لوله های حرارتی همچنین به طور گسترده در برنامه های گرمایش آب حرارتی خورشیدی همراه با آرایه های کلکتور خورشیدی لوله خلاء استفاده می شوند.

در این کاربردها، معمولاً از آب مقطر به عنوان مایع انتقال حرارت در لوله شیشه ای تخلیه شده و در لوله مسی با طول مهر و موم شده رو به خورشید استفاده می شود. در مقایسه با لوله جمع کننده خلاء از لوله جذب شخصی و کاربرد گرمایش آب گرم خورشیدی، می تواند بیش از 40 درصد راندمان را ارائه دهد، "کلکتور خورشیدی صفحه تخت". این امر عمدتاً به دلیل وجود لوله ای با همرفت کند و از دست دادن هدایت گرما و خلاء در لوله است. راندمان نسبی سیستم خط لوله خلاء کاهش می یابد زیرا کلکتور "صفحه تخت" اندازه دهانه بزرگتری نسبت به کلکتور "صفحه تخت" دارد که می تواند انرژی خورشیدی بیشتری را در واحد سطح جذب کند. این بدان معنی است که اگرچه یک لوله خلاء عایق بهتری دارد (هدایت در سطح پایین و تلفات همرفتی)، به دلیل خلاء ایجاد شده در لوله، مشخص شده است که لوله های مجموعه ای از ماژول های سلول خورشیدی تکمیل شده انرژی کمتری را در واحد سطح جذب می کنند. و مساحت به دلیل طراحی دایره ای لوله جمع کننده خلاء خورشیدی با سطح کلکتور کمتر مشخص شده است. بنابراین، کارایی این دو طرح در دنیای واقعی تقریباً یکسان است.