使用目的
1.環保效益——相對於使用 化石燃料製造熱水，能減少對環境的污染及 溫室氣體－二氧化碳的產生。2.節省能源——太陽能是屬於每個人的能源，只要有場地與設備，任何人都可免費使用它。
3.安全——不像使用 瓦斯有爆炸或中毒的危險，或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會有漏電的可能。
4.不占空間——不需專人操作自動運轉。另外，太陽能集熱器裝在屋頂上，不會占用任何室內空間。
5.具經濟效益——正常的太陽能熱水器是不易損壞，壽命至少在十年以上，甚至有到二十年的，因為基本熱源為免費的太陽能，所以使用它十分符合經濟成本效益。
熱水系統組成
太陽能集熱器系統中的集熱元件，其功能相當於電熱水器中的電加熱管。和電熱水器、燃氣熱水器不同的是， 太陽能集熱器利 用的是太陽的輻射熱量，故而加熱時間只能在有太陽照射的白晝，所以有時需要輔助加熱，如鍋爐、電加熱等。
保溫水箱
和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲存熱水的容器。因為太陽能熱水器只能白天工作，而人們一般在晚上才使用熱水，所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產出的熱水儲存起來。容積是每天晚上用熱水量的總和。採用搪瓷內膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質清潔，使用壽命可長達20年以上。
連線管路
將熱水從 集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統形成一個閉合的環路。設計合理、連線正確的循環管道對太陽能系統是否能達到最佳工作狀態至關重要。熱水管道必須做保溫防凍處理。管道必須有很高的質量，保證有20年以上的使用壽命。
控制中心
太陽能熱水系統與普通太陽能熱水器的區別就是控制中心。作為一個系統，控制中心負責整個系統的監控、運行、調節等功能，現在的技術已經可以通過網際網路 遠程控制系統的正常運行。
太陽能熱水系統控制中心主要由 電腦軟體及變電箱、循環泵組成。熱交換器
板殼式全焊接換熱器吸取了可拆板式換熱器高效、緊湊的優點，彌補了管殼式換熱器換熱效率低、占地大等缺點。板殼式換熱器傳熱板片呈波狀橢圓形，相對於目前的圓形板片增加熱長，大大提高傳熱性能。廣泛用於高溫、高壓條件的換熱工況。套用方案
套用場景
隨著傳統能源成本的不斷上升及環境的持續惡化，太陽能熱水系統解決方案越來越多地被套用於居民住宅、別墅、酒店、旅遊風景區、科技園區、醫院、學校、工業廠區、農業種植養殖區等眾多領域，針對不同領域熱水使用情況進行合理設計與配置，達到能源的綜合利用，降低成本投入。解決方案
太陽能熱水系統主要由太陽能集熱器、儲熱系統、控制系統、換熱系統、輔助能源系統、保溫材料、管路系統及配件等部分組成。太陽能集熱器吸取太陽的熱量，加熱管道中的水，加熱後的水靠循環泵通過管路輸送至儲熱裝置，通過整體能源系統的設計可為鍋爐、熱泵等提供基礎熱水，通過管路輸送至各熱點使用。系統組成：
太陽能集熱器：
1.適合安裝在屋頂及其他可固定安裝位置（鋼結構支架上等）安裝；
2.集熱器美觀大氣，可任意角度安裝，維護方便；
3.集熱器型號多樣，可滿足任何空間安裝，客戶選擇多樣化。
儲熱系統：
1.專利工程水箱，防腐性能強，水嘴設計規範合理，連線管路方便；
2.保溫層為聚氨酯發泡一次成型，發泡均勻，保溫效果好；
3.型號齊全，可滿足用戶80噸以下熱水需求；
4.可滿足400平米以下建築單戶採暖需求。
換熱系統：
1.選用高效高質量換熱器，換熱效果好；
2.採用換熱系統，系統水質好；
3.設計獨立換熱系統可滿足用戶多種多樣用熱點水質、水壓和水量的需求。
控制系統：
1.採用PLC程式模組控制，多點控制，精度高，性能穩定；
2.控制界面人性化，模組清晰，操作方便。
輔助能源系統：
1.多種輔助熱源可供選擇，電輔助、燃氣輔助、燃煤鍋爐輔助、燃油鍋爐輔助、熱泵輔助都可以根據用戶特點選擇；
2.系統得熱量多，熱損失小。
保溫材料：
1.採用聚苯乙烯泡沫材料，保溫好，散熱小；
2.保溫外敷鋁箔，美觀，防輻射散熱。
管路系統及配件：
1.管路選用標準PVC管材，經濟合理；
2.配件標準設計，防鏽防腐蝕。
方案特點
熱水效果保證：全年全天24小時充足水量供應，即開即熱；熱水品質保證：壓力恆定，水溫穩定，水質乾淨；
系統集成設計：系統整體考慮，搭配輔助熱源，專業軟體分析，系統高效可靠，人性化設計；
系統質量保證：對集熱器、水箱、循環泵、管路等各個環節給予全面保障，確保系統安全穩定運行20年以上；
系統智慧型控制：全數據顯示、智慧型化控制、分戶計量、信息準確。
分類
特徵進行分類
國際標準 ISO9459〖15 〗對太陽能熱水系統提出了科學的分類方法，即按照太陽能熱水系統的七個特徵進行分類，其中每個特徵又都分為2-3種類型，從而構成了一個嚴謹的太陽能熱水系統分類體系，如表所示。表太陽能熱水系統的分類，譯自國際標準 ISO9459〖15 〗
特徵 | 類型 | | |
| | A | B | C |
1 | 太陽能單獨系統 | 太陽能預熱系統 | 太陽能帶輔助能源系統 |
2 | 直接系統 | 簡介系統 | |
3 | 敞開系統 | 開口系統 | 封閉系統 |
4 | 充滿系統 | 回流系統 | 排放系統 |
5 | 自然循環系統 | 強制循環系統 | |
6 | 循環系統 | 直流系統 | |
7 | 分體式系統 | 緊湊式系統 | 整體式系統 |
1.第1特徵表示系統中太陽能與其他能源的關係
1.1 太陽能單獨系統---沒有任何輔助能源的太陽能熱水系統；
1.2 太陽能預熱系統---在水進入任何其他類型加熱器之前，對水進行預熱的太陽能熱水系統；
1.3 太陽能帶輔助能源系統---聯合使用太陽能和輔助能源，並可不依賴於太陽能而提供所需熱能的太陽能熱水系統；
2.第2特徵表示集熱器內傳熱工質是否為用戶消費的熱水
2.1 直接系統---最終被用戶消費或循環流至用戶的熱水直接流經集熱器的系統，亦稱為單循環系統或單迴路系統；
2.2 間接系統---傳熱工質不是最終被用戶消費或循環流至用戶的水而是傳熱工質流經集熱器的系統，亦稱為雙循環系統或雙迴路系統。
3.第3特徵表示系統傳熱工質與大氣接觸的情況
3.1 敞開系統---傳熱工質與大氣有大面積接觸的系統，其接觸面主要在蓄熱裝置的敞開面；
3.2 開口系統---傳熱工質與大氣的接觸僅限於補給箱和膨脹箱的自由表面或排氣管開口的系統；
3.3 封閉系統---傳熱工質與大氣完全隔離的系統。
4.第4特徵表示傳熱工質在集熱器內的狀況
4.1 充滿系統---在集熱器內始終充滿傳熱工質的系統；
4.2 回流系統---作為正常工作循環的一部分，傳熱工質在泵停止運行時由集熱器流入到蓄熱裝置，而在泵重新開啟時又流入集熱器的系統；
4.3 排放系統---為了防凍目的，水可以從集熱器排出而不再利用的系統。
5.第5特徵表示系統循環的種類
5.1 自然循環系統---僅僅利用傳熱工質的密度變化來實現集熱器和蓄熱裝置（或換熱器）之間進行循環的系統，亦稱為熱虹吸系統；
5.2 強制循環系統---利用泵迫使傳熱工質通過集熱器進行循環的系統，亦稱為強迫循環系統或機械循環系統。
6.第6特徵表示系統的運行方式
6.1 循環系統---運行期間，傳熱工質在集熱器和蓄熱裝置之間進行循環的系統；
6.2 直流式系統---有待加熱的傳熱工質一次流過集熱器後，進入蓄熱裝置（儲水箱）或進入使用輔助能源加熱設備的系統，有時亦稱為定溫防水系統。
7.第7特徵表示系統中集熱器與儲水箱的相對位置
7.1 分體式系統---儲水箱和集熱器之間分開一定距離安裝的系統；
7.2 緊湊式系統---將儲水箱直接安裝在集熱器相鄰位置上的系統，通常已成為緊湊式太陽能熱水器；
7.3 整體式系統---將集熱器作為儲水箱的系統，通常亦稱為悶曬式太陽能熱水器。
實際上，同一套太陽能熱水系統往往同時具備上述7個特徵中的各一種類型。譬如，在北京泰鵬大廈太陽能熱水系統使用的一套典型的太陽能熱水系統，可以同時是太陽能帶輔助能源系統、間接系統、封閉系統、充滿系統、強制循環系統和分體式系統。
其他分類方法
當然，除了按系統的特徵進行分類之外，還有其他一些常用的分類方法，現列出其中兩種。1.按太陽能集熱器的類型分類
平板太陽能熱水系統---採用平板集熱器的太陽能熱水系統；
真空管太陽能熱水系統---採用真空管集熱器的太陽能熱水系統；
U型管太陽能熱水系統---採用U型管集熱器的太陽能熱水系統；
熱管太陽能熱水系統---採用熱管集熱器的太陽能熱水系統。
陶瓷太陽能熱水系統---採用陶瓷太陽能集熱器的太陽能熱水系統。
2.按儲水箱的容積進行分類
根據用戶對熱水供應的需求，確定儲水箱的容量。按照儲水箱的容積，系統可分為：
家用太陽能熱水系統---儲水箱容積小於0.6m的太陽能熱水系統，通常亦稱為家用太陽能熱水器；
公用太陽能熱水系統---儲水箱容積大於等於0.6 m的太陽能熱水系統，通常亦稱為太陽能熱水系統。
結構特點
無動力循環
系統組成：真空管集熱器、可連線水箱、可調整支架、換熱器。
無動力循環即熱式太陽能熱水系統運行原理：真空管內的水遇到陽光輻射後，開始升溫，管內的水升溫後密度變小，自然循環到水箱內，逐步把水箱內的水加熱，溫升後的水儲存在具有聚氨酯發泡保溫的的水箱內。室內冷水經過水箱內固定好的波紋管流道流過，把帶有壓力的自來水溫升到幾乎與水箱內水溫相同的溫度（溫差小於2度）流出。從而獲得穩定、有壓力的、潔淨的熱水。自然循環
自然循環太陽能熱水系統是依靠集熱器和儲水箱中的溫差，形成系統的熱虹吸壓頭，使水在系統中循環；與此同時，將集熱器的有用能量收益通過加熱水，不斷儲存在儲水箱內。
系統運行過程中，集熱器內的水受太陽能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，加熱後的水在集熱器內逐步上升，從集熱器的上循環管進入儲水箱的上部；與此同時，儲水箱底部的冷水由下循環管流入集熱器的底部；這樣經過一段時間後，儲水箱中的水形成明顯的溫度分層，上層水首先達到可使用的溫度，直至整個儲水箱的水都可以使用。用熱水時，有兩種取熱水的方法。一種是有補水箱，由補水箱向儲水箱底部補充冷水，將儲水箱上層熱水頂出使用，其水位由補水箱內的浮球閥控制，有時稱這種方法為頂水法；另一種是無補水箱，熱水依靠本身重力從儲水箱底部落下使用，有時稱這種方法為落水法。
強制循環
強制循環太陽能熱水系統是在集熱器和儲水箱之間管路上設定水泵，作為系統中水的循環動力；與此同時，集熱器的有用能量收益通過加熱水，不斷儲存在儲水箱內。系統運行過程中，循環泵的啟動和關閉必須要有控制，否則既浪費電能又損失熱能。通常溫差控制較為普及，有時還同時套用溫差控制和光電控制兩種。
溫差控制是利用集熱器出口處水溫和貯水箱底部水溫之間的溫差來控制循環泵的運行。
早晨日出後，集熱器內的水受太陽輻射能加熱，溫度逐步升高，一旦集熱器出口處溫和貯水箱底部水溫之間的溫差達到設定值（一般8~10℃）時，溫差控制器給出信號，啟動循環泵，系統開始運行；遇到雲遮日或下午日落前，太陽輻照度降低，集熱器溫度逐步下降，一旦集熱器出口處水溫和貯水箱底部水溫之間的溫差達到另一設定值（一般3~4℃）時，溫差控制器給出信號，關閉循環泵，系統停止運行。
用熱水時，同樣有兩種取熱水的方法：頂水法和落水法。
頂水法是向貯水箱底部補充冷水（自來水），將貯水箱上層熱水頂出使用；落水法是依靠熱水本身重力從貯水箱底部落下使用。在強制循環條件下，由於貯水箱內的水得到充分的混合，不出現明顯的溫度分層，所以頂水法和落水法都一開始就可以取到熱水。頂水法與落水法相比，其優點是熱水在壓力下的噴淋可提高使用者的舒適度，而且不必考慮向貯水箱補水的問題；缺點也是從貯水箱底部進入的冷水會與貯水箱內的熱水摻混。落水法的優點是沒有冷熱水的摻混，但缺點是熱水靠重力落下而影響使用者的舒適度，而且必須每天考慮向貯水箱補水的問題。
在雙迴路的強制循環系統中， 換熱器既可以是置於貯水箱內的浸沒式換熱器，也可以是置於貯水箱外的板式換熱器。板式換熱器與浸沒式換熱器相比，有許多優點：其一，板式換熱器的換熱面積大，傳熱溫差小，對系統效率影響少；其二， 板式換熱器設定在系統管路之中，靈活性較大，便於系統設計布置；其三，板式換熱器已商品化、標準化，質量容易保證，可靠性好。
強制循環系統可適用於大、中、小型各種規模的太陽能熱水系統。
直流式
直流式太陽能熱水系統是使水一次通過集熱器就被加熱到所需的溫度，被加熱的熱水陸續進入貯水箱中。系統運行過程中，為了得到溫度符合用戶要求的熱水，通常採用定溫放水的方法。集熱器進口管與自來水管連線。集熱器內的水受太陰輻射能加熱後，溫度逐步升高。在集熱器出口處安裝測溫元件，通過溫度控制器，控制安裝在集熱器進口管理上電動閥的開度，根據集熱器出口溫度來調節集熱器進口水流量，使出口水溫始終保持恆定。這種系統運行的可靠性取決於變流量電動閥和控制器的工作質量。
有些系統為了避免對電動閥和控制器提出苛刻的要求，將電動閥安裝在集熱器出口處，而且電動閥只有開啟和關閉兩種狀態。當集熱器出口溫度達到某一設定值時，通過溫度控制器，開啟電動閥，熱水從集熱器出口注入貯水箱，與此同時冷水（自來水）補充進入集熱器，直至集熱器出口溫度低於設定值時，關閉電動閥，然後重複上述過程。這種定溫放水的方法雖然比較簡單，但由於電動閥關閉有滯後現象，所以得到的熱水溫度會比設定值低一些。
直流式系統有許多優點：其一，與強制循環系統相比，不需要設定水泵；其二，與自然循環系統相比，貯水箱可以放在室內；其三，與循環系統相比，每天較早地得到可用熱水，而且只要有一段見晴時刻，就可以得到一定量的可用熱水；其四，容易實現冬季夜間系統排空防凍的設計。直流式系統的缺點是要求性能可靠的變流量電動閥和控制器，使系統複雜，投資增大。
直流式系統主要適用於大型太陽能熱水系統。
系統的熱儲存
在太陽能熱水系統中，貯水箱是用於儲存由太陽能集熱器產生的熱量，有時也稱為儲熱水箱。利用液體（特別是水）進行儲熱，是各種熱儲存方式中理論和技術都最成熟、推廣和套用最普遍的一種。通常希望所用液體除具有較大的比熱容之外，還具有較高的沸點和較低的蒸氣壓，前者是避免發生相變（變為氣態），後者則是為減小對儲熱容器產生的壓力。在低溫液態蓄熱介質中，水是性能最好，因而也是最常使用的一種。
優缺點
優點
①物理、化學和熱水學性質很穩定，人們對它了解得十分清楚，使用技術最成熟；②可以兼作蓄熱介質和傳熱介質，在儲熱系統內可以免除熱交換器；
③傳熱及液體特性相當好，在常用液體中，其比熱容最大，熱膨脹係數較小，黏滯性小，很適合於自然循環和強制循環；
④液態－氣態平衡時的溫度－壓力關係十分關係十分適用於平板太陽能集熱器；
⑤來源豐富，價格低廉。
缺點
①作為一種電解腐蝕性物質，所產生的氧氣易於鏽蝕金屬，且對於大部分氣體（特別是氧氣）來說都是溶劑，因而對容器和管道容易產生腐蝕；
②凝固（結冰）時體積膨脹較大（達10%左右），易對容器和管道造成破壞；
③在中溫以上（超過100℃），它的蒸氣壓隨其熱水溫度的升高而指數增大，幫用水來儲熱，溫度和壓力都不能超過其臨界點（373.0℃，2.2×10Pa），如就成本而言，儲熱溫度為300℃時的成本比儲熱溫度為200℃時的成本要高出2.75倍。
利用水作為蓄熱介質時，可以選用不鏽鋼、搪瓷、塑膠、鋁合金、銅、鐵、鋼筋水泥、木材等各種材料製作儲熱容器，其形狀可以是圓柱形、箱形和球形等，但應注意所用材料的防腐蝕性和耐久性。例如選用水泥和木材作為儲熱容器材料時，就必須考慮其熱膨脹性，便防止因長久使用產生裂縫而漏水。
儲熱水箱儲熱水箱是一種既可以儲熱又可以蓄冷的裝置。它是在給建築物供應熱水、供暖以及空調的系統中作為一個組成部件而發展起來的，主要用於調節能源與能耗之間的不平衡，以便提高系統的熱利用效率及滿足熱負荷的需要。
儲熱水箱由於放熱特性（完全壓出流、完全混合流和部分混合流）、壓力狀態（敞開式和封閉式）、水箱數多少（單箱和多箱）、水箱的安裝方式（立式或縱式和臥式或橫式）、結構材料以及用途等的不同，可以分為各種不同的類型。下面僅就前兩者進行重點介紹。
放熱特性
按照儲熱水箱的放熱特性（或儲熱水箱內的混合特性），可以分為完全壓出流、完全混合流和部分混合流三類。如以υ表示水流速度，L表示水箱長度，E表示混合擴散係數，則上述三類可以根據箱內水溫的混合程度或混合特性M=υL/（2E）值的大小進行分類。⑴完全壓出流
或稱活塞流，即水箱內的完全是活塞式流動，箱記憶體在冷熱兩個水域，二者的分界面十分清晰，表明幾乎沒有混合，這時可以認為E→0或M→∞。當儲熱水箱放熱（冷）時，水流從底（頂）部進入，熱量可以全部加以利用，這是一種理想狀態，如圖2-11所示。假定在儲熱水箱內盛有100L溫度為80℃的熱水，然後從底部進口A處緩慢地注入20℃的冷水，而在出口B處流出的則全部是80℃的熱水。但當流出的水量風一超過100L，則水溫立即降為20℃。
⑵完全混合流
水箱內的溫度完全均勻一致，表明混合得非常充分，這時可以認為E→∞或M→0。通常情況下，這隻有在儲熱水箱內安裝強力攪拌機，當它一邊攪拌一邊緩慢地注入冷水時才有可能實現。開始時從出口B處流出的水溫是80℃，然後隨著時間的推移，水溫按指數函式的形式降低，當流出水量剛好達到100L時，水溫已降為80×e≈29.3℃左右。
⑶部分混合流
或稱為溫度分層流，表明水箱內的溫度分布不均勻，出現分層情況，這是可以認為E值有限，即0 <∞，因此M值也有限，0 <；∞。在通常情況下，一般儲熱水箱內的情況大都如此。
壓力狀態
按照儲熱水箱的壓力狀態，可以分為敞開式和封閉式兩類。在通常的大氣壓力下，空間採取何種形式為宜，需視實際情況而定。⑴敞開式
因水箱與大氣相通，承受壓力較小，但容易受酸性腐蝕，且由於氧氣易溶於水，故對容器的耐腐蝕性要求較高；另外，系統所用消耗伯揚程也要求較高。一般多用於大型太陽能系統。
⑵封閉式
因水箱內充滿水，故上方應設定膨脹箱，以避免將儲熱水箱破壞。其優點是配管系統簡單，所需水泵的揚程較小，因而循環泵消耗的動力較少；其缺點是所承受的靜壓力比較大，對儲熱水箱的耐壓要求也比較高，因而耐壓容器的設備費用較高。一般多用於小型太陽能系統。
實際套用中，建築物的供熱水系統和屋頂的儲熱水箱（與自然循環熱水系統配套使用）大都是敞開式的；此外，利用基礎梁的空間作為儲熱水箱以及使用混凝土製的單獨儲熱水箱也都是敞開式的。相反，當系統運行溫度在100℃以上時，除非採用特殊的傳熱介質，否則所用儲熱水箱必須是封閉的；此外，放置在地面上的強制循環熱水系統的儲熱水箱也大都是封閉式的。
儲熱水箱的結構材料，敞開式的多用鍍鋅鋼板、不鏽鋼和玻璃鋼等，而封閉式的則多用搪瓷、不鏽鋼和玻璃鋼等。
儲熱水箱的結構形式，多半採用圓筒形，一則易於加工，易於封閉，比較經濟；二則放熱性能較好，所形成的死水區域較小；三則具有較好的耐壓性（在內壓相同的情況下，作用在圓筒壁上的 張力與半徑成正比）。
動態特性
⑴熱動態特性的主要參數
①儲熱水箱內死水區域的大小；②由儲熱水箱內不同溫度的水的混合程度所確定的混合特性M值的大小；
③儲熱材料內部所存在的溫度梯度；
④熱交換器的熱容量；
⑤與儲熱水箱連線的管道系統的熱容量；
⑥儲熱水箱本身以及與其相接觸的周圍環境的熱容量（適用於埋在地下的儲熱水箱）。
對於利用水作為蓄熱介質的儲熱水箱來說，因為不必使用熱交換器，故可不考慮上列③④兩項。
⑵影響熱動態特性的因素
①水箱內流體的混合狀況—在實際使用的儲熱水箱中，水流線有可能形成非完全活塞流的形式，這樣不僅不能充分地儲熱，也會使所儲存的熱量不能得到完全的利用。
②水箱的結構和循環水量—主要是指水箱內隔板的數量和配置方式，連通管的數量、管徑和設定位置，還有箱的形狀和循環水量等。
③失熱和得熱—由於水箱本身具有圍護結構表面，故不可避免地會有失熱和得熱。對於為削平瞬時用熱高峰而設定的短期儲熱水箱來說，如果埋於地下又採取隔熱措施，則對其熱動態特性反而不利，因為土壤具有熱容量，也能起到一定的儲熱作用。
④儲熱溫度和取熱溫度—所謂儲熱溫度，是指儲熱終了時水箱內的平均水溫；所謂取熱溫度，則是指從水箱內取熱時的出口水溫。熱量能否充分地加以利用以及整個儲熱水箱運行時間的長短，都與這兩個溫度的取法密切相關。
瞬態回響
在使用儲熱水箱時，出口水溫的變化狀況對於熱負荷來說是重要的。從理論上講，可以通過求得箱內的水溫分布情況來獲得輸入溫度和輸出溫度（即通常所謂的進、出口溫度）之間的函式關係。但這樣做就必須套用三維的連續性方程、動量守恆方程和能量守恆方程來求解，步驟十分複雜，所需計算程式也很長。在實際設計中，並不需要直接了解箱內的水溫分布溫度，而只需知道輸入溫度和輸入熱量隨時間的變化情況，並能求得輸出溫度隨時間變化的結果即可。目前主要使用的是“瞬態回響法”，即把整個水箱視作一個系統。如果假定輸入和輸出之間存在著線性關係（當進、出口水溫相差不大時，即可近似地認為如此），則對於任何輸入溫度的變化，都可通過卷積積分求得其輸出溫度的變化。
總之，利用儲熱水箱作為熱水、採暖及空調系統的小規模和短期儲熱裝置，在太陽能熱利用中起著重要的作用，並已取得了一系列的實際套用。如果需要進行大規模和跨季度長期儲熱，近二三十年來已有一些國家開始研究地下含水層作為有效的儲熱和節能措施。
防凍
太陽能熱水系統中的集熱器及其置於室外的管路，在嚴冬季節常常因積存在其中的水結冰膨脹而脹裂損壞，尤其是高緯度 寒冷地區，因此必須從技術上考慮太陽能熱水系統的“越冬”防凍措施。目前常用的太陽能熱水系統防凍措施大致有以下幾種。集熱器
集熱器是太陽能熱水系統中必須暴露在室外的重要部件，如果直接選用具有防凍功能的集熱器，就可以避免對集熱器在嚴冬季節凍壞的擔憂。
本書第1章介紹的熱管式真空管集熱器以及內插管的全玻璃真空管集熱器都屬於具有防凍功能的集熱器，因為被加熱的水都不直接進入真空管內，真空管的玻璃罩管不接觸水，再加上熱管本身的工質容量又很少，所以即使在零下幾十攝氏度的環境溫度下真空管也不凍壞。另一種具有防凍功能的集熱器是熱管平板集熱器，它跟普通平板集熱器的不同之處在於，吸熱板的排管位置上用熱管代替，以低沸點、低凝固點介質作為熱管的工質，因而吸熱板也不會凍壞，不過由於熱管平板集熱器的技術經濟性能不及上述真空管集熱器，目前套用尚不普遍。
雙循環系統
雙循環系統（或稱雙迴路系統）就是在太陽能熱水系統中設定換熱器，集熱器與換熱器的熱側組成第一循環（或稱第一迴路），並使用低凝固點的防凍液作傳熱工質，從而實現系統的防凍。雙循環系統在自然循環和強制循環兩類太陽能熱水系統中都可以使用。在自然循環系統中，儘管第一迴路使用了防凍液，但由於貯水箱置於室外，系統的補冷水箱與供熱水管也部分敷設在室外，在嚴寒的冬夜，這些室外管路雖有保溫措施，但仍不能保證避免管中的水不結冰。因此，在系統設計時需要考慮採取某種設施，在用畢後使管路中的熱水排空。例如採用虹吸式取熱水管，兼作補冷水管，在其頂部設通大氣閥，控制其開閉，實現該管路的排空。
回流系統
在強制循環的單迴路系統中，一般採用溫差控制循環水泵的運轉，貯水箱通常置於室內（底層或地下室）。冬季白天，在有足夠的太陽輻照時，溫差控制器開啟循環水泵，集熱器可以正常運行；夜晚或陰天，在太陽輻照不足時，溫差控制器關閉循環水泵，這時集熱器和管路中的水由於重力作用全部回流到貯水箱中，避免因集熱器和管路中的水結冰而損壞；次日白天或太陽輻照再次足夠時，溫差控制器再次開啟循環水泵，將貯水箱內的水重新泵入偏執器中，系統可以繼續運行。這種防凍系統簡單可靠，不需增設其他設備，但系統中的循環水泵要有較高的揚程。近幾年，國外開始將回流防凍措施套用於雙迴路系統，其第一迴路不使用防凍液而仍使用水作為集熱器的傳熱介質。當夜晚或陰天太陽輻照不足時，循環水泵自動關閉，集熱器中的水通過虹作用流入專門設定的小貯水箱中，待次日白天或太陽輻照再次足夠時，重新泵入集熱器，使系統繼續運行。
排放系統
在自然循環或強制循環的單迴路系統中，在集熱器吸熱體的下部或室外環境溫度最低處的管路上埋設溫度敏感元件，接至控制器。當集熱器內或室外管路中的水溫接近凍結溫度（3~4℃）時，控制器將根據溫度敏感元件傳送的信號，開啟排放閥和通大氣閥，集熱器和室外管路中的水由於重力作用排放到系統外，不再重新使用，從而達到防凍的目的。
自動循環
在強制循環的單迴路系統中，在集熱器吸熱體的下部或室外環境溫度最低處的管路上埋置溫度敏感元件，接至控制器。當集熱器內或室外管路中的水溫接近凍結溫度（如3~4℃）時，控制器打開電源，啟動循環水泵，將貯水箱內的熱水送往集熱器，使集熱器和管路中的水溫升高。當集熱器或管路中的水溫升高到某設定值（或當水泵運轉某設定時段）時，控制器關斷電源，循環水泵停止工作。這種防凍方法由於要消耗一定的動力以驅動循環水泵，因而適用於偶爾發生冰凍的非 嚴寒地區。自限式電熱帶
在自然循環或強制循環的單迴路系統中，將室外管路中最易結凍的部分敷設自限式電熱帶。它是利用一個熱敏電阻設定在電熱帶附近並接到電熱帶的電路中。當電熱帶通電後，在加熱管路中水的同時也使熱敏電阻的溫度升高，隨之熱敏電阻的電阻增加；當熱敏電阻的電阻增加到某個數值時，電路中斷，電熱帶停止通電，溫度逐步下降。這樣無數次重複，既保證室外管路中的水不結冰，又防止電熱帶溫度過高造成危險。這種防凍方法也要消耗一定的電能，但對於十分寒冷的地區還是行之有效的。四大要素
水溫
生活用熱水（盥洗、淋浴）的溫度要大於體溫，一般在39-42°比較適宜，廚房洗碗可以用相對比較高溫的水（70°以上），可以省去洗潔精等化學合成劑，所以熱水的供應應滿足生活的需要，45-60°比較適宜，且不易結垢，國家規範生活熱水水溫≤60°間接加熱熱媒溫度≤90°
水量
用量表 60℃熱水用水定額
序號 | 建築物名稱 | 單位 | 最高日用水定額 (L) | 使用時間 (H) |
1 | 住宅 有自備熱水供應和沐浴設備 有集中熱水供應和沐浴設備 | 每人 每日 | 40~80 60~100 | 24 24 |
2 | 別墅 | 每人每日 | 70~100 | 24 |
3 | 單身職工宿舍、學生宿舍、招待所、培訓中心、普通旅館 設公用 盥洗室 設公用盥洗室、沐浴室、洗衣室 設單獨衛生間、公用洗衣室 | 每人每日 每人每日 每人每日 每人每日 | 25~40 40~60 50~80 60~100 | 24或定時供應 |
4 | 賓館、客房 旅客 員工 | 每床位每日 每人每日 | 120~160 40~50 | 24 |
5 | 醫院住院部 設公用盥洗室 設公用盥洗室、沐浴室 設單獨衛生間 門診部、診療所 療養院、休養所住房部 | 每床位每日 每床位每日 每床位每日 每床位每次 每床位每日 | 40~80 60~100 110~200 7~13 100~160 | 24 |
6 | 養老院 | 每床位每日 | 50~70 | 24 |
7 | 幼稚園、託兒所 有住宿 無住宿 | 每兒童每日 每兒童每日 | 50~40 10~15 | 24 10 |
8 | 公共浴室 沐浴 沐浴、浴盆 桑拿浴（沐浴、按摩池） | 每顧客每次 每顧客每次 每顧客每次 | 40~60 60~80 40~60 | 12 12 12 |
9 | 理髮精通、美容院 | 每顧客每次 | 10~15 | 12 |
10 | 洗衣房 | 每公斤乾衣 | 10~30 | 8 |
11 | 餐飲廳 營業餐廳 快餐店、職工及學生食堂 酒吧、咖啡廳、茶座、卡拉OK房 | 每顧客每次 每顧客每次 每顧客每次 | 15~20 7~10 3~8 | 10~12 11 18 |
12 | 辦公樓 | 每人每班 | 5~10 | 8 |
13 | 健身中心 | 每人每次 | 15~25 | 12 |
14 | 體育場（館） 運動員沐浴 | 每人每次 | 25~35 | 4 |
15 | 會議廳 | 每座位每次 | 2~3 | 4 |
水壓
一般市政冷水供水的壓力3-6公斤/平方厘米，（0.3-0.6MPa），實際用水末端的壓力一般在2-3公斤（20米-30米水柱）。
熱水的壓力與冷水的壓力相等時調水時相對容易，冷熱水的壓力差別越大，調水越不好調，尤其是開式太陽能熱水器，熱水的壓力源自水箱與用水末端的垂直距離，一般很難達到與冷水壓力相等的狀態，尤其是頂層安裝太陽能的用戶，熱水壓力一般也就是3米，與冷水壓力差別10倍，所以用熱水就會很困難，表現一是調水不好調，二是熱水不能噴出來，只能是瀝瀝啦啦。實際上在熱水壓力為1.5公斤時，既能達到舒適的用水壓力，再有熱水的用量也比較節省，既舒適又環保。
水質
生活飲用水的水質標準━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━
項 目 ┃ 指 標
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感官性狀和一般┃ 色 ┃不超過硬15度
化學指標 ┃ 渾濁度 ┃不超過硬3度
┃ 嗅和味 ┃不得有異嗅、異味
┃ 肉眼可見物 ┃不得含有
┃ PH ┃6．5--8．5
┃ 總硬度 ┃450 mg/L
┃ 鐵 ┃0．3 mg/L
┃ 錳 ┃0．1 mg/L
┃ 銅 ┃1．0 mg/L
┃ 鋅 ┃1．0 mg/L
┃ 揮發酚類（以苯酚計） ┃0．002mg/L
┃ 陰離子合成洗滌劑 ┃0．3 mg/L
┃ 硫酸鹽 ┃250 mg/L
┃ 氯化物 ┃250 mg/L
┃ 溶解性總固體 ┃1000mg/L
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毒理學指標 ┃ 氟化物 ┃1．0 mg/L
┃ 氰化物 ┃0．05mg/L
┃ 砷 ┃0．05mg/L
┃ 硒 ┃0．01mg/L
┃ 汞 ┃0．001mg/L
┃ 鎘 ┃0．01mg/L
┃ 鉻 ┃0．05mg/L
┃ 鉛 ┃0．05mg/L
┃ 銀 ┃0．05mg/L
┃ 硝酸鹽（以氮計） ┃20 mg/L
┃ 氯仿 ┃60 μg/L
┃ 四氯化碳 ┃3 μg/L
┃ 苯並比 ┃0．01μg/L
┃ 滴滴涕 ┃1 μg/L
┃ 六六六 ┃5 μg/L
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細菌學指標 ┃ 細菌總數 ┃100 個/mL
┃ 總大腸菌群 ┃3 個/L
┃ 游離余氯 ┃與水接觸30分鐘後
┃ ┃不應低於0．3mg/L
┃ ┃管網末梢不應低於
┃ ┃0．05mg/L
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放射性指標 ┃ 總α射線 ┃0．1Bq/L
┃ 總β射線 ┃1．0Bq/L
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水中含有某些物質時，常顯現出特殊的顏色。如：
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水中存在物質 ┃水的顏色
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硬水 ┃ 淺藍
含低鐵 ┃ 淡灰
含 高鐵 ┃ 銹色
硫化氫 ┃ 翠綠
硫細菌 ┃ 紅色
錳的化合物 ┃ 暗紅
腐植酸鹽 ┃ 暗黃或灰黑
純淨的水是無色無味的，水中含有某些物質的時侯，將產生某些特殊的味道，因此水味可粗略的判斷水中某些物質含量較高。嗅和味從衛生角度來看，並不是很重要的，但對飲用水來說使人不愉快的嗅味是令人非常討厭的。
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水中存在物質 ┃ 水的口味
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NaCL ┃ 鹹
Na2SO4 ┃ 澀
MgCL2+MgSO4┃ 苦
大量有機物 ┃ 甜
鐵鹽 ┃ 墨水味
腐植質 ┃ 沼澤味
H2S ┃ 酸味
CO2+Ca(HCO3）2┃ 可口清諒
+Mg(HCO3）2 ┃
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北京市中水水質標準
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編號│ 項 目 │ 標 準
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1│色 │不超級40度
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2│嗅 │無不快感
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3│PH值 │6．5～9．0
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4│懸浮物 │不超過10毫克/升
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5│生化需氧量（五天20℃）│不超過10毫克/升
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6│化學需氧量（重鉻酸鉀法）│不超過50毫克/升
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7│陰離子合成洗滌劑 │不超過2毫克/升
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8│細菌總數 │1毫升水中不超過100個
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9│總大腸菌群 │1升水中不超過3個
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10│游離余氯 │管網末端包於0．2毫克/升
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國內的市政管道很多還存在著大量的鑄鐵或鍍鋅管道，存在很多二次污染，市政冷水是不能直接飲用的；在國外，好多管道採用造價比較高的不鏽鋼、銅、或複合材質，相對水質在輸送環節更有保障。
在人們的日常生活中潔淨的熱水對於生活的重要性不言而喻，所以好多家庭為了獲得更好的水質往往添加軟水活淨水設備，以便能夠獲得更潔淨的水。無論飲用還是生活用水，當淋浴或者泡澡時，汗毛孔會打開，皮膚也會吸收水分進入體內。
熱水狀況
結構如圖
1） 開式水箱，與大氣相通，頂端會有一個富氧層
2） 真空管底部的水不能排出，水箱內的水每次不一定用完
3） 水溫環境40-60°時候比較多
這樣就給細菌的滋生提供很好的條件，早在幾年前就有因飲用太陽能的水而胃腸生病的報導，而且時間久了還會有亞硝酸鹽等致癌物產生。
新鮮水太陽能熱水器就很好的解決了這方面的問題。結構如圖： 新鮮水太陽能熱水器不使用水箱內的水，只作為儲存熱能的介質，當用水時冷水經換熱盤管吸收熱量後迅速頂出，無任何二次污染，水質潔淨，壓力澎湃。
工程概況
工程所在地址：北京市 昌平立水橋。
建築性質與形式：獨棟和聯體別墅。
用熱水人數：4-6人/戶，總計32戶，每戶建築面積約600 m。
當地的太陽輻照量：水平面平均日輻照量：14.106MJ/ma。
當地氣候條件：年平均氣溫11.5℃，日照時數2910h。
系統介紹
選用 平板集熱器和U型管集熱器，每戶集熱器面積共9 m。
利用儲熱水箱的盤管換熱器滿足生活熱水。
集熱器附著在斜屋頂，與建築物同步設計、同步安裝。
管路系統與建築物同步設計、同步安裝。
輔助能源採用電加熱，3KW。
儲熱水箱的容積1200升。
系統原理圖 實景圖片
套用
工程概況
承建單位：北京索樂陽光能源科技有限公司。
工程所在地址：北京市亞奧核心區域，西鄰北苑路，南至五環路。
建築性質與形式：18層住宅樓。
提供360家庭的生活熱水。
當地的太陽輻照量：水平面平均日輻照量：14.106MJ/ma。
當地氣候條件：年平均氣溫11.5℃，日照時數2910h。
系統介紹
選用U型管集熱器，378 m。
太陽能熱水系統與熱力站系統結合，優先使用太陽能系統提升冷水溫度，當太陽能的水溫達到53°時，熱力站的換熱設備關閉，當水溫不足時由熱力站進行補充加熱。
集熱器安裝在屋頂，與建築物同步設計、同步安裝。
管路系統與建築物同步設計、同步安裝。
共使用8台3噸的儲熱水箱（承壓式儲熱水箱）。
系統原理圖 實景圖片
太陽能熱水系統
工程概況
承建單位：北京索樂陽光能源科技有限公司。
工程所在地址： 懷柔趙各莊福田二廠（歐曼重卡生產線）。
建築性質與形式：6層宿舍樓。
提供1000人的生活熱水。
當地的太陽輻照量：水平面平均日輻照量：14.106MJ/ma。
當地氣候條件：年平均氣溫11.5℃，日照時數2910h。
系統介紹
選用全玻璃真空管集熱器，365 m。
集熱器安裝在屋頂，與建築物同步設計、同步安裝。
管路系統與建築物同步設計、同步安裝。
輔助能源採用電加熱，功率180KW。
儲熱水箱的容積40噸。
系統原理圖 實景圖片
管理規範
管理規定
1.所有施工人員應服從現場管理人員的安排、調動，嚴格遵守勞動紀律，執行安全規範制度，確保全全生產、文明生產，確保施工質量。2.施工人員要嚴格遵守有關工種安全保障規則。上班時間穿戴整齊，嚴禁穿拖鞋進入工地。
3.施工現場禁止打鬧，在有危險的房頂施工應注意繫上保險繩，確保人身安全。
4.不得將無關人員帶進施工現場。
5.保持住地的衛生，下班後應保持文明舉止，不要大聲喧譁和做一些不文明的舉動。
6.安裝人員應嚴格遵守客戶的一切規章制度，除在工作場地和必要的聯繫地點外，不得到與工作無關的廠房、辦公室、倉庫等場所；愛護客戶公共設備、花木和一切生產和非生產設施。未經客戶許可，不得參觀客戶廠房和設施。
7.施工現場負責人每天應檢查施工人員的安全保護，並督促個施工人員在工作之餘應注意安全，做一個遵章守紀的公民，不做違法之事。
施工作業規範
1.工作中必須遵守安全規範，用水、用電、動火時應遵守相關規定。2.正確使用電動工具
使用鏇轉型工具不得戴手套，電焊機電源線距空氣電源開關的距離應小於1.5米。
3.工地負責人對現場的施工起監督作用，嚴格執行貫徹國家建設施工標準，及時發現隱患，並及時處理，同時對施工過程中使用的材料有監管權和否決權。
4.直運輸起吊材料，要系好安全帶，對起吊材料年個有專人捆系，有障礙時應加導向繩，確保起吊安全。
5.現場的金屬材料放置應考慮到對房屋防水及施工人員不構成危害，化工物品應原理火種，易爆易燃物品應專人保管。
6.工所須材料應堆放整齊，隨時確保現場文明。
7.現場負責人應對本熱水系統有詳細的了解，執行設計方案，對在施工過程中出現的不可預見的方案變化，應及時與設計人員取得聯繫，做出合理、正確的方案調整。
8.施工過程中，如需要動用客戶的現有設施，應徵求對方同意後方可施工。
9.工具每天用完後均應收好，並交到倉庫保管，以免其他施工工序使用不便。
