太陽能自然循環(huán)熱水系統(tǒng)

自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)是依靠集熱器和儲水箱中的溫差，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，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(nèi)。

系統(tǒng)運行過程中，集熱器內(nèi)的水受太陽能輻射能加熱，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)入儲水箱的上部；與此同時，儲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)過一段時間后，儲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(nèi)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(qiáng)制循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)是在集熱器和儲水箱之間管路上設(shè)置水泵，作為系統(tǒng)中水的循環(huán)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(nèi)。

系統(tǒng)運行過程中，循環(huán)泵的啟動和關(guān)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控制循環(huán)泵的運行。

早晨日出后，集熱器內(nèi)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(dá)到設(shè)定值（一般8~10℃）時，溫差控制器給出信號，啟動循環(huán)泵，系統(tǒng)開始運行；遇到云遮日或下午日落前，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(dá)到另一設(shè)定值（一般3~4℃）時，溫差控制器給出信號，關(guān)閉循環(huán)泵，系統(tǒng)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(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始就可以取到熱水。頂水法與落水法相比，其優(yōu)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(jìn)入的冷水會與貯水箱內(nèi)的熱水摻混。落水法的優(yōu)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。板式換熱器與浸沒式換熱器相比，有許多優(yōu)點：其一，板式換熱器的換熱面積大，傳熱溫差小，對系統(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。

強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)可適用于大、中。小型各種規(guī)模的太陽能熱水系統(tǒng)。

1.自然循環(huán)系統(tǒng)——僅僅利用傳熱工質(zhì)的密度變化來實現(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)。