本文以全玻璃U型真空管太阳能集热器和平板型太阳能集热器作为研究对象,从各自的结构特点上分析了其传热机理和一些重要热性能指标。在此基础上,充分考虑了太阳散射辐射和时间常数对集热器热性能的影响,根据能量平衡理论对全玻璃U型真空管太阳能集热器建立了描述其动态热性能的数学模型。该模型将太阳能集热器视为一个独立的系统,此系统的输入变量分别为集热器的进口温度,集热器周围的环境温度,落在集热器采光面上的太阳直射辐照度和太阳散射辐照度;系统的输出变量为集热器的出口温度。通过大量的集热器热性能实验数据,由实际测量值来确定系统的输入与输出的关系,即求解集热器热性能动态模型中的参数。再由这些参数来预测系统的输出——集热器的出口温度。虽然本文的动态模型基于分析全玻璃U型真空管集热器的得热和热损而提出,但实验结果表明该模型同样适用于平板型集热器热性能的测试。采用本文的方法在对集热器进行热性能测试时,除要求集热器工质的质量流量(?)仍需保持稳定外,测试过程对其输入变量(太阳辐照度、环境温度、集热器的进口温度)的值及其波动范围不做限制。该测试过程中,由于对落在集热器采光面上的总太阳辐照度分为直射太阳辐照度和散射太阳辐照度分别加以考虑,这对实际天气条件下的太阳辐射要求降低,使得一年中可用于测试的天数大为增加。与ISO9806-1的集热器稳态测试方法相比,由于对测试条件的要求降低,使得减少了因限定输入变量波动而投入的控制设备,测试的成本也随之降低。本文的动态测试模型经过数学推导,从理论上证明了其与目前已被广泛认可的基本稳态模型具有一致性。通过与稳态模型和另一种动态模型进行对比,本模型预测的结果和实测输出的接近程度,要优于已有标准和另一种动态模型,尤其表现于集热器工作在系统的输入变量不稳定的情况,如太阳辐照度强烈变化或散射辐照度占很大比例和集热器入口温度变化明显的工况。因此理论推导的结果和实验的测量值均证明了本文动态测试方法的有效性和可靠性。