化石能源的有限性与全球能源消耗快速增长之间的矛盾日渐尖锐,能源问题已经成为新世纪人类急需解决的主要问题之一。太阳能作为一种安全、清洁并且可以持续利用的资源受到了人们的关注,我国太阳能资源非常丰富,太阳能光热利用在生产生活中得到了广泛应用,利用太阳能热水器可以有效地降低制取生活热水的能耗,但在太阳辐射强度较低时存在热效率低下的问题。基于此背景,提出一个为太阳能真空管热水器加装反射板以提高集热效率的设计思路,通过抛物面聚光器的反射聚光作用将周围空间中的太阳光线和穿过真空管间隙的太阳光线聚集到真空集热管上以增加其接收到的太阳辐射强度。对反射板模型进行设计建模及光学性能模拟分析以确定反射板结构参数,并对真空集热管加装反射板后的性能进行分析研究。本文介绍了真空集热管的各部分结构组成及其工作过程,建立集热管的传热数学模型,分析在传热过程中各部分结构的热阻及真空集热管的各项散热损失。利用前人收集的试验数据进行理论计算,验证数学模型的有效性并分析影响集热管热效率的各项因素,例如导热流体的入口温度,太阳辐射强度,导热流体流量,真空集热管周围环境的温度等。使用Pro E软件建立多组反射板模型,控制光源辐射强度为800W/m~2,利用Trace Pro软件对其进行光学仿真模拟分析,确定反射板的设计参数。建立真空集热管加装反射板的三维模型,并将未加装反射板的真空集热管作为对照模型,然后将理论计算得出的石家庄地区的太阳辐射强度数据导入Trace Pro软件中,对加装反射板模型和对照模型进行模拟分析,得出加装反射板可以增强真空管接收到的太阳辐射能量,提升约11%的集热效率,即使在冬季太阳辐射强度较低时也能达到其它季节未加装反射板所达到的水平。本文通过建立真空集热管的传热数学模型,分析影响集热效率的因素,增强真空集热管接收到的太阳辐射强度可有效提高其热效率。先后共设计33组模型运用Trace Pro软件进行光学性能模拟分析,确定了最终反射板的设计参数,再次根据各时刻太阳辐射强度数据进行模拟,分析加装反射板对热效率的提升效果及其可行性。且设计的反射板的结构简单,制作简便,期望可以在生活中得到应用为生活带来一定的便利。