寒冷季节为温室提供必要的加温措施是温室种植生产中的重要环节,太阳能作为一种可再生清洁能源,具有传统化石能源无法替代的优势,太阳能加热技术在温室中的应用,可以满足温室冬季夜间的加温需求,为温室作物提供良好的生长环境。针对现有太阳能集热装置集热能力有限、占用耕地面积和遮阴等局限性,展开了以下两方面的研究:设计一种真空管太阳能集热器,探究集热倾角、管间距和保温材料对真空管太阳能集热器性能影响,根据研究结果进行真空管太阳能集热器优化;对真空管太阳能集热器进行应用效果验证,并设计一套可变倾角主动式太阳能集热系统,对可变倾角主动式太阳能集热系统的性能展开研究,分析其集热量、集热效率和能量利用效率等参数变化,并结合温室生产实际,研究可变倾角主动式太阳能集热系统对日光温室小气候影响和植株生长指标影响,以解决温室冬季加温需求和现有集热装置存在的局限性。研究得出以下主要结论:（1）不同集热倾角、不同管间距对真空管太阳能集热器的集热性能有直接影响。集热倾角为50°时,真空管太阳能集热器性能为3种集热倾角（30°、40°、50°）中最佳,可以使集热器内水温平均达到47.4℃;管间距为20 mm时,真空管太阳能集热器集热量为369.6 MJ,为3种管间距（10 mm、20 mm、30 mm）中集热量最大。保温材料仅影响真空管太阳能集热器集热水箱的热量散失大小,对真空管太阳能集热器的性能起着间接影响。综合考虑热损系数、抗老化性能及成本,橡塑保温棉最适宜作为真空管太阳能集热器集热水箱的保温隔热材料。（2）可变倾角主动式太阳能集热系统在日光温室中的应用结果表明,在典型晴天,该系统集热量为7.6 MJ/m~2,其单位时间集热量为1.9 MJ·(m-2·h-1),具有较好的集热性能,夜间系统放热量为5.1 MJ/m~2,能量利用效率达85.1%。该系统采用间歇式运行模式,节能率达77.9～84.0%,性能系数COP平均为5.2,系统节能效果显著。流量大小和太阳辐射对可变倾角主动式太阳能集热系统性能均有影响。随着流量的增加,系统集热效率出现先增加后降低的趋势,流量为5.4 L/min时,系统集热效率最大,达61.4%;随着太阳辐射增加,系统集热效率先增加后趋于平缓,太阳辐射增加到10.5 MJ/m~2后,太阳辐射对系统的集热效率影响较小。（3）可变倾角主动式太阳能集热系统可以改善温室气候条件,促进温室作物生长。可变倾角主动式太阳能集热系统对温室进行加温,温室夜间空气温度平均提升2.2℃,作物根部基质温度提升3.3℃,温室空气相对湿度降低21.1%,室内番茄植株株高和叶面积都要大于对照温室,植株叶绿素相对含量提高15.6%。