随着清洁能源的不断发展,平板太阳能集热器在建筑供热领域使用愈加广泛,但在寒冷地区冬季使用时存在集热效率和集热量不高的问题。在集热器上加装反射板组成聚光型平板集热器可有效解决这一问题,但现有的反射板往往需要跟踪太阳或频繁调整安装角,增加了成本,限制了其在供暖领域的广泛应用。本文提出在平板集热器上安装非跟踪的反射板,大幅降低使用成本。分析了平板型和抛物线型反射板固定安装作为非跟踪反射板的运行特性,为克服二者的不足提出了一种新的反射板结构——折线型反射板,本文通过实验和理论的方法对三种反射板进行了对比研究,主要工作和结果如下:根据反射板工作特性,建立了反射板光线追踪模型,考虑反射光影响的集热器模型和表征反射板作用大小的增强因子等理论模型。模型考虑了散射、大气透明度和反射光线损失等复杂的实际因素,可准确计算任意角度、任意时刻的工况。基于该模型,经过大量的计算,确定了合理的设计工况和各反射板的最优安装角度。在此基础上,设计并搭建了实验台,实验研究了不同环境温度、辐射照度下不同反射板对集热器瞬时效率、集热温度和集热量的提升效果,以及冬季反射板的防积雪效果。选取集热量实验数据与理论计算结果进行对比,验证了本文建立的理论模型的正确性。基于验证的理论模型,针对全年内不同反射板的免追日聚光效果进行对比研究,分析了不同反射板在特定工况、季节工况和全年工况下的运行性能。得到如下结论:按照冬至日正午时刻太阳高度角为设计工况设计的反射板,能保证整个冬天最不利的集热工况,且保证了最冷月有较高的集热量,能够满足用户冬季对于供热负荷的需求。室外温度较低或辐射强度较弱时,无反射板集热器可能失效,聚光型集热器仍然能高效工作,集热效率较无反射板集热器可提高15%-25%,集热温度可提高10-15℃。在整个采暖季节,平板型、折线型和抛物线型反射板集热器集热量比无反射板集热器分别增加了 16%、32%和25%。全年总集热器分别提高11%、22%和19%。反射光的损失从清晨到中午逐渐减小,并随集热器宽长比的增大而减小,当宽长比大于5时,基本恒定,全年最大反射光的日均损失不超过25%。折线型反射板增强因子和损失率都居于二者之间,因此在复杂多变的工况下,折线型反射板综合性能最优。反射板可以有效地防止集热器积雪失效,雪停后的融雪速度也远大于无反射板的集热器,实验条件下聚光型集热器融雪速度约是无反射板的2.5倍。在夏至日附近的强辐射区域内能够遮挡部分阳光,可有效防止集热器夏季过热。因此,通过安装固定反射板构成免追日聚光型太阳能集热器是严寒地区空间供暖的一种可行而有效的途径。