مدلسازي گرمايي کلکتور بدين صورت است که از کف زمين تا جريان هواي بالاي کلکتور بصورت مقاومتهاي گرمايي مدلسازي شده اند. به علت گراديـان شديد دما در راستاي ارتفاع کلکتور، جريان سيال در اين راستا را به پنج گـره مساوي تقسيم بندي کرده ، و براي هر گره يک حجم کنتـرل ديفرانـسيلي در نظر گرفته و براي هر گره معادله تعادل انرژي را مي نويسيم .

مطابق شکل بالا براي حجم کنترل ديفرانسيلي ميتوان نوشت :

و در نهايت حرارت مفيد منتقل شده به سيال که باعث حرکت آن ميشود برابر است با:

حال سطح زمين را نيز به عنوان يک جسم نيمه بينهايت که مي تواند در خود انرژي ذخيره کند در نظر ميگيريم .

در هر مقطع با محاسبه سرعت و رينولدز، ضرايب انتقال حرارت جابجايي و نيز با داشتن دماهاي کف و سقف ، ضرايب انتقال حرارت تشعشعي محاسبه مي شود.

اما الگوريتم بکار گرفته شده براي حل معادله انرژي در داخل کلکتور بدين شرح مي باشد:

دماي محيط بصورت دماي ورودي به حجم کنترل ديفرانسيلي وارد  شده  و دماي مياني اين حجم کنترل به عنوان دماي سيال بر حسب دماي ورودي نوشته  شده  و  با نوشتن معادله  تعادل  گرمايي براي تمامي گره ها و تشکيل ماتريس آن و حل آن به روش حل دستگاه معادله غير خطي نيوتن ، تمامي دماهاي مجهول محاسبه و در مرحله بعدي با محاسبه اختلاف دماي سيال ، دماي ورودي جديد حجم ديفرانسيلي مشخص و بدين ترتيب دوباره مراحل قبلي  تکرار  شده  تا  دماي  نهايي  در  زير  دودکش محاسبه  شود. تمامي  اين محاسبات براي يک دبي ورودي، انجام شده و پس از محاسبه اختلاف دماي نهايي،  سرعت  جديد  توسط  اختلاف  فشار  دودکش ،  ناشي  از  اختلاف  دما، محاسبه و با تکرار، جوابها به يک سرعت خاص همگرا مي شود.

براي محاسبه ضرايب انتقال حرارت فرمولهاي زير بکار برده ميشود.

ضريب انتقال حرارت جريان باد روي شيشه و ضريب انتقال حرارت تشعشعي بين شيشه و آسمان مطابق روابط زير ميباشند:

ضريب انتقال حرارت به زمين برابر است با:

که در اين فرمول زمين به عنوان يک جذب کننده که از زمـان شـروع تـابش خورشيد شروع به جذب انرژي و انتقال گرما به سيال ميکند، در نظر گرفتـه ميشود. براي محاسبه ضريب انتقال حرارت جابجايي در داخل کلکتور مقـدار ناسلت را براي جريان اجباري محاسبه ميکنيم .

براي جريان جابجايي آزاد نيز: