在节能减排技术的推广应用中,太阳能热水器的推广应用是一个很重要的组成部分。研究开发热效率高、运行可靠、使用寿命长、易与建筑相结合的太阳能热水器就成为当务之急。本文介绍了太阳能热水器的研究、发展和使用现状,主要防冻措施及其优缺点,国内外关于防冻研究的综述。间接系统太阳能热水器中常用的换热器及其优缺点。夹层换热器水箱具有换热效率高、结构简单、防冻等优点。在参考国内外现有研究的基础上,设计出了水平夹层换热水箱和垂直夹层换热水箱,对带夹层换热器水箱及其自然循环间接系统平板型太阳能热水器系统性能进行了理论分析和试验研究。在理论分析方面,确定了夹层换热器的一些基本参数的计算方法,分析了夹层换热水箱的换热器对集热效率的影响,并确定了换热器对集热效率的削弱因子,建立了整个系统的数学模型；在试验研究方面,分析了夹层厚度、工质添充量、换热面积对夹层换热水箱的换热器的换热效率和总传热系数的影响,确定了换热器的换热效率和总传热系数,测试了带夹层换热水箱的平板型太阳能热水器的系统热性能,包括其平均日效率和平均热损系数。定义了温度分层系数,对不同类型太阳能热水器的温度分层系数进行了对比分析。