为了克服普通平板太阳能集热器的缺点,并保留其结构上的优点,必须要研制新型的平板太阳能集热器。热管有很多优点,把热管用于平板集热器能有效地改善集热器的性能。本文对热管平板式太阳能集热器进行了理论分析,并通过实验测试了自制的热管平板式太阳能热水器的性能,包括瞬时效率、日平均效率和热损失系数,同时考察了灰尘对热管平板式太阳能集热器和真空管太阳能集热器日平均效率的影响。测试的结果表明热管平板式太阳能热水器的日平均效率在36%左右。热管的单向导热特性大大减少了系统通过集热器的热损失。本文利用TRNSYS模拟分析了集热器的朝向和倾角对集热面接收辐射量的影响,并确定了天津地区使用的太阳能集热器的最佳摆放位置为:朝向正南,倾角为40度。同时模拟了集热面积、水箱容积和系统的泵循环流量对热水系统的效率的影响,并以此为基础对自然循环和强制循化的太阳能热水系统进行了优化设计。最后通过模拟分析的数据,对两套实际的太阳能热水系统进行了节能效益的分析,结果表明太阳能热水系统具有良好的经济效益和环境效益。