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随着能源需求量日益增加,新能源的开发和利用势在必行,太阳能作为清洁可再生的绿色能源越来越受到重视。平板太阳能集热器作为太阳能热利用技术的关键集热装置,因其具有结构简单、承压能力强、便于与建筑结合和应用维护耗资少等优点,日趋受到市场的欢迎。更加广泛地利用太阳能资源可以达到减轻化石燃料消耗和节约大量常规能源以及降低建筑能耗的目的。许多研究人员为了提高平板太阳能集热器热效率和市场竞争力进行了大量的研究工作。本文通过MATLAB软件编写计算程序,对具有双层玻璃盖板的平板太阳能集热器进行仿真计算和优化研究,为集热器优化提供参考依据。其具体内容如下:对平板太阳能集热器的组成结构进行了阐述,并分析了其流动换热原理。在此基础上,依据参照的平板太阳能集热器建立了数学模型,得到了集热器热性能评价指标的计算方法,热性能指标主要包括集热器获得的有用能、效率因子、肋片效率、热迁移因子、部分组件温度和瞬时效率。基于MATLAB软件编写了以吸热板平均温度和排管内工质平均温度为循环依据的计算程序,研究了吸热板关键参数、排管关键参数和环境因素对集热器热性能的影响。此外,编写了以吸热板平均温度、排管内工质平均温度和透明盖板温度为循环依据的计算程序,研究了透明盖板与吸热板间距和透明盖板表面发射率对集热器热性能的影响。研究结果表明,吸热板表面吸收率在0.80～0.95范围内变化时,瞬时效率增长了23.59%;排管间距在80～240mm范围内变化时,瞬时效率减少了44.04%;排管内工质进口温度在5～60℃范围内变化时,瞬时效率减少了56.59%。在此基础上,提出采用方差分析法对集热器进行优化分析。基于MATLAB软件依据方差分析法编写了计算程序,将对集热器瞬时效率影响较大的关键参数进行两两组合,进而得到瞬时效率最大时对应的最佳组合,如吸热板吸收率和吸热板导热系数的最佳组合为‘0.95,398W/m·K’,以及排管内径和排管内工质进口温度的最佳组合为‘10℃,30mm’等。搭建平板太阳能集热器瞬时效率实验测试系统,通过实验测试得到了平板太阳能集热器瞬时效率实验测试数据,进而与瞬时效率仿真计算数据进行比较分析。结果表明,二者随归一化温差的变化趋势相同,且二者之间的偏差值较小,证明通过MATLAB软件编写的平板太阳能集热器计算程序是正确的,可以应用该程序更加便利地研究平板太阳能集热器关键参数对其瞬时效率影响。