單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用

單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用一、本文概述本文主要探討單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能技術(shù)已成為綠色能源領(lǐng)域的重要組成部分，特別是在熱水系統(tǒng)中，太陽(yáng)能技術(shù)能夠有效降低能源消耗，減少環(huán)境污染，并提高生活舒適度。由于太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無(wú)法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。引入單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，能夠有效解決這一問(wèn)題。本文將首先介紹太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的背景和工作原理，然后詳細(xì)描述單片機(jī)在系統(tǒng)中的應(yīng)用方案，包括溫度檢測(cè)與控制、防凍保護(hù)以及故障診斷與報(bào)警等功能。同時(shí)，本文還將討論單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定可靠和智能化管理等。通過(guò)本文的研究，旨在為太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，推動(dòng)單片機(jī)技術(shù)在太陽(yáng)能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。二、單片機(jī)概述單片機(jī)，也被稱為微控制器，是一種集成電路芯片，它將中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等集成在一個(gè)芯片上。單片機(jī)具有體積小、成本低、可靠性高、易于編程和控制等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制和智能系統(tǒng)中。在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中，單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，發(fā)揮著重要的作用。它通過(guò)接收各種傳感器的輸入信號(hào)，如溫度傳感器、水位傳感器等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。單片機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和算法，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理和分析，并做出相應(yīng)的控制決策。例如，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到水溫低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)可以控制加熱設(shè)備啟動(dòng)，以保持水溫的穩(wěn)定。單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、水位等參數(shù)的精確控制，從而提高熱水供應(yīng)的質(zhì)量和效率。同時(shí)，單片機(jī)還可以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障和異常情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，減少系統(tǒng)的維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、可靠的熱水供應(yīng)提供了有力的技術(shù)支持。隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，單片機(jī)在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)以及其他智能系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。三、太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)介太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)是一種利用太陽(yáng)能集熱器將水加熱后貯存在保溫水箱中，并通過(guò)熱水管向多個(gè)用水點(diǎn)同時(shí)供應(yīng)熱水的系統(tǒng)。其運(yùn)行過(guò)程由智能化控制系統(tǒng)自動(dòng)操控。該系統(tǒng)主要由集熱器、保溫水箱、控制系統(tǒng)、電磁閥、循環(huán)泵和管路配件等組成。集熱器吸收太陽(yáng)光能，將冷水轉(zhuǎn)化為熱水。電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水，并通過(guò)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)達(dá)到以下功能：定溫電加熱：通過(guò)電加熱裝置在陰雨天或冬季提供熱水，確保恒溫供熱水。溫差循環(huán)：利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)集熱器和儲(chǔ)水箱的溫度差，通過(guò)循環(huán)泵提高集熱效率。防凍保護(hù)：在冬季低溫環(huán)境下，自動(dòng)啟動(dòng)防凍設(shè)備，保護(hù)系統(tǒng)不受損害。整個(gè)系統(tǒng)采用組合式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用水量、安裝場(chǎng)地和用戶要求進(jìn)行靈活的排列組合。微電腦智能化控制確保365天全天候24小時(shí)供應(yīng)足量的熱水。儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有電輔加熱裝置，能提高和穩(wěn)定供水的熱水質(zhì)量。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，貯水與集熱器分離，具有較大的安裝靈活性，且能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定可靠以及智能化管理等優(yōu)勢(shì)。四、單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中，單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，發(fā)揮著重要的作用。它能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測(cè)與控制、防凍保護(hù)以及故障診斷與報(bào)警等功能，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。單片機(jī)還能夠根據(jù)天氣情況和用水需求等因素進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，確保熱水供應(yīng)的穩(wěn)定。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)的防凍溫度時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)防凍設(shè)備進(jìn)行防凍處理，保護(hù)系統(tǒng)不受損害。單片機(jī)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，單片機(jī)能夠快速診斷故障原因，并通過(guò)報(bào)警裝置提醒管理人員進(jìn)行維修。通過(guò)這些應(yīng)用，單片機(jī)不僅能夠提高太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的智能化水平，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保，為管理人員提供便利的管理手段。單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用具有廣泛的前景和推廣價(jià)值。五、案例分析為了更好地理解單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用，我們將通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例來(lái)分析。本案例是一個(gè)住宅小區(qū)的太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要為小區(qū)內(nèi)的多個(gè)家庭提供穩(wěn)定可靠的熱水供應(yīng)，同時(shí)需要具備節(jié)能環(huán)保、智能控制和防凍保護(hù)等功能。在本案例中，單片機(jī)被用作太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的控制核心。系統(tǒng)的主要組成部分包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、溫度傳感器、加熱設(shè)備、防凍設(shè)備和報(bào)警裝置。溫度檢測(cè)與控制：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)水箱內(nèi)的熱水溫度。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)啟動(dòng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，加熱設(shè)備自動(dòng)停止加熱。單片機(jī)還能夠根據(jù)天氣情況和用水需求等因素進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，確保熱水供應(yīng)的穩(wěn)定。防凍保護(hù)：在冬季，單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)的防凍溫度時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)防凍設(shè)備進(jìn)行防凍處理，以保護(hù)系統(tǒng)不受損害。故障診斷與報(bào)警：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠快速診斷故障原因，并通過(guò)報(bào)警裝置提醒管理人員進(jìn)行維修，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。通過(guò)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，本案例實(shí)現(xiàn)了以下優(yōu)勢(shì)：節(jié)能環(huán)保：?jiǎn)纹瑱C(jī)能夠根據(jù)熱水需求和天氣情況智能調(diào)節(jié)加熱功率，從而降低了能源消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。穩(wěn)定可靠：?jiǎn)纹瑱C(jī)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和故障診斷能力保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。智能化管理：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)了智能化控制、防凍保護(hù)和故障診斷等功能，為管理人員提供了便利的管理手段，提高了系統(tǒng)的智能化水平。通過(guò)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，本案例實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的熱水供應(yīng)，同時(shí)具備了節(jié)能環(huán)保和智能化管理等優(yōu)勢(shì)。這充分展示了單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。六、結(jié)論與展望在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)與控制、防凍保護(hù)、故障診斷與報(bào)警等功能，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。單片機(jī)的智能化管理功能也為管理人員提供了便利的管理手段，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的效果。單片機(jī)的應(yīng)用能夠有效提高太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。單片機(jī)能夠根據(jù)熱水需求和天氣情況智能調(diào)節(jié)加熱功率，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。單片機(jī)的故障診斷和報(bào)警功能能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)故障，提高系統(tǒng)的安全性。單片機(jī)的防凍保護(hù)功能能夠有效防止系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的損壞，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。展望未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用將更加廣泛和深入。未來(lái)的發(fā)展方向可能包括：進(jìn)一步提高單片機(jī)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)更精確的溫度控制和能源管理。將單片機(jī)技術(shù)與其他智能技術(shù)相結(jié)合，如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等，實(shí)現(xiàn)更智能化的太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)。推動(dòng)單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，提高系統(tǒng)的兼容性和可維護(hù)性。單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景，將為實(shí)現(xiàn)綠色能源的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。參考資料：隨著社會(huì)的快速發(fā)展和能源短缺的日益嚴(yán)重，可再生能源的應(yīng)用成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)作為一種清潔、可再生的能源，在建筑給排水設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是一種利用太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而為建筑提供熱水的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由集熱器、儲(chǔ)水箱、控制系統(tǒng)等部分組成。集熱器是系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能；儲(chǔ)水箱用于儲(chǔ)存熱水；控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)節(jié)水溫。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以作為建筑熱水供應(yīng)的主要或輔助能源。在建筑給排水設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)建筑的使用需求和太陽(yáng)能資源的實(shí)際情況，選擇合適的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。例如，對(duì)于住宅建筑，可以選擇小型化的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，滿足家庭熱水需求；對(duì)于大型公共建筑，可以選擇大型的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，滿足大量熱水需求。除了提供熱水外，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還可以應(yīng)用于建筑的供暖和制冷。在供暖方面，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以通過(guò)地暖或散熱器等方式將熱能傳遞到建筑內(nèi)部，提高室內(nèi)溫度。在制冷方面，可以利用太陽(yáng)能制冷技術(shù)，將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為冷能，為建筑提供冷氣。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)作為一種清潔、可再生的能源，其運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染物，符合綠色建筑的設(shè)計(jì)理念。同時(shí)，由于太陽(yáng)能資源豐富，使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源消耗和碳排放。雖然太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的初期投資相對(duì)較高，但長(zhǎng)期運(yùn)行下來(lái)，其運(yùn)行成本較低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提高。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以為建筑提供穩(wěn)定、舒適的熱水供應(yīng)，提高居民的生活質(zhì)量。同時(shí)，由于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的運(yùn)行不受外界因素的影響，可以保證在極端天氣條件下建筑的正常供暖和制冷。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的普及和應(yīng)用將進(jìn)一步推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。在未來(lái)的建筑給排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用，為建設(shè)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的城市做出貢獻(xiàn)。隨著科技的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能技術(shù)已經(jīng)成為了綠色能源領(lǐng)域中的重要一環(huán)。特別是在熱水系統(tǒng)中，太陽(yáng)能技術(shù)能夠有效地降低能源消耗，減少環(huán)境污染，同時(shí)提高生活舒適度。而單片機(jī)作為微控制器，其在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用也日益廣泛。太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)是一種利用太陽(yáng)能為主要能源，通過(guò)集熱器、儲(chǔ)水箱等設(shè)備實(shí)現(xiàn)熱水供應(yīng)的系統(tǒng)。由于太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無(wú)法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。引入單片機(jī)作為控制系統(tǒng)核心，能夠有效地解決這一問(wèn)題。在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中，單片機(jī)會(huì)通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱水溫度。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)將啟動(dòng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，加熱設(shè)備將自動(dòng)停止加熱。單片機(jī)還能夠根據(jù)天氣情況、用水需求等因素進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，確保熱水供應(yīng)的穩(wěn)定。在冬季，太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)容易受到低溫影響而發(fā)生凍裂。此時(shí)，單片機(jī)可以通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)的防凍溫度時(shí)，單片機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)防凍設(shè)備進(jìn)行防凍處理，從而保護(hù)系統(tǒng)不受損害。單片機(jī)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，單片機(jī)能夠快速診斷故障原因，并通過(guò)報(bào)警裝置提醒管理人員進(jìn)行維修。這大大提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。單片機(jī)能夠根據(jù)熱水需求和天氣情況智能調(diào)節(jié)加熱功率，從而降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。單片機(jī)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和故障診斷能力，能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)的可靠性。單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制、防凍保護(hù)、故障診斷等功能，大大提高了系統(tǒng)的智能化水平，為管理人員提供了便利的管理手段。在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)與控制、防凍保護(hù)、故障診斷與報(bào)警等功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。單片機(jī)的智能化管理功能也為管理人員提供了便利的管理手段。單片機(jī)在太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用具有廣泛的前景和推廣價(jià)值。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能集熱器采集太陽(yáng)熱量，在陽(yáng)光的照射下使太陽(yáng)的光能充分轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制循環(huán)泵或電磁閥等功能部件將系統(tǒng)采集到的熱量傳輸?shù)酱笮蛢?chǔ)水保溫水箱中，在匹配當(dāng)量的電力、燃?xì)?、燃油等能源，把?chǔ)水保溫水箱中的水加熱并成為比較穩(wěn)定的定量能源設(shè)備。該系統(tǒng)既可提供生產(chǎn)和生活用熱水，又可作為其他太陽(yáng)能利用形式的冷熱源，是太陽(yáng)熱能應(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項(xiàng)應(yīng)用產(chǎn)品。無(wú)動(dòng)力循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行原理：真空管內(nèi)的水遇到陽(yáng)光輻射后，開(kāi)始升溫，管內(nèi)的水升溫后密度變小，自然循環(huán)到水箱內(nèi)，逐步把水箱內(nèi)的水加熱，升溫后的水儲(chǔ)存在具有聚氨酯發(fā)泡保溫的的水箱內(nèi)。室內(nèi)冷水經(jīng)過(guò)水箱內(nèi)固定好的波紋管流道流過(guò)，把帶有壓力的自來(lái)水溫升到幾乎與水箱內(nèi)水溫相同的溫度（溫差小于2度）流出。從而獲得穩(wěn)定、有壓力的、潔凈的熱水。自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是依靠集熱器和儲(chǔ)水箱中的溫差，形成系統(tǒng)的熱虹吸壓頭，使水在系統(tǒng)中循環(huán)；與此同時(shí)，將集熱器的有用能量收益通過(guò)加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，加熱后的水在集熱器內(nèi)逐步上升，從集熱器的上循環(huán)管進(jìn)入儲(chǔ)水箱的上部；與此同時(shí)，儲(chǔ)水箱底部的冷水由下循環(huán)管流入集熱器的底部；這樣經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，儲(chǔ)水箱中的水形成明顯的溫度分層，上層水首先達(dá)到可使用的溫度，直至整個(gè)儲(chǔ)水箱的水都可以使用。用熱水時(shí)，有兩種取熱水的方法。一種是有補(bǔ)水箱，由補(bǔ)水箱向儲(chǔ)水箱底部補(bǔ)充冷水，將儲(chǔ)水箱上層熱水頂出使用，其水位由補(bǔ)水箱內(nèi)的浮球閥控制，有時(shí)稱這種方法為頂水法；另一種是無(wú)補(bǔ)水箱，熱水依靠本身重力從儲(chǔ)水箱底部落下使用，有時(shí)稱這種方法為落水法。強(qiáng)制循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是在集熱器和儲(chǔ)水箱之間管路上設(shè)置水泵，作為系統(tǒng)中水的循環(huán)動(dòng)力；與此同時(shí)，集熱器的有用能量收益通過(guò)加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)泵的啟動(dòng)和關(guān)閉必須要有控制，否則既浪費(fèi)電能又損失熱能。通常溫差控制較為普及，有時(shí)還同時(shí)應(yīng)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(lái)控制循環(huán)泵的運(yùn)行。早晨日出后，集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)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(dá)到設(shè)定值（一般8~10℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，啟動(dòng)循環(huán)泵，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行；遇到云遮日或下午日落前，太陽(yáng)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(dá)到另一設(shè)定值（一般3~4℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，關(guān)閉循環(huán)泵，系統(tǒng)停止運(yùn)行。頂水法是向貯水箱底部補(bǔ)充冷水（自來(lái)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(qiáng)制循環(huán)條件下，由于貯水箱內(nèi)的水得到充分的混合，不出現(xiàn)明顯的溫度分層，所以頂水法和落水法都一開(kāi)始就可以取到熱水。頂水法與落水法相比，其優(yōu)點(diǎn)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(bǔ)水的問(wèn)題；缺點(diǎn)也是從貯水箱底部進(jìn)入的冷水會(huì)與貯水箱內(nèi)的熱水摻混。落水法的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有冷熱水的摻混，但缺點(diǎn)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(bǔ)水的問(wèn)題。在雙回路的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中，換熱器既可以是置于貯水箱內(nèi)的浸沒(méi)式換熱器，也可以是置于貯水箱外的板式換熱器。板式換熱器與浸沒(méi)式換熱器相比，有許多優(yōu)點(diǎn)：其一，板式換熱器的換熱面積大，傳熱溫差小，對(duì)系統(tǒng)效率影響少；其二，板式換熱器設(shè)置在系統(tǒng)管路之中，靈活性較大，便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置；其三，板式換熱器已商品化、標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量容易保證，可靠性好。直流式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是使水一次通過(guò)集熱器就被加熱到所需的溫度，被加熱的熱水陸續(xù)進(jìn)入貯水箱中。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，為了得到溫度符合用戶要求的熱水，通常采用定溫放水的方法。集熱器進(jìn)口管與自來(lái)水管連接。集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)輻射能加熱后，溫度逐步升高。在集熱器出口處安裝測(cè)溫元件，通過(guò)溫度控制器，控制安裝在集熱器進(jìn)口管理上電動(dòng)閥的開(kāi)度，根據(jù)集熱器出口溫度來(lái)調(diào)節(jié)集熱器進(jìn)口水流量，使出口水溫始終保持恒定。這種系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性取決于變流量電動(dòng)閥和控制器的工作質(zhì)量。有些系統(tǒng)為了避免對(duì)電動(dòng)閥和控制器提出苛刻的要求，將電動(dòng)閥安裝在集熱器出口處，而且電動(dòng)閥只有開(kāi)啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。當(dāng)集熱器出口溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，通過(guò)溫度控制器，開(kāi)啟電動(dòng)閥，熱水從集熱器出口注入貯水箱，與此同時(shí)冷水（自來(lái)水）補(bǔ)充進(jìn)入集熱器，直至集熱器出口溫度低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)閥，然后重復(fù)上述過(guò)程。這種定溫放水的方法雖然比較簡(jiǎn)單，但由于電動(dòng)閥關(guān)閉有滯后現(xiàn)象，所以得到的熱水溫度會(huì)比設(shè)定值低一些。直流式系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)：其一，與強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)相比，不需要設(shè)置水泵；其二，與自然循環(huán)系統(tǒng)相比，貯水箱可以放在室內(nèi)；其三，與循環(huán)系統(tǒng)相比，每天較早地得到可用熱水，而且只要有一段見(jiàn)晴時(shí)刻，就可以得到一定量的可用熱水；其四，容易實(shí)現(xiàn)冬季夜間系統(tǒng)排空防凍的設(shè)計(jì)。直流式系統(tǒng)的缺點(diǎn)是要求性能可靠的變流量電動(dòng)閥和控制器，使系統(tǒng)復(fù)雜，投資增大。太陽(yáng)陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水保溫水箱、管道保溫系統(tǒng)（連接管道）、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他外部設(shè)備(如：循環(huán)泵、電磁閥及伴熱帶等)組成。系統(tǒng)中的集熱元件，其功能相當(dāng)于電熱水器中的電加熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵?yáng)能集熱器利用的是太陽(yáng)的輻射熱量，故而加熱時(shí)間只能在有太陽(yáng)照射的白晝，所以有時(shí)需要輔助加熱，如鍋爐、電加熱等。中國(guó)市場(chǎng)上最常見(jiàn)的是全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管。結(jié)構(gòu)分為外管、內(nèi)管，在內(nèi)管外壁鍍有選擇性吸收涂層。平板集熱器的集熱面板上鍍有黑鉻等吸熱膜，金屬管焊接在集熱板上，平板集熱器較真空管集熱器成本稍高，近幾年平板集熱器呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其在高層住宅的陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能熱水器方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。全玻璃太陽(yáng)能集熱真空管一般為高硼硅3特硬玻璃制造，選擇性吸熱膜采用真空濺射選擇性鍍膜工藝。和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲(chǔ)存熱水的容器。因?yàn)樘?yáng)能集熱器只能白天工作，而人們一般在晚上才使用熱水，所以必須通過(guò)保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲(chǔ)存起來(lái)。容積是每天晚上用熱水量的總和。水箱內(nèi)膽是儲(chǔ)存熱水的重要部分，其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場(chǎng)上有不銹鋼、搪瓷等材質(zhì)。保溫層保溫材料的好壞直接關(guān)系著保溫效果，在寒冷季節(jié)尤其重要。較好的保溫方式是聚氨脂整體發(fā)泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。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(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。設(shè)計(jì)合理、連接正確的循環(huán)管道對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)是否能達(dá)到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫防凍處理。管道必須有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。同時(shí)，為了減少熱量在管道傳輸過(guò)程中的損失，連接管路還應(yīng)具備保溫系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)是熱水系統(tǒng)的大腦，各種信號(hào)傳感器就是系統(tǒng)的神經(jīng)。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與普通太陽(yáng)能熱水器的區(qū)別就是控制中心。作為一個(gè)系統(tǒng)，控制中心負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)行、調(diào)節(jié)等功能，的技術(shù)已經(jīng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其它外部設(shè)備主要包括循環(huán)泵、增壓泵、供水泵和電磁閥。這要根據(jù)循環(huán)管道的粗細(xì)、流量的大小、集熱器串并聯(lián)的組數(shù)、集熱器安置位置的高低綜合因素確定，尤其是循環(huán)泵揚(yáng)程、流量、吸程的確定，根據(jù)水箱位置的高低，循環(huán)泵的揚(yáng)程差別巨大，應(yīng)該更為謹(jǐn)慎。環(huán)保效益——相對(duì)于使用化石燃料制造熱水，能減少對(duì)環(huán)境的污染及溫室氣體－二氧化碳的產(chǎn)生。節(jié)省能源——太陽(yáng)能是屬于每個(gè)人的能源，只要有場(chǎng)地與設(shè)備，任何人都可免費(fèi)使用它。安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險(xiǎn)，或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會(huì)有漏電的可能。不占空間——不需專人操作自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。太陽(yáng)能集熱器裝在屋頂上，不會(huì)占用任何室內(nèi)空間。具經(jīng)濟(jì)效益——正常的太陽(yáng)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?yàn)榛緹嵩礊槊赓M(fèi)的太陽(yáng)能，所以使用它十分符合經(jīng)濟(jì)成本效益。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9459對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提出了科學(xué)的分類方法，即按照太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的七個(gè)特征進(jìn)行分類，其中每個(gè)特征又都分為2-3種類型，從而構(gòu)成了一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶?yáng)能熱水系統(tǒng)分類體系，如表所示。2太陽(yáng)能預(yù)熱系統(tǒng)---在水進(jìn)入任何其他類型加熱器之前，對(duì)水進(jìn)行預(yù)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；3太陽(yáng)能帶輔助能源系統(tǒng)---聯(lián)合使用太陽(yáng)能和輔助能源，并可不依賴于太陽(yáng)能而提供所需熱能的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；1直接系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)（水）最終被用戶消費(fèi)或循環(huán)流至用戶的熱水直接流經(jīng)集熱器的系統(tǒng)，亦稱為單循環(huán)系統(tǒng)或單回路系統(tǒng)；2間接系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)不是最終被用戶消費(fèi)，或循環(huán)流至用戶的水不做為傳熱工質(zhì)而是其他傳熱工質(zhì)流經(jīng)集熱器的系統(tǒng)，亦稱為雙循環(huán)系統(tǒng)或雙回路系統(tǒng)。1敞開(kāi)系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)與大氣有大面積接觸的系統(tǒng)，其接觸面主要在蓄熱裝置的敞開(kāi)面；2開(kāi)口系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)與大氣的接觸僅限于補(bǔ)給箱和膨脹箱的自由表面或排氣管開(kāi)口的系統(tǒng)；2回流系統(tǒng)---作為正常工作循環(huán)的一部分，傳熱工質(zhì)在泵停止運(yùn)行時(shí)由集熱器流入到蓄熱裝置，而在泵重新開(kāi)啟時(shí)又流入集熱器的系統(tǒng)；3排放系統(tǒng)---為了防凍目的，水可以從集熱器排出而不再利用的系統(tǒng)。1自然循環(huán)系統(tǒng)---僅僅利用傳熱工質(zhì)的密度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)集熱器和蓄熱裝置（或換熱器）之間進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，亦稱為熱虹吸系統(tǒng)；2強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)---利用泵迫使傳熱工質(zhì)通過(guò)集熱器進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，亦稱為強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)或機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。1循環(huán)系統(tǒng)---運(yùn)行期間，傳熱工質(zhì)在集熱器和蓄熱裝置之間進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)；2直流式系統(tǒng)---有待加熱的傳熱工質(zhì)一次流過(guò)集熱器后，進(jìn)入蓄熱裝置（儲(chǔ)水箱）或進(jìn)入使用輔助能源加熱設(shè)備的系統(tǒng)，有時(shí)亦稱為定溫防水系統(tǒng)。2緊湊式系統(tǒng)---將儲(chǔ)水箱直接安裝在集熱器相鄰位置上的系統(tǒng)，通常已成為緊湊式太陽(yáng)能熱水器；3整體式系統(tǒng)---將集熱器作為儲(chǔ)水箱的系統(tǒng)，通常亦稱為悶曬式太陽(yáng)能熱水器。實(shí)際上，同一套太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)往往同時(shí)具備上述7個(gè)特征中的各一種類型。譬如，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)使用的一套典型的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，可以同時(shí)是太陽(yáng)能帶輔助能源系統(tǒng)、間接系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、充滿系統(tǒng)、強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)和分體式系統(tǒng)。除了按系統(tǒng)的特征進(jìn)行分類之外，還有其他一些常用的分類方法，現(xiàn)列出其中兩種。根據(jù)用戶對(duì)熱水供應(yīng)的需求，確定儲(chǔ)水箱的容量。按照儲(chǔ)水箱的容積，系統(tǒng)可分為：家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)---儲(chǔ)水箱容積小于6m3的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通常亦稱為家用太陽(yáng)能熱水器；公用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)---儲(chǔ)水箱容積大于等于6mm3的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通常亦稱為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。根據(jù)用戶對(duì)熱水供應(yīng)的需求可分為：間歇供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和連續(xù)供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。間歇供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要供應(yīng)那些定時(shí)用熱水的單位，例如部隊(duì)、學(xué)校、工廠等；連續(xù)供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)指那些24小時(shí)連續(xù)使用熱水的系統(tǒng)，例如醫(yī)院、賓館、酒店、生產(chǎn)線等。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的集熱器及其置于室外的管路，在嚴(yán)冬季節(jié)常常因積存在其中的水結(jié)冰膨脹而脹裂損壞，尤其是高緯度寒冷地區(qū)，因此必須從技術(shù)上考慮太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的“越冬”防凍措施。常用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)防凍措施大致有以下幾種。集熱器是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)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(duì)集熱器在嚴(yán)冬季節(jié)凍壞的擔(dān)憂。熱管式真空管集熱器以及內(nèi)插管的全玻璃真空管集熱器都屬于具有防凍功能的集熱器，因?yàn)楸患訜岬乃疾恢苯舆M(jìn)入真空管內(nèi)，真空管的玻璃罩管不接觸水，再加上熱管本身的工質(zhì)容量又很少，所以即使在零下幾十?dāng)z氏度的環(huán)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于，吸熱板的排管位置上用熱管代替，以低沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)介質(zhì)作為熱管的工質(zhì)，因而吸熱板也不會(huì)凍壞，不過(guò)由于熱管平板集熱器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能不及上述真空管集熱器，應(yīng)用尚不普遍。雙循環(huán)系統(tǒng)（或稱雙回路系統(tǒng)）就是在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中設(shè)置換熱器，集熱器與換熱器的熱側(cè)組成第一循環(huán)（或稱第一回路），并使用低凝固點(diǎn)的防凍液作傳熱工質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防凍。雙循環(huán)系統(tǒng)在自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩類太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中都可以使用。在自然循環(huán)系統(tǒng)中，盡管第一回路使用了防凍液，但由于貯水箱置于室外，系統(tǒng)的補(bǔ)冷水箱與供熱水管也部分敷設(shè)在室外，在嚴(yán)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(jié)冰。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮采取某種設(shè)施，在用畢后使管路中的熱水排空。例如采用虹吸式取熱水管，兼作補(bǔ)冷水管，在其頂部設(shè)通大氣閥，控制其開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)該管路的排空。在強(qiáng)制循環(huán)的單回路系統(tǒng)中，一般采用溫差控制循環(huán)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，貯水箱通常置于室內(nèi)（底層或地下室）。冬季白天，在有足夠的太陽(yáng)輻照時(shí)，溫差控制器開(kāi)啟循環(huán)水泵，集熱器可以正常運(yùn)行；夜晚或陰天，在太陽(yáng)輻照不足時(shí)，溫差控制器關(guān)閉循環(huán)水泵，這時(shí)集熱器和管路中的水由于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(jié)冰而損壞；次日白天或太陽(yáng)輻照再次足夠時(shí)，溫差控制器再次開(kāi)啟循環(huán)水泵，將貯水箱內(nèi)的水重新泵入偏執(zhí)器中，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行。這種防凍系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，不需增設(shè)其他設(shè)備，但系統(tǒng)中的循環(huán)水泵要有較高的揚(yáng)程。近幾年，國(guó)外開(kāi)始將回流防凍措施應(yīng)用于雙回路系統(tǒng)，其第一回路不使用防凍液而仍使用水作為集熱器的傳熱介質(zhì)。當(dāng)夜晚或陰天太陽(yáng)輻照不足時(shí)，循環(huán)水泵自動(dòng)關(guān)閉，集熱器中的水通過(guò)虹作用流入專門(mén)設(shè)置的小貯水箱中，待次日白天或太陽(yáng)輻照再次足夠時(shí)，重新泵入集熱器，使系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。在自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)的單回路系統(tǒng)中，在集熱器吸熱體的下部或室外環(huán)境溫度最低處的管路上埋設(shè)溫度敏感元件，接至控制器。當(dāng)集熱器內(nèi)或室外管路中的水溫接近凍結(jié)溫度（3~4℃）時(shí)，控制器將根據(jù)溫度敏感元件傳送的信號(hào)，開(kāi)啟排放閥和通大氣閥，集熱器和室外管路中的水由于重力作用排放到系統(tǒng)外，不再重新使用，從而達(dá)到防凍的目的。在強(qiáng)制循環(huán)的單回路系統(tǒng)中，在集熱器吸熱體的下部或室外環(huán)境溫度最低處的管路上埋置溫度敏感元件，接至控制器。當(dāng)集熱器內(nèi)或室外管路中的水溫接近凍結(jié)溫度（如3~4℃）時(shí)，控制器打開(kāi)電源，啟動(dòng)循環(huán)水泵，將貯水箱內(nèi)的熱水送往集熱器，使集熱器和管路中的水溫升高。當(dāng)集熱器或管路中的水溫升高到某設(shè)定值（或當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)某設(shè)定時(shí)段）時(shí)，控制器關(guān)斷電源，循環(huán)水泵停止工作。這種防凍方法由于要消耗一定的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)循環(huán)水泵，因而適用于偶爾發(fā)生冰凍的非嚴(yán)寒地區(qū)。在自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)的單回路系統(tǒng)中，將室外管路中最易結(jié)冰的部分敷設(shè)自限式電熱帶。它是利用一個(gè)熱敏電阻設(shè)置在電熱帶附近并接到電熱帶的電路中。當(dāng)電熱帶通電后，在加熱管路中水的同時(shí)也使熱敏電阻的溫度升高，隨之熱敏電阻的電阻增加；當(dāng)熱敏電阻的電阻增加到某個(gè)數(shù)值時(shí)，電路中斷，電熱帶停止通電，溫度逐步下降。這樣無(wú)數(shù)次重復(fù)，既保證室外管路中的水不結(jié)冰，又防止電熱帶溫度過(guò)高造成危險(xiǎn)。這種防凍方法也要消耗一定的電能，但對(duì)于十分寒冷的地區(qū)還是行之有效的。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，石油、天然氣和煤炭等常規(guī)能源的短缺問(wèn)題越來(lái)越明顯，人們利用可再生能源的需求日益迫切。同時(shí)，隨著國(guó)際上要求減少CO2等溫室氣體排放的呼聲越來(lái)越高，人們對(duì)使用清潔能源的意愿不斷增強(qiáng)。作為主要的清潔和可再生能源，在世界范圍內(nèi)，太陽(yáng)能正被日益廣泛地得到應(yīng)用和研究。由于技術(shù)、工藝、經(jīng)濟(jì)和政策的不同，國(guó)內(nèi)外在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用上還存在較大差異。歐洲的太陽(yáng)能應(yīng)用已處于世界領(lǐng)先地位。與我國(guó)界定資源貧乏區(qū)的年太陽(yáng)輻照量標(biāo)準(zhǔn)(<4200MJ/m2，上海的年太陽(yáng)輻照量為4200～5400MJ/m2)相比，德國(guó)的年太陽(yáng)輻照量為3600MJ/m2，低于我國(guó)的資源貧乏區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。由于常規(guī)能源的缺乏以及環(huán)保意識(shí)的良好，德國(guó)在太陽(yáng)能利用，特別是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用上做了大量的探索國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用較晚，尚處于起步階段。雖然擁有世界上最大的太陽(yáng)能集熱器安裝量和制造能力，但技術(shù)含量普遍較低，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，集熱效率和使用壽命遠(yuǎn)低于歐洲國(guó)家產(chǎn)品。而且，由于缺乏應(yīng)有的準(zhǔn)入制度，太陽(yáng)能集熱器的規(guī)格、尺寸和安裝位置等因不同生產(chǎn)廠家而不同，與建筑的結(jié)合情況較差。再加上大多數(shù)的太陽(yáng)能熱水工程由生產(chǎn)廠家自行設(shè)計(jì)、安裝，在系統(tǒng)優(yōu)化、參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行控制、現(xiàn)場(chǎng)施工等諸多方面均不盡人意。在有些時(shí)候，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)成了擺設(shè)和負(fù)擔(dān)。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能集熱器采集太陽(yáng)熱量，在陽(yáng)光的照射下使太陽(yáng)的光能充分轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制循環(huán)泵或電磁閥等功能部件將系統(tǒng)采集到的熱量傳輸?shù)酱笮蛢?chǔ)水保溫水箱中，在匹配當(dāng)量的電力、燃?xì)?、燃油等能源，把?chǔ)水保溫水箱中的水加熱并成為比較穩(wěn)定的定量能源設(shè)備。該系統(tǒng)既可提供生產(chǎn)和生活用熱水，又可作為其他太陽(yáng)能利用形式的冷熱源，是太陽(yáng)熱能應(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項(xiàng)應(yīng)用產(chǎn)品。無(wú)動(dòng)力循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行原理：真空管內(nèi)的水遇到陽(yáng)光輻射后，開(kāi)始升溫，管內(nèi)的水升溫后密度變小，自然循環(huán)到水箱內(nèi)，逐步把水箱內(nèi)的水加熱，升溫后的水儲(chǔ)存在具有聚氨酯發(fā)泡保溫的的水箱內(nèi)。室內(nèi)冷水經(jīng)過(guò)水箱內(nèi)固定好的波紋管流道流過(guò)，把帶有壓力的自來(lái)水溫升到幾乎與水箱內(nèi)水溫相同的溫度（溫差小于2度）流出。從而獲得穩(wěn)定、有壓力的、潔凈的熱水。自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是依靠集熱器和儲(chǔ)水箱中的溫差，形成系統(tǒng)的熱虹吸壓頭，使水在系統(tǒng)中循環(huán)；與此同時(shí)，將集熱器的有用能量收益通過(guò)加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，加熱后的水在集熱器內(nèi)逐步上升，從集熱器的上循環(huán)管進(jìn)入儲(chǔ)水箱的上部；與此同時(shí)，儲(chǔ)水箱底部的冷水由下循環(huán)管流入集熱器的底部；這樣經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，儲(chǔ)水箱中的水形成明顯的溫度分層，上層水首先達(dá)到可使用的溫度，直至整個(gè)儲(chǔ)水箱的水都可以使用。用熱水時(shí)，有兩種取熱水的方法。一種是有補(bǔ)水箱，由補(bǔ)水箱向儲(chǔ)水箱底部補(bǔ)充冷水，將儲(chǔ)水箱上層熱水頂出使用，其水位由補(bǔ)水箱內(nèi)的浮球閥控制，有時(shí)稱這種方法為頂水法；另一種是無(wú)補(bǔ)水箱，熱水依靠本身重力從儲(chǔ)水箱底部落下使用，有時(shí)稱這種方法為落水法。強(qiáng)制循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是在集熱器和儲(chǔ)水箱之間管路上設(shè)置水泵，作為系統(tǒng)中水的循環(huán)動(dòng)力；與此同時(shí)，集熱器的有用能量收益通過(guò)加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)泵的啟動(dòng)和關(guān)閉必須要有控制，否則既浪費(fèi)電能又損失熱能。通常溫差控制較為普及，有時(shí)還同時(shí)應(yīng)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(lái)控制循環(huán)泵的運(yùn)行。早晨日出后，集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)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(dá)到設(shè)定值（一般8~10℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，啟動(dòng)循環(huán)泵，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行；遇到云遮日或下午日落前，太陽(yáng)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(dá)到另一設(shè)定值（一般3~4℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，關(guān)閉循環(huán)泵，系統(tǒng)停止運(yùn)行。頂水法是向貯水箱底部補(bǔ)充冷水（自來(lái)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(qiáng)制循環(huán)條件下，由于貯水箱內(nèi)的水得到充分的混合，不出現(xiàn)明顯的溫度分層，所以頂水法和落水法都一開(kāi)始就可以取到熱水。頂水法與落水法相比，其優(yōu)點(diǎn)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(bǔ)水的問(wèn)題；缺點(diǎn)也是從貯水箱底部進(jìn)入的冷水會(huì)與貯水箱內(nèi)的熱水摻混。落水法的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有冷熱水的摻混，但缺點(diǎn)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(bǔ)水的問(wèn)題。在雙回路的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中，換熱器既可以是置于貯水箱內(nèi)的浸沒(méi)式換熱器，也可以是置于貯水箱外的板式換熱器。板式換熱器與浸沒(méi)式換熱器相比，有許多優(yōu)點(diǎn)：其一，板式換熱器的換熱面積大，傳熱溫差小，對(duì)系統(tǒng)效率影響少；其二，板式換熱器設(shè)置在系統(tǒng)管路之中，靈活性較大，便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置；其三，板式換熱器已商品化、標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量容易保證，可靠性好。直流式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是使水一次通過(guò)集熱器就被加熱到所需的溫度，被加熱的熱水陸續(xù)進(jìn)入貯水箱中。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，為了得到溫度符合用戶要求的熱水，通常采用定溫放水的方法。集熱器進(jìn)口管與自來(lái)水管連接。集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)輻射能加熱后，溫度逐步升高。在集熱器出口處安裝測(cè)溫元件，通過(guò)溫度控制器，控制安裝在集熱器進(jìn)口管理上電動(dòng)閥的開(kāi)度，根據(jù)集熱器出口溫度來(lái)調(diào)節(jié)集熱器進(jìn)口水流量，使出口水溫始終保持恒定。這種系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性取決于變流量電動(dòng)閥和控制器的工作質(zhì)量。有些系統(tǒng)為了避免對(duì)電動(dòng)閥和控制器提出苛刻的要求，將電動(dòng)閥安裝在集熱器出口處，而且電動(dòng)閥只有開(kāi)啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。當(dāng)集熱器出口溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，通過(guò)溫度控制器，開(kāi)啟電動(dòng)閥，熱水從集熱器出口注入貯水箱，與此同時(shí)冷水（自來(lái)水）補(bǔ)充進(jìn)入集熱器，直至集熱器出口溫度低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)閥，然后重復(fù)上述過(guò)程。這種定溫放水的方法雖然比較簡(jiǎn)單，但由于電動(dòng)閥關(guān)閉有滯后現(xiàn)象，所以得到的熱水溫度會(huì)比設(shè)定值低一些。直流式系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)：其一，與強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)相比，不需要設(shè)置水泵；其二，與自然循環(huán)系統(tǒng)相比，貯水箱可以放在室內(nèi)；其三，與循環(huán)系統(tǒng)相比，每天較早地得到可用熱水，而且只要有一段見(jiàn)晴時(shí)刻，就可以得到一定量的可用熱水；其四，容易實(shí)現(xiàn)冬季夜間系統(tǒng)排空防凍的設(shè)計(jì)。直流式系統(tǒng)的缺點(diǎn)是要求性能可靠的變流量電動(dòng)閥和控制器，使系統(tǒng)復(fù)雜，投資增大。太陽(yáng)陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水保溫水箱、管道保溫系統(tǒng)（連接管道）、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他外部設(shè)備(如：循環(huán)泵、電磁閥及伴熱帶等)組成。系統(tǒng)中的集熱元件，其功能相當(dāng)于電熱水器中的電加熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵?yáng)能集熱器利用的是太陽(yáng)的輻射熱量，故而加熱時(shí)間只能在有太陽(yáng)照射的白晝，所以有時(shí)需要輔助加熱，如鍋爐、電加熱等。中國(guó)市場(chǎng)上最常見(jiàn)的是全玻璃太陽(yáng)能真空集熱管。結(jié)構(gòu)分為外管、內(nèi)管，在內(nèi)管外壁鍍有選擇性吸收涂層。平板集熱器的集熱面板上鍍有黑鉻等吸熱膜，金屬管焊接在集熱板上，平板集熱器較真空管集熱器成本稍高，近幾年平板集熱器呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其在高層住宅的陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能熱水器方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。全玻璃太陽(yáng)能集熱真空管一般為高硼硅3特硬玻璃制造，選擇性吸熱膜采用真空濺射選擇性鍍膜工藝。和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲(chǔ)存熱水的容器。因?yàn)樘?yáng)能集熱器只能白天工作，而人們一般在晚上才使用熱水，所以必須通過(guò)保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲(chǔ)存起來(lái)。容積是每天晚上用熱水量的總和。水箱內(nèi)膽是儲(chǔ)存熱水的重要部分，其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場(chǎng)上有不銹鋼、搪瓷等材質(zhì)。保溫層保溫材料的好壞直接關(guān)系著保溫效果，在寒冷季節(jié)尤其重要。較好的保溫方式是聚氨脂整體發(fā)泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。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(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。設(shè)計(jì)合理、連接正確的循環(huán)管道對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)是否能達(dá)到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫防凍處理。管道必須有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。同時(shí)，為了減少熱量在管道傳輸過(guò)程中的損失，連接管路還應(yīng)具備保溫系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)是熱水系統(tǒng)的大腦，各種信號(hào)傳感器就是系統(tǒng)的神經(jīng)。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與普通太陽(yáng)能熱水器的區(qū)別就是控制中心。作為一個(gè)系統(tǒng)，控制中心負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)行、調(diào)節(jié)等功能，的技術(shù)已經(jīng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其它外部設(shè)備主要包括循環(huán)泵、增壓泵、供水泵和電磁閥。這要根據(jù)循環(huán)管道的粗細(xì)、流量的大小、集熱器串并聯(lián)的組數(shù)、集熱器安置位置的高低綜合因素確定，尤其是循環(huán)泵揚(yáng)程、流量、吸程的確定，根據(jù)水箱位置的高低，循環(huán)泵的揚(yáng)程差別巨大，應(yīng)該更為謹(jǐn)慎。環(huán)保效益——相對(duì)于使用化石燃料制造熱水，能減少對(duì)環(huán)境的污染及溫室氣體－二氧化碳的產(chǎn)生。節(jié)省能源——太陽(yáng)能是屬于每個(gè)人的能源，只要有場(chǎng)地與設(shè)備，任何人都可免費(fèi)使用它。安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險(xiǎn)，或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會(huì)有漏電的可能。不占空間——不需專人操作自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。太陽(yáng)能集熱器裝在屋頂上，不會(huì)占用任何室內(nèi)空間。具經(jīng)濟(jì)效益——正常的太陽(yáng)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?yàn)榛緹嵩礊槊赓M(fèi)的太陽(yáng)能，所以使用它十分符合經(jīng)濟(jì)成本效益。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9459對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提出了科學(xué)的分類方法，即按照太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的七個(gè)特征進(jìn)行分類，其中每個(gè)特征又都分為2-3種類型，從而構(gòu)成了一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶?yáng)能熱水系統(tǒng)分類體系，如表所示。2太陽(yáng)能預(yù)熱系統(tǒng)---在水進(jìn)入任何其他類型加熱器之前，對(duì)水進(jìn)行預(yù)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；3太陽(yáng)能帶輔助能源系統(tǒng)---聯(lián)合使用太陽(yáng)能和輔助能源，并可不依賴于太陽(yáng)能而提供所需熱能的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；1直接系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)（水）最終被用戶消費(fèi)或循環(huán)流至用戶的熱水直接流經(jīng)集熱器的系統(tǒng)，亦稱為單循環(huán)系統(tǒng)或單回路系統(tǒng)；2間接系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)不是最終被用戶消費(fèi)，或循環(huán)流至用戶的水不做為傳熱工質(zhì)而是其他傳熱工質(zhì)流經(jīng)集熱器的系統(tǒng)，亦稱為雙循環(huán)系統(tǒng)或雙回路系統(tǒng)。1敞開(kāi)系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)與大氣有大面積接觸的系統(tǒng)，其接觸面主要在蓄熱裝置的敞開(kāi)面；2開(kāi)口系統(tǒng)---傳熱工質(zhì)與大氣的接觸僅限于補(bǔ)給箱和膨脹箱的自由表面或排氣管開(kāi)口的系統(tǒng)；2回流系統(tǒng)---作為正常工作循環(huán)的一部分，傳熱工質(zhì)在泵停止運(yùn)行時(shí)由集熱器流入到蓄熱裝置，而在泵重新開(kāi)啟時(shí)又流入集熱器的系統(tǒng)；3排放系統(tǒng)---為了防凍目的，水可以從集熱器排出而不再利用的系統(tǒng)。1自然循環(huán)系統(tǒng)---僅僅利用傳熱工質(zhì)的密度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)集熱器和蓄熱裝置（或換熱器）之間進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，亦稱為熱虹吸系統(tǒng)；2強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)---利用泵迫使傳熱工質(zhì)通過(guò)集熱器進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，亦稱為強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)或機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。1循環(huán)系統(tǒng)---運(yùn)行期間，傳熱工質(zhì)在集熱器和蓄熱裝置之間進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)；2直流式系統(tǒng)---有待加熱的傳熱工質(zhì)一次流過(guò)集熱器后，進(jìn)入蓄熱裝置（儲(chǔ)水箱）或進(jìn)入使用輔助能源加熱設(shè)備的系統(tǒng)，有時(shí)亦稱為定溫防水系統(tǒng)。2緊湊式系統(tǒng)---將儲(chǔ)水箱直接安裝在集熱器相鄰位置上的系統(tǒng)，通常已成為緊湊式太陽(yáng)能熱水器；3整體式系統(tǒng)---將集熱器作為儲(chǔ)水箱的系統(tǒng)，通常亦稱為悶曬式太陽(yáng)能熱水器。實(shí)際上，同一套太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)往往同時(shí)具備上述7個(gè)特征中的各一種類型。譬如，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)使用的一套典型的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，可以同時(shí)是太陽(yáng)能帶輔助能源系統(tǒng)、間接系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、充滿系統(tǒng)、強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)和分體式系統(tǒng)。除了按系統(tǒng)的特征進(jìn)行分類之外，還有其他一些常用的分類方法，現(xiàn)列出其中兩種。根據(jù)用戶對(duì)熱水供應(yīng)的需求，確定儲(chǔ)水箱的容量。按照儲(chǔ)水箱的容積，系統(tǒng)可分為：家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)---儲(chǔ)水箱容積小于6m3的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通常亦稱為家用太陽(yáng)能熱水器；公用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)---儲(chǔ)水箱容積大于等于6mm3的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通常亦稱為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。根據(jù)用戶對(duì)熱水供應(yīng)的需求可分為：間歇供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和連續(xù)供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。間歇供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要供應(yīng)那些定時(shí)用熱水的單位，例如部隊(duì)、學(xué)校、工廠等；連續(xù)供熱水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)指那些24小時(shí)連續(xù)使用熱水的系統(tǒng)，例如醫(yī)院、賓館、酒店、生產(chǎn)線等。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的集熱器及其置于室外的管路，在嚴(yán)冬季節(jié)常常因積存在其中的水結(jié)冰膨脹而脹裂損壞，尤其是高緯度寒冷地區(qū)，因此必須從技術(shù)上考慮太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的“越冬”防凍措施。常用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)防凍措施大致有以下幾種。集熱器是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)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(duì)集熱器在嚴(yán)冬季節(jié)凍壞的擔(dān)憂。熱管式真空管集熱器以及內(nèi)插管的全玻璃真空管集熱器都屬于具有防凍功能的集熱器，因?yàn)楸患訜岬乃疾恢苯舆M(jìn)入真空管內(nèi)，真空管的玻璃罩管不接觸水，再加上熱管本身的工質(zhì)容量又很少，所以即使在零下幾十?dāng)z氏度的環(huán)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于，吸熱板的排管位置上用熱管代替，以低沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)介質(zhì)作為熱管的工質(zhì)，因而吸熱板也不會(huì)凍壞，不過(guò)由于熱管平板集熱器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能不及上述真空管集熱器，應(yīng)用尚不普遍。雙循環(huán)系統(tǒng)（或稱雙回路系統(tǒng)）就是在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中設(shè)置換熱器，集熱器與換熱器的熱側(cè)組成