理.................................................................................................. 77 3.8 第三阶段试验数据整理................................................................................................. 78 3.9 第四阶段试验数据整理................................................................................................. 79 3.10 涂层老化实验结果分析............................................................................................... 80 3.11 涂层老化试验结论........................................................................................................ 82 第四章 太阳能集热器在工程中的应用效果分析 ..................................................................... 83 4.1 平板型太阳能集热器工程应用效果分析 ...................................................................... 83 4.1.1 北京某工程................................................................................................................. 83 4.1.2 北京某工程................................................................................................................. 87 4.1.3 云南某工程.................................................................................................................. 90 4.2 真空管型太阳集热器工程应用效果分析 ...................................................................... 92 4.2.1 云南某工程.................................................................................................................. 92 4.2.2 唐山某工程.................................................................................................................. 95 第五章 太阳能集热器生产工艺流程和应用前景分析 ............................................................. 98 5.1 平板型太阳能集热器生产工艺流程和应用前景分析 .................................................. 98 5.1.1 平板型太阳能集热器构造与组成.............................................................................. 98 5.1.2 平板型太阳能集热器集热器生产工艺流程 .............................................................. 99 5.1.3 平板型太阳能集热器生应用前景分析 ...................................................................... 99 5.2 承压真空管型太阳能集热器生产工艺流程和应用前景分析 .................................... 101 5.2.1 承压真空管型太阳能集热器生产工艺流程 ............................................................ 101 5.2.2 承压真空管型太阳能集热器生应用前景分析 ........................................................ 101
太阳能集热器的耐热性能和使用寿命测试方法
太阳能集热器的耐热性能和使用寿命测试方法太阳能集热器是一种利用太阳辐射能将光能转化为热能的装置，广泛应用于热水供应、采暖和工业生产等领域。
然而，由于长期暴露在高温环境下，太阳能集热器的耐热性能和使用寿命成为了制约其发展的关键因素。
为了保证太阳能集热器的性能稳定和长久使用，科学的测试方法和评估标准必不可少。
首先，我们需要了解太阳能集热器的耐热性能指标。
太阳能集热器的耐热性能主要包括材料的耐高温性能和结构的耐热稳定性。
材料的耐高温性能是指太阳能集热器所使用的材料在高温环境下的物理性能和化学性能。
例如，集热管的玻璃管壁应具有较高的耐热性，能够承受高温下的热膨胀和热应力，同时不发生破裂或变形。
结构的耐热稳定性则是指太阳能集热器在高温环境下的结构稳定性和密封性能。
例如，太阳能集热器的密封胶条应具有较好的耐高温性，能够在高温下保持良好的密封效果，防止热量的损失。
了解了太阳能集热器的耐热性能指标后，我们可以介绍一些常用的测试方法。
首先是材料的耐高温性能测试。
常见的方法包括热膨胀系数测试、热稳定性测试和热应力测试。
热膨胀系数测试可以通过测量材料在不同温度下的线膨胀系数来评估其耐热性能。
热稳定性测试则可以通过加热材料并观察其物理性能和化学性能的变化来评估其耐热性能。
热应力测试则是通过在高温环境下对材料施加一定的应力，观察其是否发生破裂或变形来评估其耐热性能。
其次是结构的耐热稳定性测试。
结构的耐热稳定性测试主要包括密封性能测试和结构稳定性测试。
密封性能测试可以通过将太阳能集热器加热至一定温度，然后观察其密封胶条是否变形或脱落来评估其耐热性能。
结构稳定性测试则是通过在高温环境下对太阳能集热器施加一定的力或振动，观察其结构是否发生变形或破坏来评估其耐热性能。
除了上述测试方法外，还可以通过长期实地观察和使用寿命评估来评估太阳能集热器的耐热性能。
长期实地观察可以通过安装太阳能集热器在实际使用环境中进行长时间的观察，例如观察其在高温环境下的稳定性和性能变化。
太阳能光热制冷技术的原理解析
太阳能光热制冷技术的原理解析标题：太阳能光热制冷技术的原理解析引言：太阳能是一种可再生能源，其应用范围广泛，包括发电、供暖和制冷等领域。
本文将探讨太阳能光热制冷技术的原理，解析其工作原理以及应用前景。
第一部分：太阳能光热制冷技术的基本原理1.1 热力循环原理太阳能光热制冷技术基于热力循环原理，通过吸收太阳光转化为热能，并利用该热能驱动制冷系统运行。
该技术需要使用太阳能集热器、制冷机组和传热系统等组件。
1.2 集热器的作用太阳能集热器是太阳能光热制冷系统的核心组件，其作用是将太阳能转化为热能。
集热器通常采用太阳能吸收器、转换器和传输器等装置，将太阳辐射能转化为高温热能。
1.3 制冷机组的运行原理制冷机组是太阳能光热制冷系统的关键部分，它基于压缩-膨胀循环实现制冷效果。
该机组包括压缩机、膨胀阀和换热器等组件，通过循环工质在高温和低温状态下进行压缩和膨胀，从而实现制冷效果。
第二部分：太阳能光热制冷技术的具体应用2.1 低温制冷太阳能光热制冷技术可用于低温制冷领域，例如食品冷冻、药品储存和特殊材料的保鲜等。
通过利用太阳能集热器获得高温热能，并结合制冷机组提供的低温制冷效果，实现对低温环境的控制和维持。
2.2 太阳能冷气系统太阳能光热制冷技术还可以应用于太阳能冷气系统。
该系统利用太阳能集热器提供的热能，通过制冷机组冷却空气，实现室内空调效果。
这种系统具有环保、节能的特点，适用于家庭和商业空调需求。
第三部分：太阳能光热制冷技术的优势和挑战3.1 优势太阳能光热制冷技术具有多项优势，包括可再生、环保、节能、可靠性高等。
该技术利用光热转换太阳能，不依赖于传统能源资源，对环境无污染，并具有较高的能量利用效率。
3.2 挑战然而，太阳能光热制冷技术也面临一些挑战。
首先，制冷效果受到太阳能供应的不稳定性和季节性变化的影响。
其次，太阳能光热制冷系统需要庞大的设备和空间，造成投资和安装成本较高。
结论：太阳能光热制冷技术是一种具有广阔应用前景的绿色能源技术。
太阳能集热器热性能分析报告
太阳能集热器热性能分析摘要：本文介绍了太阳能集热器的种类以与各自的特点。
同时，阐述了太阳能集热器热性能的理论，包括影响太阳能集热器热性能的因素、太阳能集热器热性能的测试方法等。
关键字：太阳能集热器、热性能测试、影响因素0引言随着能源的大量消耗和环境的急剧破坏，新能源技术已经成为21世纪世界经济开展中具有决定性影响的五个技术领域之一。
太阳能因为具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等诸多优点而受到各国重视。
2011年，我国太阳能集热器生产量占世界产量的80%，占世界保有量的60%左右，说明我国已经成为太阳能利用大国。
太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置，因此，太阳能集热器是太阳能利用的关键装置。
所以，太阳能集热器的研究、开发与应用对太阳能资源的高效应用至关重要。
1太阳能集热器的种类随着太阳能利用的大力开展，太阳能集热器的种类也越发多样化。
根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变，分为聚光型集热器、非聚光型集热器；根据集热器的传热工质类型的不同，分为液体型集热器、空气型集热器；根据集热器是否跟踪太阳，分为跟踪集热器、非跟踪集热器；根据集热器是否有真空空间，分为平板型集热器、真空管型集热器；根据集热器的工作温度围的不同，分为高温集热器〔300℃～800℃〕、中温集热器〔80℃～250℃〕、低温集热器〔40℃～80℃〕。
其中，太阳能热利用产品最常见的有两种--平板型太阳能集热器与真空管型太阳能集热器。
1.1 平板型太阳能集热器与其特点平板型太阳能集热器[1]的典型结构如图１所示，主要包括透明盖板、吸热板芯、流体流道、隔热层和箱体等局部.图1 平板型太阳能集热器典型结构透过透明盖板照射到吸热板外表，吸热板吸收大局部太阳辐射能，将其转化为热能，并将热能传递给流道的传热介质，传热介质携带热能进入储热设备。
这样，传热工质被加热后，温度逐渐升高，作为集热器的有用热能输出。
同时，由于吸热体的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，造成了平板型太阳集热器的各种热损失。
太阳能集热器的结构与数学模型(1)
集热器效率可定义为集热器得到的有用功率与投 射到集热器上的太阳辐射功率之比，即
Qu
As I
（2-3）
将式（2-2）代入式（2-3），得到热管式真空管 集热器的瞬时效率方程：
（2-1）
式中S—单位时间内太阳辐射总量，W Qu—单位时间内集热器得到的有用能量，W QL—单位时间内集热器热损失量，W
Qu S Ql
将S和QL的数学表达式代入式（2-1）可得
（2-2）
式Q中u I—A太p阳I辐照度e，W/Am2pU L (Tp Ta )
UL—总热损失系数，W/m2.℃ AP—集热器吸热板面积, m2 TP—集热器吸热板平均温度, ℃ Ta—环境温度, ℃
4.2 热管式太阳能集热器的数学模型 2.2.1 热管式太阳能集热器的结构
如图2-2所示，太阳辐射穿过真空管玻璃外壳，投射在金属吸热板上。吸热板 将太阳辐射能转换为热能，使热管蒸发段内的传热介质汽化。蒸汽上升到热管 冷凝段后，通过导热块将热量传递给集管内的工质，而自身又凝结为液体，依 靠重力流回蒸发段。上述过程重复循环，使集管内的工质不断升温。与此同时， 被加热的吸热板和集管则不可避免的经由各种途经向周围环境散失一部分热量。 为了便于对热管式真空管集热器进行传热分析，作如下假设：
（1）忽略真空管内空气对流和传导热损失； （2）真空管玻璃外壳与周围环境的传热系数为常数； （3）真空管总热损系数UL在一定温度范围内为常数； （4）忽略热管管壁、导热块和集管管壁的传导热阻； （5）忽略吸热板与热管蒸发段之间以及导热块与热管冷凝段、集管之间的接触
热阻； （6）热管内传热介质蒸汽的湿度均匀一致。
另外水压高，冷凝端换热，特别适用集体系统的应用；热效率高，闷晒温度 达250 ℃，工作温度为70-120 ℃。由热管式真空管构成的太阳能集热器具有 热效率高和工作温度高的优点，因而不仅可以用于太阳能热水，还可用于公 用热水、太阳能采暖、太阳能空调、热泵系统、海水淡化、医用杀菌，等诸 多领域。
太阳能集热器的结构与数学模型
太阳能集热器的结构与数学模型1.集热器：太阳能集热器的集热器是最关键的部分，它用于吸收太阳能并将其转化为热能。
集热器一般采用具有较高吸收率和较低辐射率的材料，如黑色吸热涂料或有光吸收涂层的镀膜玻璃。
集热器的形状可以是平板、管式或反射式等不同形式。
2.传热管：传热管位于集热器内部，用于将集热器吸收的热能传导给水。
传热管一般采用铜或铝等导热性能较好的材料制作，通过与水接触，将热能传递给水，使其升温。
3.水箱：水箱是太阳能集热器的储热部分，它用于存储通过传热管传递过来的热水。
水箱一般由具有良好绝热性能的材料制成，以减少热量损失。
同时，水箱内还设置有热水进出口和温度传感器等部件，用于控制热水的流动和温度。
4.支架：支架是太阳能集热器的支撑结构，用于将集热器安装在合适的位置上，以最大程度地接收太阳辐射。
支架通常采用金属材料制作，具有一定的倾斜角度，以便于集热器的调节和定位。
1.热收益模型：热收益模型用于描述太阳能集热器的热收益情况。
该模型通常基于太阳辐射强度、集热器的吸收率、集热面积和环境温度等参数，通过数学公式计算出集热器的热收益、能量转化效率等指标。
这有助于评估太阳能集热器的热效应以及其在不同条件下的产热能力。
2.能量平衡模型：能量平衡模型用于描述太阳能集热器内部的能量传递和热平衡状态。
该模型通常基于热传导、对流、辐射等热传导方式，通过建立能量守恒方程和热传导方程，计算出集热器内部各部分的温度分布和热量传递过程。
这有助于优化太阳能集热器的结构设计和改进传热效果。
综上所述，太阳能集热器的结构包括集热器、传热管、水箱和支架等部分。
通过合理的结构设计和制造工艺，太阳能集热器能够高效地吸收太阳能并将其转化为热能。
同时，太阳能集热器的数学模型可以描述其工作原理和热效应，有助于评估和改进集热器的性能。
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渗透型太阳能集热器(UTC)的可用能分析摘要：渗透型太阳能集热器（UTC）是一种直接预热新风的装置。
它除了用于预热新风，还可以加热空气以干燥农作物。
因为有很好的热性能，UTC会在将来得到广泛应用。
自从上世纪90年代，世界上各地已有许多大规模的UTC安装示例。
在本文中，首先推导了UTC的可用能效率，并用无因次形式表示。
根据可用能效率，计算出最佳出口温度。
找到最佳出口温度后，进行经济性分析后得出效率最高且最经济的结构关键词：UTC；可用能分析；最佳温度；效率Abstract：The Unglazed Transpired Solar Collector (UTC) is a suitable device for preheating outside air directly. They are used mostly in preheating ventilation air as well as in heating air for crop drying. The thermal performance of UTC promises its popular usage in near future. A number of large scale installations have been used all over the world since 1990s. In this paper, first, the exergy efficiency of UTC is de-rived and expressed with disseminationless form. Based on this efficiency, optimiza-tion outlet temperature can be calculated. After finding the optimum outlet tempera-ture, an economic analysis may be performed to determine the most effective and least expensive geometryKey words：UTC；Exergy analysis；Optimum temperature；Effectiveness1 引言UTC 在世界各地被广泛应用，尤其是预热新风，作物干燥以及除湿冷却。
据报道，世界各地约有70个大型的系统安装并运行良好，每个系统的集热器面积在500m 2到1000m 2之间[1]。
这些空气加热器由多孔板组成，其孔隙率一般小于5%，大多喷成黑色（吸热板）。
把加热器安装在建筑南立面上，以加热通过吸热板与南立面之间的风室而吸入孔洞的室外新风。
（如图1）。
吸热板吸收太阳能使得板的温度比环境温度高。
风室上面的风机抽吸加热的空气然后通过管道送到房间里。
1.1 渗透型太阳能集热器的构造图2所示为UTC 构造示意图，多孔金属板安装在建筑外墙（一般为南墙）上，金属板厚度一般为1-2mm ，金属板与墙体之间形成一个10-20cm 的空腔，空腔的四个边是密封的并作保温处理。
墙体外表面加装保温层以提高集热器的性能。
在墙体一侧安装风机，通过风机的抽吸作用使空气穿过集热板进入室内。
图1 UTC 运行原理图图2 UTC 结构示意图 集热板的材料一般为镀锌钢板或铝板，集热板上开孔的直径、孔间距、孔隙率及集热板面积应根据建筑的具体功能、所在地区的气候特点及太阳辐射强度等参数来确定。
集热板外表面喷涂选择性吸收涂层，其对太阳辐射吸收率很高，有效提高UTC 的热性能[2]。
1.2 渗透型太阳能集热器的工作原理UTC 通过微孔集热板吸收太阳能来加热空气，从而达到为室内送新风或供暖的目的。
图1展示了UTC 的运行原理，冬季工况：白天时，微孔集热板吸收太阳辐射，表面温度不断上升，风机开启，集热板周围空气由于空腔内负压的存在穿过小孔进入空腔，空气穿过小孔时与集热板换热，空气温度会迅速升高，空气进入空腔后沿流道向上流动，此时空气已有较大的温升，然后通过风管送入室内，达到为室内提供新风或供暖的目的。
晚间风机停止运行，集热板和外墙之间的空气间层可起到一定的保温作用，减少室内热量损失夏季工况：在UTC 的空腔底部和顶部存在自然通风口，在冬季密封处理，而到夏季自然通风口打开，集热板吸收太阳辐射加热空腔内的空气，后者在高度方向产生密度差，从而出现烟囱效应，空气会从底部自然通风口和集热板下部小孔进入空腔，从上部自然通风口和上部小孔流出，从而减小室内冷负荷[3]。
1.3 渗透型太阳能集热器的特点相比于太阳能热水器，UTC的优点也是其他空气集热器所拥有的，所以为了更加突出UTC的特点，将其与传统的平板型空气集热器进行比较，可分析得到UTC的另一些特点。
(1)较高的集热效率。
美国国家暴露物研究实验室（National Exposure Research Laboratory，NERL）将这项技术评为最高效的节能供暖技术之一，并对UTC的热性能进行了实验研究，NERL实验证明UTC比传统的太阳能空气集热器拥有更高的集热效率[11]。
实验结果表明，UTC的集热效率都在50%以上。
天气条件较优良时，UTC的集热效率最高可达到75%左右。
在调节风量的情况下，集热器出口空气的温升可达到16-40℃，有效的利用了太阳能。
(2)良好的新风系统。
UTC可以把室外新鲜空气加热后输送至室内，将合理通风与建筑采暖有机的结合起来，为室内带来合理的气流分布组织，提高了室内空气品质，是室内环境更加舒适，有利于使用者的身心健康。
(3)更好地与建筑物相结合。
UTC不但可以有效地利用太阳能，而且能与建筑的围护结构有机的结合。
在一些已完成的UTC的应用项目中，集热板安装在建筑的外立面上，等效于建筑的围护结构，且运行状况良好，很好地满足了建筑一体化要求。
(4)较广的适用范围。
UTC拥有较广的适用范围，在很多场合得到了应用。
首先，UTC可以很好地与建筑相结合，为室内输送预热的新鲜空气、提供热量，可应用的建筑类型包括居住、工业、商业、学校、办公、军用建筑及仓库等。
其次，UTC在农业方面也得到了应用，空气被集热器加热后可用于干燥农作物、农产品及动物粪便等。
最后，UTC可以与光伏发电系统相结合，流动的空气可以带走光电板产生的热量，有效地提高光伏发电的光电转换效率。
(5)良好的经济效益。
UTC适宜与建筑结合，集热板可充当建筑的外立面，基本不会影响建筑的外观。
UTC结构较简单，虽有一定的初投资，但其在使用期对太阳能的利用率较高，不仅在采暖季节可以参与供暖与新风的预热，在夏季还能起到很好的隔热作用，减少室内的冷负荷，同时在过渡季使用时能节约大量的能耗。
此外，UTC抗腐蚀性较强，使用年限比较长，且基本不需要维护，所以UTC的经济效益良好。
2 国内外研究现状2.1 国外研究现状已有人做了一些实验和数值研究去评估不同类型孔眼的UTC的热效率。
Kutscher等人[4]提出连续吸入空气的分析模型和热损失里理论。
他也在0.79mm 的铝板上交错布置圆形孔眼，通过做实验来研究UTC的性能。
文献[5]介绍了一个UTC的计算模型，文中对集热器模型各部件列能量平衡方程，参考经验公式来估计各个热交换系数；并且利用计算模型在设计参数给定的情况下预测UTC的热性能，分析主要影响因素对应用于干燥场合的UTC热性能的影响状况，为集热器的设计者提供了有效的理论指导。
S.J.Arulanandam，K.G.Terry Hollands, E.Brundr等学者对UTC中集热板上小孔的换热状况进行了模拟[6]。
Kutscher和Chistensen等专家研究发现，在适当的空气流量和室外风速条件下，从UTC的空气温升状况可以推断出自然对流引起的热损失已不再是影响UTC集热效率的主要因素，但在周围环境温度较低时，工作温度较高的集热板面向环境的辐射损失仍然在各项损失中占据很大比重[7]。
Arulanandam等专家利用CFD软件分析了小孔的孔径大小及排列情况对集热器热性能的影响，提出了在室外风速为零和仅考虑集热板正面对流换热的条件下，UTC中集热板热交换效率ε的表达式[8]。
2.2 国内研究现状在我国太阳能蓄热与热转换技术研究起步较晚，但已有较多的研究成果，但研究对象主要是平板型空气集热器与太阳能热水器。
UTC产生于上个世纪90年代，国内针对于此的研究启始于本世纪初。
2002年，河南建成了第一个应用于农作物干燥的太阳房，推动了太阳能利用技术的发展2004年山东建筑大学与加拿大相关咨询公司合作建成了国内第一个将太阳能采暖技术与建筑相结合的试验工程——生态学生公寓，建筑南向窗间墙及女儿墙位置安装了UTC，集热面积达到157m2，为室内提供热量，实际应用时起到了很好的节能效果[9,10]。
王崇杰教授等人研究了国外无盖板渗透型集热系统的应用现状[11]，并结合山东建筑大学生态学生公寓实验研究了UTC的节能潜力，并模拟了渗流速度、辐射强度对UTC工作效率与空气温升的影响，为UTC的实际应用起到了较大的指导意义。
文献[12]理论分析了UTC内的传热与流动规律，通过建立数学计算模型，利用CFD软件模拟比较了平板集热器、无盖平板集热器以及UTC三者的热性能；分析了在全新风工况下，空气间层厚度、辐射因素及空气流量对UTC空气出口温度与集热效率的影响。
文献[13]从实验和理论两方面着手对UTC在建筑中实际应用时的热性能进行了研究分析；理论分析了UTC的热损失，通过实验，比较风机开启与关闭两个工况下UTC内各组件的温度分布情况，同时分析了墙体在安装UTC后受到的影响。
文献[14]中，作者实验分析了UTC的热性能，通过搭建实验台，测算出周围环境温度、空气流量与辐射强度对UTC整体性能的影响；文中实验用的集热板共有三种颜色，从而分析了颜色（即集热板吸收率/集热板发射率）带来的影响；同时文章简单分析了加装玻璃盖板后集热器集热效率的变化。
文献[15]首先以多孔集热板的单个小孔作为研究对象，利用CFD技术数值研究小孔孔径、孔间距等影响因素对集热板换热状况的影响，在分析集热板局部流动换热规律时利用了场协同原理，UTC中空气的整体流动规律也得到了简要分析。
3 UTC的能量分析当环境空气流过集热器表面、孔眼以及风室吸热板背面时，空气被加热。
这种集热器的性能通常表示为热效率，其定义为：out c T T T T ε∞∞-=- (1)其中，T out 为空气出口温度，T c 为集热器平均温度，T ∞为集热器表面环境空气温度。
热效率取决于集热器的几何形状、流体动力性质、热工特性。
Van Decker 等人做了一些实验来研究带圆形孔眼的UTC 的性能，提出了一个经验公式来预测这类吸热板的热效率[1]：0.1610.835εγ-⎛= ⎝ (2) 0.737 1.482Re s D V V γσ∞⎛⎫= ⎪⎝⎭ (3)式中V s 为吸热板表面吸入空气的速度，U ∞为风速，σ为吸热板的孔隙率，Re D 孔眼的特征风速，其定义如下： 224hole plate A D A P πσ== (4) 式中P 和D 分别表示孔间距和孔的直径。