集热器作为太阳能光热利用的重要装置,与人民生活和工农业生产联系密切,如何改善太阳能集热器的热性能一直是国内外学者的研究重点。单一工质集热模块受限于不同的季节的气候特点,无法持续高效地利用太阳能资源。而太阳能双效集热器将加热空气、加热水有机结合,可根据季节变化分别实现空气集热、水集热和空气/水复合集热模式,有效提高集热器的瞬时热效率。本文基于理论分析、数值模拟、实验测试综合研究双效集热器的热性能。理论分析根据能量守恒原理,绘制集热器能量平衡图,推导出集热器各组成部分的能量平衡方程式。数值模拟基于Ansys平台构建双效集热器理论模型,模拟研究工质流量、进口温度、辐照强度对空气集热模式、水集热模式以及空气/水复合集热模式热性能的影响。在复合集热模式的基础上,创新性地提出四种空气-水相对流动工况,即顺流-同程、逆流-同程、顺流-异程和逆流-异程,并进一步对比研究上述参数变化过程中四种空气-水相对流动工况热性能的优劣。基于搭建的L型翅片式下流道双效集热器测试平台,实验研究空气集热、水集热、空气/水复合集热模式的全天热性能变化趋势。综合研究显示,单一工质集热模式下,提高工质流量能提高该工质的瞬时热效率,空气集热和水集热效率最大可达55.28%和71.21%;提高工质进口温度会大幅度降低该工质热效率,温度从290 K提高至310 K,空气集热、水集热效率分别降低了14.51%和16.86%;提高辐照强度（300～1000 W/m~2）,水瞬时集热效率逐步上升,而空气瞬时集热效率先上升后缓慢下降,其峰值点与流量有关,流量越大,峰值点越靠后。复合集热模式下,提高单一工质流量,能有效提高该工质和复合集热性能,但会降低另一工质的集热效率;提高单一工质进口温度,会降低该工质和复合集热的热效率,但会强化另一工质的热性能;提高辐照强度,三者的瞬时热效率均处于上升趋势,但空气集热效率增长较为缓慢。对比研究复合集热模式下四种空气-水相对流动工况,发现其集热性能的优劣受质量流量、单一工质的进口温度、辐照强度的加大发生变化。L型翅片式下流道双效集热器实验结果表明,单工质集热模式下,当空气质量流量为0.034 m~3/s,其瞬时最大集热效率和日平均集热效率分别为50.16%、44.98%,当水质量流量为0.046 kg/s,其瞬时最大集热效率和日平均集热效率分别为73.92%、55.78%。复合集热模式下,复合最大集热效率和日平均集热效率可达95.14%、73.02%。其中,当水箱温度高于集热板温度,复合集热模式下水集热过程会出现负效率。从能量利用率角度分析,水集热模式适用于春秋两季,空气集热模式适用于冬季,空气/水复合模式适用于夏季。图[45]表[22]参[55]