太陽能熱水系統,是利用太陽能集熱器收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置，是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一種應用產品。

輔助能源分類

       由于太陽能輻照的不穩定性，不能全天候的滿足熱水供應需求。所以必須要有輔助加熱能源。當今的太陽能系統設計已經十分完善，可以方便的和各種能源配合使用。

       傳統熱水系統：電加熱、電鍋爐、燃氣鍋爐（天然氣、人工煤氣液化氣等）、燃油鍋爐、蒸汽鍋爐等。

       新型熱水系統：空氣源熱泵熱水系統，地源熱泵熱水系統、水源熱泵熱水系統。

太陽能系統分類

       太陽能熱水系統的分類以加熱循環方式可分為：自然循環式太陽能熱水器、直流式太陽能熱水器、強制循環式太陽能熱水系統等三種。

       一、自然循環系統：利用被加熱液體的密度變化來實現自然循環；系統簡單、成本低；但是，熱水箱位置必須高于集熱器。單個系統的規模不宜過大。采用非承壓水箱，依靠水箱與最不利用水點的高差供應熱水，水箱中水有過熱危險，只能采用冬季排空方式防凍，即冬季無法使用。（該方式目前使用較少）

       適用范圍：熱水規模小、要求不高、冬季無冰凍地區的建筑。

       二、直流式系統：采用定溫放水方式，當集熱器放水點溫度高于設定溫度時，溫控閥開啟將熱水放入儲熱水箱，采用非承壓水箱。當采用高位水箱時依靠水箱與最不利用水點的高差供應熱水，采用低位水箱時需增設熱水泵供熱水。熱水與空氣接觸，應采用保證水質措施。輔助熱源可以采用內置也可以采用外置加熱系統。

       適用范圍：熱水使用規模小、用水時間固定、用水量穩定的建筑、如洗衣房、公共浴室等。 

       三、強制循環系統：采用強制循環、直接加熱方式加熱。根據實際用水需求可以采用單水箱或雙水箱裝置。采用非承壓水箱或承壓水箱作為儲熱水箱。輔助熱源采用內置或外置加熱系統，并配備智能化的控制系統，保證合理使用輔助熱源。設置防過熱措施；采用防凍循環措施，冬季運行安全、可靠。

       適用范圍：用于對建筑物外觀要求高、熱水使用規模大，供熱水要求高的建筑。

       由于自然循環和直流系統的局限性，在大中型民用和商用場合一般都使用強制循環系統。適用于酒店、賓館、度假村、泳池、浴場、敬老院、學校、醫院、工廠、別墅、政府單位等。我們也重點討論強制循環系統。

       太陽能強制循環系統主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、智能控制系統、輔助加熱系統、水泵等組成。

太陽能集熱器

       太陽能集熱器是整個太陽能熱水系統的心臟部分,相當于汽車發動機。吸收太陽能輻照能將太陽能集熱器里面的水加熱，滿足日常熱水需求。

儲熱水箱

       太陽能熱水系統并不是即熱系統，需要將通過太陽能集熱器加熱后的熱水存儲起來供用戶使用。所以必須要有儲熱水箱。儲熱水箱的保溫性能非常重要。

輔助加熱系統

       由于太陽能輻照的不穩定性，不能全天候的滿足熱水供應需求。所以必須要有輔助加熱能源。可以采用電加熱、電鍋爐、燃氣鍋爐（天然氣、人工煤氣液化氣等）、燃油鍋爐、蒸汽鍋爐，空氣源/地源/水源熱泵作為輔助加熱系統。

智能控制系統

        根據太陽的輻照強度和用戶的用水需求，實現自動補水、回水強制循環。還可根據用戶需求進行恒溫、恒壓，實現遠程控制。實現自動啟動輔助加熱系統。并擁有防過熱、防凍等功能。

水泵

       實現太陽能集熱器和水箱之間的強制循環，或熱水供水的增壓功能。屬于太陽能系統的核心設備。

工作原理

定溫出水

        設定出水溫度（通常設為55℃，也可以根據用戶的需要設定），當水箱未達到滿水位且水溫大于設定溫度時，上水電磁閥開啟，利用自來水壓把到達溫度的水頂入水箱中，當溫度小于設定溫度時，電磁閥關閉停止放水。

溫差循環

        當水箱達到滿水位且集熱器出口端與水箱的溫差大于設定溫度時（通常設為6℃，可調），溫差循環泵開啟系統進行循環加熱，當溫差小于設定值（通常設為4℃，可調），溫差循環泵停止運行，系統停止加熱。

防凍循環

        通常采用循環防凍，在集熱器和循環管路設定一個低溫點，當該點溫度低于設定溫度時，防凍循環泵（即溫差循環泵）開啟，通過水循環達到防凍的目的；當低溫點的溫度大于設定溫度時，防凍循環泵（即溫差循環泵）停止運行。

太陽能熱水系統的優點

一、環保效益——相對于使用化石燃料制造熱水，能減少對環境的污染及溫室氣體——二氧化碳的產生。

二、節省能源——太陽能是可再生能源屬于全人類的資源，只要有場地與設備，任何人都可免費使用它。

三、安全——不像使用燃氣有爆炸或中毒的危險，或使用燃油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會有漏電的可能。

四、不占空間——系統無需管理，另外，太陽能熱水器裝在屋頂上，不會占用任何室內空間。   

       五、智能控制——自動實現定溫出水、集熱器和水箱的溫差循環、分時段補水、自動和定時啟動輔助加熱系統、定溫或定時回水、定時供水、最低水位保護等功能。最大限度利用太陽能。

       以中原地區10噸熱水系統為例，對太陽能熱水系統和傳統熱水系統做一個簡單的經濟分析。

年費用對照表 

       從上面可以看出太陽能熱水系統比傳統熱水系統一年最少能省4萬元（與燃氣鍋爐相比），最多能省12萬元，有很大的經濟優勢。 

備注（1）運行費用計算依據