由于太阳辐射的不稳定性以及太阳辐射与用热负荷的不一致性，蓄热装置是太阳能热水系统中的一个必备部件。太阳能热水器在储热阶段下，储热水箱能够储存多少的有用热量是衡量其设计优劣的重要因素。良好的贮热水箱设计既能降低集热器进口温度，提高集热器效率；又能增加可被利用的热水量。为了分析温度分层度这一参数，本文选用了我国南方地区普遍使用的家用太阳能热水系统的几种水箱作为模型，采用试验、数值模拟相结合的方法对储热水箱进行了研究。本文根据实际生活中水箱的种类及结构，研究了太阳能在储热阶段储热水箱内的温度分布及冷热水掺混情况。建立了包括控制方程、边界条件、水的物性参数在内的数学模型，分析了各种流速时储热水箱内的掺混程度及温度分层度，为实际工程应用提供了坚实的理论基础。本文研究内容如下：首先，在相同循环流量下，对不同上循环管高度的储热水箱蓄热阶段进行试验，测得水箱下循环管口出水温度。分析试验结果发现：上循环管高度越高，下循环管出口温度开始升温的时间越晚，且最终出口温度越高。其次，利用数值模拟方法对相同尺寸、相同结构的储热水箱作了对比分析。发现模拟的下循环管出口温度曲线与试验的趋势一致，证明建立的模型可用于此类储热水箱的模拟研究。再次，对常见的循环管位于底部与侧面的储热水箱结果进行了不同循环管高度与不同上循环管流量下的数值模拟研究，并对循环管位于侧面的储热水箱循环管同异侧结构下水箱内的温度场进行分析，得到水箱内的温度分布及分层情况，并采用了无量纲□参数定量化分析了水箱的温度分层度。研究表明，相同工况下，循环管位于底部的储热水箱混水特性优于循环管位于侧面式的水箱；储热水箱上循环管高度越高，水箱内无量纲火用值越小，水箱分层度越高；随着入口流速的增加，水箱内的冷热水掺混程度增加，尤其当上循环管入口流体流动处于湍流状态时，水箱内的冷热水掺混程度较层流状态下的冷热水掺混情况加剧。循环管同异侧结构对储热水箱内部温度分层影响不大。最后，本文比较普通管口、变管径管口与楔形管口三种上循环管管口形状下的水箱混水特性，普通管口下的水箱混水特性最优，变管径管口与楔形管口并未对水箱混水特性起到改善作用。