系統(tǒng)原理：自然循環(huán)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。系統(tǒng)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，加熱后的水在集熱器內逐步上升，從集熱器的上循環(huán)管進入儲水箱的上部；光熱利用：它是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。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，上層水首先達到可使用的溫度，直至整個儲水箱的水都可以使用。

早晨日出后，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(huán)泵，系統(tǒng)開始運行；自限式在自然循環(huán)或強制循環(huán)的單回路系統(tǒng)中，將室外管路中較易結冰的部分敷設自限式電熱帶。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到另一設定值（一般3~4℃）時，溫差控制器給出信號，關閉循環(huán)泵，系統(tǒng)停止運行。

有些系統(tǒng)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(tài)。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于設定值時，關閉電動閥，然后重復上述過程。在自然循環(huán)系統(tǒng)中，盡管第l一回路使用了防凍液，但由于貯水箱置于室外，系統(tǒng)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。這種定溫放水的方法雖然比較簡單，但由于電動閥關閉有滯后現(xiàn)象，所以得到的熱水溫度會比設定值低一些。