太陽能熱水系統(tǒng),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(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟(jì)價值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一種應(yīng)用產(chǎn)品。

輔助能源分類

       由于太陽能輻照的不穩(wěn)定性，不能全天候的滿足熱水供應(yīng)需求。所以必須要有輔助加熱能源。當(dāng)今的太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)十分完善，可以方便的和各種能源配合使用。

       傳統(tǒng)熱水系統(tǒng)：電加熱、電鍋爐、燃?xì)忮仩t（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(tǒng)：空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，地源熱泵熱水系統(tǒng)、水源熱泵熱水系統(tǒng)。

太陽能系統(tǒng)分類

       太陽能熱水系統(tǒng)的分類以加熱循環(huán)方式可分為：自然循環(huán)式太陽能熱水器、直流式太陽能熱水器、強(qiáng)制循環(huán)式太陽能熱水系統(tǒng)等三種。

       一、自然循環(huán)系統(tǒng)：利用被加熱液體的密度變化來實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)；系統(tǒng)簡單、成本低；但是，熱水箱位置必須高于集熱器。單個系統(tǒng)的規(guī)模不宜過大。采用非承壓水箱，依靠水箱與最不利用水點(diǎn)的高差供應(yīng)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(guī)模小、要求不高、冬季無冰凍地區(qū)的建筑。

       二、直流式系統(tǒng)：采用定溫放水方式，當(dāng)集熱器放水點(diǎn)溫度高于設(shè)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(dāng)采用高位水箱時依靠水箱與最不利用水點(diǎn)的高差供應(yīng)熱水，采用低位水箱時需增設(shè)熱水泵供熱水。熱水與空氣接觸，應(yīng)采用保證水質(zhì)措施。輔助熱源可以采用內(nèi)置也可以采用外置加熱系統(tǒng)。

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

       三、強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)：采用強(qiáng)制循環(huán)、直接加熱方式加熱。根據(jù)實(shí)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(nèi)置或外置加熱系統(tǒng)，并配備智能化的控制系統(tǒng)，保證合理使用輔助熱源。設(shè)置防過熱措施；采用防凍循環(huán)措施，冬季運(yùn)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(guī)模大，供熱水要求高的建筑。

       由于自然循環(huán)和直流系統(tǒng)的局限性，在大中型民用和商用場合一般都使用強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。適用于酒店、賓館、度假村、泳池、浴場、敬老院、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、別墅、政府單位等。我們也重點(diǎn)討論強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。

       太陽能強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、智能控制系統(tǒng)、輔助加熱系統(tǒng)、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(tǒng)的心臟部分,相當(dāng)于汽車發(fā)動機(jī)。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(tǒng)并不是即熱系統(tǒng)，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(tǒng)

       由于太陽能輻照的不穩(wěn)定性，不能全天候的滿足熱水供應(yīng)需求。所以必須要有輔助加熱能源?？梢圆捎秒娂訜?、電鍋爐、燃?xì)忮仩t（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(tǒng)。

智能控制系統(tǒng)

        根據(jù)太陽的輻照強(qiáng)度和用戶的用水需求，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)水、回水強(qiáng)制循環(huán)。還可根據(jù)用戶需求進(jìn)行恒溫、恒壓，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。實(shí)現(xiàn)自動啟動輔助加熱系統(tǒng)。并擁有防過熱、防凍等功能。

水泵

       實(shí)現(xiàn)太陽能集熱器和水箱之間的強(qiáng)制循環(huán)，或熱水供水的增壓功能。屬于太陽能系統(tǒng)的核心設(shè)備。

工作原理

定溫出水

        設(shè)定出水溫度（通常設(shè)為55℃，也可以根據(jù)用戶的需要設(shè)定），當(dāng)水箱未達(dá)到滿水位且水溫大于設(shè)定溫度時，上水電磁閥開啟，利用自來水壓把到達(dá)溫度的水頂入水箱中，當(dāng)溫度小于設(shè)定溫度時，電磁閥關(guān)閉停止放水。

溫差循環(huán)

        當(dāng)水箱達(dá)到滿水位且集熱器出口端與水箱的溫差大于設(shè)定溫度時（通常設(shè)為6℃，可調(diào)），溫差循環(huán)泵開啟系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)加熱，當(dāng)溫差小于設(shè)定值（通常設(shè)為4℃，可調(diào)），溫差循環(huán)泵停止運(yùn)行，系統(tǒng)停止加熱。

防凍循環(huán)

        通常采用循環(huán)防凍，在集熱器和循環(huán)管路設(shè)定一個低溫點(diǎn)，當(dāng)該點(diǎn)溫度低于設(shè)定溫度時，防凍循環(huán)泵（即溫差循環(huán)泵）開啟，通過水循環(huán)達(dá)到防凍的目的；當(dāng)?shù)蜏攸c(diǎn)的溫度大于設(shè)定溫度時，防凍循環(huán)泵（即溫差循環(huán)泵）停止運(yùn)行。

太陽能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

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

二、節(jié)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(shè)備，任何人都可免費(fèi)使用它。

三、安全——不像使用燃?xì)庥斜ɑ蛑卸镜奈ｋU，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(tǒng)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(nèi)空間。   

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

       以中原地區(qū)10噸熱水系統(tǒng)為例，對太陽能熱水系統(tǒng)和傳統(tǒng)熱水系統(tǒng)做一個簡單的經(jīng)濟(jì)分析。

年費(fèi)用對照表 

       從上面可以看出太陽能熱水系統(tǒng)比傳統(tǒng)熱水系統(tǒng)一年最少能省4萬元（與燃?xì)忮仩t相比），最多能省12萬元，有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。 

備注（1）運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算依據(jù)