自然循环系统对输水管路要求比较严格，尽量避免产生较大沿程摩擦阻力（直观内壁的摩擦阻力）和局部阻力（非直管管件的形状性阻力），因为阻力是消耗水流（压头）能量和降低循环速度的重要因素。

运行系统既有沿程摩擦阻力又有局部阻力，这两种阻力之和称为水头损失。管路内径的选取可参考下表：

　　自然循环系统的连接管路比其他系统要求严格，因为它以密度差（热虹吸压头）为动力进行循环，动能很小，不能在系统中人为克服水流阻力，所以不仅管道内径、形状有要求，而且对其长度也要有要求。

　　其集热器与储水箱连接的上循环管在限定的距离内愈短愈好，因为缩短这部分管路可避免管道热损失，也可使集热器经太阳辐射的水能很快进入储水箱，提高集热器效率。下循环管除要求管道尽量短外，还要求连接形状严格避免直角弯。因为即使上循环管缩短、设计得当，下循环管如果阻力大，对整个系统的运行也很不利。

　　上下循环与储水箱、集热器的连接绝对不能出现反坡。反坡是循环系统的大害，会造成不必要的损失。

　　自然循环系统的水流动力是密度差，不需要任何外界动力。但夜间没有太阳辐射，集热器的温度变得与环境温度一样，储水箱内的水温明显高于集热器，产生了“倒流现象（或称倒循环）”，为了防止这种现象的出现只要将储水箱底部与集热器顶部垂直拉开0.3m以上的距离就可以了。

　　自然循环系统中，储水箱与补水箱也是太阳热水装置中的主要部件。不论是圆柱形还是方形箱，其开口位置皆与循环。使用相关联。此外，储水箱与补水箱的位置也有影响，所以确定储水箱的开口位置和这两个水箱的安装位置应引起足够重视。

　　（一）   储水箱

　　储水箱共有五个开口位置，连接上、下循环管的两个管口，呈对角线分布上循环管口。对1t水容量的蓄水箱应设计在（距水箱顶端）10cm处；2t水容量的水箱应设计在15cm处；3t水容量的水箱应设计在20cm处。上循环管口的开口距离还以补水流量为依据，如补水水压较大，可适当缩短距水箱顶部的距离。对下循环管口的设置虽不受容水量限制，但为防止水箱发生结垢而阻塞循环系统，一般设计在距水箱底部5cm处，并在此管口的垂直方向距水箱侧壁面5cm处设置排污管口，此排污管口同时作为补水箱向蓄水箱补水的管口。溢水管口的设置是为了在系统循环时，水箱的水逐渐升温产生体膨胀，发生溢水而排水的流道，一般设置在距水箱顶部2cm处（也可根据水的膨胀量设定溢水管口位置）。

用水管口的设计是根据使用水温确定的。温度高的水在温度低的水的上面，因此，用水管口设在上循环管口以上，用水的温度较高；而设在此管口以下水温较低，取用水的温度高低以上循环过口为依据。

此外，如果水源的水压只能在夜间补水，就必须将用水管设置在更低的位置，以便使用补水箱的输水管作为用水管白天一次将水用完。这种白天一次用完、夜间补水的方法称为“自然循环一次性使用”。

　　（二）   补水箱

     补水箱的外形一般为矩形立方体，除对容积有要求外，一般没有特殊规定。补水箱的容积根据取用水量、补水水源可供流量（压力）和浮球截止阀的流量来确定。

取用水量是浴用喷头在单位时间内的流量乘以个数的总和流量。经验值为每个喷头每小时流出400kg(L)水。

　　如果取用水量（喷头输出水量）与补水量相等，可将补水量的容积设计的小些，在能容下浮球截止阀的空间稍加一些容积即可。但这种完全满足输出与输入平衡的情况并不多见，因此就要根据计算加上估算来设定容积。一般补水箱的容积估算，以储水箱容积的1/30来考虑。

　　浮球截止阀接口位置在截止阀关闭位置时浮球顶端不应该接触补水箱顶盖，并以此点向上留有2cm间隙为好；向储水箱补水的输水管口位置在下部一侧距补水箱底2cm处。这2cm的容积是为了防止垢物阻塞输水管设置的。配水管口的位置可开在补水的输水管一侧，为避免取用水温度过高设置，可调节水温，也可与输水管公用；为了排污和入冬之前排净余水，排污管口位置设在补水箱底部。四个关口的管径除排污管口没有要求外，其余均应以流量而确定。

　　（三）补水箱与储水箱水平位置的确定

　　补水箱的浮球截止阀关闭后的液面应与储水箱于储水箱距其钉扣5cm的位置上，这个位置也是储水箱水满位置。

　　如果水箱过高，储水箱溢水管口会因水箱内水温提高而排出热水；补水箱过低，很可能造成上循环管脱离液面而使系统无法循环。

　　自然循环运行系统中储水箱与集热器的高差越大热虹吸压头越大，但因水温和储水箱与集热器之间的高差不可能很大，依靠水的密度差作为动力又非常有限，因此在系统中要求尽可能减少各部分阻力。

一般说10m²的集热面积可由5块集热器并联为一排布列。20 m²集热面积可由10块集热器串并联前后两排布列，也可做成：“一”字形横排布列两个循环系统。30m²集热面积可由15块集热器串并联成三排布列，或像20m²集热面积的两排布列，但决不允许做成一排布列，这样会影响循环速度。

　　自然循环系统至适合30m²一下的集热面积，主要是从系统循环着眼，但可柑橘上述并联布列“举一反三”，只要条件允许，再大的集热面积也可应用。

　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘自：《太阳热水器原理、制造与施工》（９９）