基本信息
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。
太陽能自然循環熱水系統工作原理
自然循環太陽能熱水系統的工作原理見下圖，在安裝時儲水箱底部應高於集熱器頂的熱水出口（0.3至0.5米），集熱器在陽光照射下內部的水溫升高，熱水密度低就從集熱器出水口上升，通過上循環管到儲水箱上部，而儲水箱下部的冷水則通過下循環管進入集熱器入水口，通過反覆循環水箱的水就被加熱了。由於水的循環是靠密度不同而自然形成的故稱之為自然循環熱水系統。
由於自然循環的動力較弱，故水箱應儘量靠近集熱器，連線管道不能太細還要減少彎頭。水箱的容積與集熱器的面積大致關係為：水箱容積為100升時集熱器面積為1.2至2平方米，該關係也適合其他系統。
系統構成
下圖是一套實際套用的自然循環熱水系統組成與工作原理圖，圖中標出了用水部分，例如淋浴的花灑、洗手盆，還有水箱水溫檢測與輔助加熱系統。自來水從水箱下部輸入、熱水從水箱上部輸出，用戶可轉動用水龍頭調節出水溫度。水箱內有輔助熱源與溫度檢測裝置，當陽光不足或熱水用量過多時，水溫不夠便啟動電加熱器提高水溫，由控制器來完成。
這是一套承壓式熱水系統，就是水箱與自來水直接連通，優點是可輸出有壓力的熱水，即使用水處比水箱高也會出水。承壓式熱水系統的水箱要能承受自來水的壓力，集熱器也要能承受自來水的壓力，故不可使用全玻璃真空管集熱器。
太陽能自然循環熱水系統自然循環定溫放水系統
當水箱上部水溫升高到預定界限時，置於水箱的電接點溫度計發出訊號，通過繼電器打開出水管上的電磁閥，將熱水存於儲水箱內。同時循環水箱內有冷水補入，當水溫低於規定界限時，電磁閥關閉。這樣周而復始地向儲水箱中輸送恆定溫度的熱水供使用。
太陽能自然循環熱水系統該系統的優點是,位於集熱器上部的熱水箱只具有循環的功能，而讓安放在較低位置的儲水箱去儲存熱水。這樣，容易使水溫提高到所要求的溫度，因而能充分利用日照較強階段的太陽輻射來增加熱水產量，這樣就意味著提高了系統的熱效率。缺點是，系統中增加了電磁閥,工作可靠性不如自然循環，而且還增加了一個循環水箱，增加了投資成本。
