一、原理
真空管式太阳能热水器，利用真空管集热，限度的实现光热转换，经微循环把热水传送到保温水箱里，通过管路至用户。控制系统把自来水通过控制阀，控制仪等送至太阳能集热器以达到自动化控制。辅助加热系统已备阴、雨、雪天使用，节电90%。并自动化运行。
管道设计：工程联接管材的设计特别重要，如果系统管道设计不合理容易出现水头阻力太大，出水量小，热水供应量不足，有时可能出现热水短路等问题。严重的影响了系统的正常运行，管道设计上尽量要求水路平衡，管道口径要求与系统设计匹配，计算管道合理流量。
辅助能源：太阳能集热器是靠天吃饭，如果遇到阴雨雾雪天气太阳能光照不足，集热器无法获取足够的能量，这时太阳能工程不能满足正常用水要求，这时需要第二能源作为辅助。一般太阳能工程选择电加热管、电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等辅助能源设备，设备型号选用要考虑到阴雨雾雪热水需求量，必免影响正常的热水需求，同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统：电气控制是太阳能工程的重要组成部分，它可以实现热水工程的智能化控制，比如：自动上水，水满自停，显示水温水位，自动或定时电加热、定时出水、管道循环以及增压等控制。控制系统选用特别重要，因为电气有一定的不稳定性，故障率较高，需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产，这样才有系统。降低系统故障率，提高太阳能工程的整体性能。
补水系统：太阳能工程能够提供出连续不断的热水，这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具，浮球箱可以起到限流限压作用，对太阳能工程补水稳定，安全可靠。在北方寒冷季节，需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热，保证冷水能够及时补充，不影响系统正常运行。
一、设计之前了解的问题：
1、单位的建筑条件：
建筑物集热面积的大小、形状、建筑物高度以及允许放置水箱的位置（楼顶、地面、地下室等）大多不一样而不相同。
2、用户单位要求情况：
日均用水总量；用户是每日定时一次使用还是随时使用；要求用水温度；用水使用位置；实际用途：洗浴用水、浴池加温、鱼池加温、环境（种植或养殖大棚）加温。
3、地理位置及条件：
根据用户的地理纬度和冬季环境温度、四季日照条件、朝阳的方向是否有遮挡，分析安装条件。
4、用户单位辅助能源的条件：
确定采用（电加热器，电锅炉，燃油、燃气锅炉，水源、地源或空气源热泵机组等）一种方案或二种以上的组合方案。
5、用户单位的水压与电压：
了解用户单位的水压与电压以及供应情况。
二、常见的几种设计方案
1、 定温放水设计方案。
通过集热器与水箱之间的温差，控制进凉水方式将达到设定温度的热水循环水箱，水箱的热水注满后通过温差循环继续增温，这也是很多太阳能公司目前使用的方案。这种方式在日照条件好时一般没有问题，在日照条件较差时，应注意在这种方案中及时补水，使水箱内应具有一定的水量。当水箱的水温设定温度时，要求辅助能源设备及时启动，保证用户的正常使用。另外，在设计中根据用户的使用要求不同，分别设定采用每日定时加热方式与定温随时加热方式。在北方要有低温防冻保护功能。
2、 温差循环设计方案。
通过控制器的设定，使水箱一次注满水，达到水位，采用太阳能集热器与水箱内的温差，控制循环泵工作，不断提升水箱中的水温，这是一种很实用的温差循环方案。设计中根据热水使用的用途不同而设定出水温度。每日定时上水，当达到水位时，随时自动补水，保证水箱中一定的水量。根据用户条件，辅助能源设备可以采用一种或二种以上的方案。设计中根据用户的需求不同，可以设定是每日定时加热方式还是定温随时加热方式。在北方要求低温防冻保护功能。
三、控制器功能及系统设计：
1、水箱温度显示：
可以随时观察水箱中的水温，这是用户使用中需要经常了解的太阳能系统工作的重要数据。
2、集热器温度显示：
可以随时观察集热器中的水温，这是系统调试时需要了解太阳能系统工作的重要因素之一。
3、水位状态的显示：
采用五级水位显示，水位状态一目了然。这也是用户使用中需要经常了解的重要数据。
4、定时加热时间：
设定每天的加热时间，控制器在设定时间根据水温判断是否需要自动启动加热功能。
5、 设定加热温度：
设定的范围适用于不同用户的需求，洗浴温度一般在30℃－75℃范围为宜，其它用途根据需求设定，可以设定99℃。
6、 设定加热方式：
采用定时加热或恒温加热。定时加热是在设定的时间，每日一次加热到设定温度；恒温加热是在水温设定温度一定值时随时上水并加热，达到设定温度时则停止加热。
7、 设定上水时间：
设定每天的上水时间，控制器在设定时间使水位自动启动上水至水位止，采用电磁阀还是水泵可根据需要确定。
8、 低水位自动补水：
当水位下降到水位时，控制器应该无条件自动补满水，保证水箱中有充足的用水。
9、 水箱温度控制：
水箱中的出水温度根据用途来设定，洗浴温度、大棚采暖温度、物料烘干温度等各种不同需求，设定的温度各不相同。
10、系统防冻问题：注意保温材料的厚度问题，也可以采用全系统循环法或同时采用电伴热带保护法，当系统温度达到低温范围时，可以采用上述的各种方法进行系统防冻保护。
11、远程监控：
有一些用户需要在控制室以外的位置需要了解太阳能系统是否正常工作，当控制器工作出现故障会及时发现。
12、使用热水的恒温循环：
具有使用热水的循环功能，可以使热水循环管路始终保持与储热水箱温度接近或相同，用户在任意水打开时即出热水，使用户的热水使用具有方便性。
13、增加采暖功能：
根据设定温度满足南方地区主要取暖以及北方地区部分取暖要求，还可以为生产活动（蔬菜、花卉大棚）中的部分起到增温工作和烘干室的部分工作，节省常规能源。
14、电气控制柜：
控制柜内电路的总控制器及各分路控制器，注意使用功率匹配的熔断器、断路器、漏电保护器、继电器及交流接触器等，当发生供电设备短路或漏电现象，总控制器和各路分控制器及时切断电路，查明故障原因后方可恢复。温度控制器与电气控制之间应正确安装，必须接好保护地。
15、安装形式：
根据环境条件，可采用多种角度安装方式，采用强制循环方式可以从0度到90度任意安装运行。
