从上图可以得出：当太阳光线与集热器的采光面垂直时，集热器倾角θ与当地纬度角Ф以及太阳赤纬角δ有如下关系：θ= Ф–δ。

1、当全年使用时,可认为全年的平均赤纬角δ为0°，

θ=Ф–δ=Ф。

2、当侧重于夏季使用时,可认为该期间的平均赤纬角为10°，θ= Ф–δ=Ф-10°。

3、当侧重于冬季使用时,可认为该期间的平均赤纬角为-10°，θ=Ф–δ=Ф 10°。

全年各月代表日太阳赤纬角的近似值：

1、当真空管集热器南北竖放时，具有日自动跟踪功能。在相邻两支真空管不发生光线遮挡时，无论太阳是在东、西任何位置，有效采光面积都一样。但当Ω大于临界夹角Ω0时，相邻的真空管之间将产生光线遮挡。由于真空管集热器南北竖放时，不具有季节自动跟踪功能，因此，集热器的倾角仍应按上述推论确定。

2、当真空管集热器东西横放时，具有季节自动跟踪功能，无论太阳是在南、北回归线之间任何位置，有效采光面积都一样。但为了保证在全年时间内，相邻两支真空管不发生光线遮挡，集热器的倾角应满足下列条件：

23°27′ Ф-︱Ω0︳≤θ≤ Ф ︱Ω0︳—23°27′

式中：23°27′— 表示太阳在南北回归线时的赤纬角的绝对值；

Ω0 — 相邻的真空管之间产生光线遮挡的临界夹角。

Ω：阳光入射线在集热器横截面上的投影与真空管法线方向的夹角。当Ω大于临界夹角Ω0时，相邻的真空管之间产生光线遮挡。

Ω0计算公式为：︱Ω0︳= cos-1 [（ D1 D2）/2B]

式中：D1 D2—分别为真空管内、外管的直径，如：D1=37mm，D2=47mm。

B—相邻两支真空管之间的中心距。

以上关于集热器倾角的推论，没有考虑各地不同季节天气的影响。实际上，不同地方在不同季节的实际太阳辐照量是不同的。

a)某一地方在每年的某一季节，总是雨季，太阳辐射量相对很少，在此时段内，即使太阳光线与集热器采光面垂直，也得不到太多的太阳辐射能；而在另一季节，经常是晴朗天气，太阳辐射量相对较多，在此时段内，由于太阳光线与集热器采光面不垂直，从而失去了得到较多太阳辐射能的机会。

b)在太阳辐射较强的季节，热水过剩，而太阳辐射较少的季节，热水不足，因此可以让太阳辐射较少的季节尽可能多地吸收辐射能。

确定集热器倾角最理想的方法是综合考虑当地各时段的太阳辐照量和热水使用需求等因素，求出在满足使用需求的条件下，在整个使用期内能得到最大太阳辐射量的集热器倾角值。

太阳集热器面积确定：

确定原则：

1、理论上，集热器面积应根据用户所需热负荷来确定。在不考虑投资/场地等因素时，太阳能系统得到的有用能量应等于用户所需要的热负荷能量。

2、从系统投资和使用效果两方面综合考虑确定

①当全年使用时，以满足春秋季使用为原则；

②季节使用时，以满足季节使用为原则。

3、根据现场实际摆放情况确定

当现场太阳集热器摆放场地受到限制时，以现场实际的摆放面积作为设计面积，不足部分，由辅助加热补充。

4、以投资能力确定系统集热器面积

当资金不足时，可以投资能力确定系统规模。可以将工程分成一期二期来考虑，以解决资金问题。

注意事项：

1、注意不同产品的集热效率不同；

2、注意灰尘的影响，一般在0.90～0.98；

3、注意管路和水箱散热的影响，在0.90～0.95；

4、注意系统加热方式的影响 间接系统在0.90～0.95；

5、注意太阳能系统运行方式影响，强迫循环的运行方式，其平均热效率比自然循环和直流系统低3～5%。

贮水箱设计：

贮水箱的作用：太阳能热水系统只能在白天有阳光的条件下产生热水，而且是一种比较缓慢加热的过程。而使用热水的时间却并不一定都在白天，因此，需要将白天产生的热水储存，以供其它时间使用。储热水箱的作用就是储存太阳集热器产生的热水。

贮水箱的容积确定：

储热水箱的容量V应根据其蓄热容量VX、热水膨胀量VP和循环回流水量VH等因素确定。V=VX VP VH

1、储热水箱的蓄热容量VX

应根据晴天时太阳集热器的产热水量来确定。

2、储热水箱的热水膨胀量VP

当水温大于4℃时，体积会随水温升高而膨胀。因此应考虑水的体积膨胀量对储热水箱容量的影响。一般在5%以内。

3、储热水箱的循环回流水量VH

对于常压系统，当循环水泵停止后，回水管道内的水要回流到水箱里；对于回流防冻的系统，当循环水泵停止后，集热器和管道内的水都要回流到水箱里来。因此必须考虑系统的回流水量。以确保停泵后不发生储热水箱溢流的问题。

贮水箱形状确定：

贮水箱的结构形状应根据其容量大小、结构的合理性、现场放置的位置、水箱制作的难易等因素来确定。储热水箱应选择体面比最小的形状。这样既能减小散热面积，还可节省水箱制作的材料。

1、圆球形状的水箱体面比最小，但制作困难。因此储热水箱的形状一般都选择圆柱形或方形。

2、对于圆柱形水箱，当高度等于直径时，表面积最小。如果圆柱形水箱高度过高，一般将水箱卧放。要求水箱承压的系统，圆柱形水箱的两个端盖应采用球形端盖，材料厚度应加厚，制作完成后，应按要求作耐压试验。

3、对于方形水箱，当长、宽、高相等时，体面最小。方形水箱不承压，不易设计的太高。在高度相同的的条件下，长度与宽度相等时，体面比最小。方形水箱可以现场制作，运输方便。方形水箱的承压能力差，需要在水箱内部或外部加拉筋。方形水箱只能用于不承压的系统中。

贮水箱的材料：

1、钢板水箱

2、搪瓷水箱

3、不锈钢水箱

4、玻璃钢预制水箱

5、水泥预制水箱。

6、塑料水箱

由于贮水箱储存的是热水，不宜采用耐温性能差的水箱。如塑料水箱等。

贮水箱的开口位置与尺寸：

1、检修人孔：大于3m3的水箱应留检修人孔，以备将来检修时用。人孔的尺寸不应小于400×400mm2，圆形人孔的直径不应小于400mm。

2、通气孔：常压水箱应留有通气孔，以避免形成负压，使水箱受损，并使下水通畅

3、排污口：排污口应留在水箱最低的位置，以利于排污。排污口的尺寸不应小于25mm。

4、溢流口：开式常压系统的水箱应留有溢流口，应不小于进水口，且最小不应小于25mm。

5、用热水口：

a)对于承压水箱，用热水口应位于水箱的顶部；

b)对于顶水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的中上部，且不能低于上循环口；

c）对于落水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的底部，但应不低于排污口；

d)对于底部带有电加热管的水箱，用热水口应高于电加热管的位置，以确保电加热管始终浸没在水中，防止电热管无水干烧。

用热水口的尺寸应根据热水流量大小来确定，一般承压系统不应大于1m/s；常压系统不应大于0.5m/s。

6、上、下循环口：

1、下循环口位于水箱的底部，但应不低于排污口，不高于用热水口。

2、上循环口位于水箱的中上部，不高于用热水口。对于顶水使用的承压水箱，上循环口应在水箱的中下部，但无论何种系统，上循环口都应高于下循环口。

上、下循环口的尺寸也应根据单位时间的流量大小来确定，一般不应大于1m/s。

7、其它开口：

有些系统还需预留测量水温、水位、压力的开口。带有辅助加热的系统还需留有辅助加热系统所需要的各种开口，设计者应根据系统要求合理设计。

在满足以上要求的前提下，水箱的开口位置还应尽量注意消除死水区，或者尽量减少死水区。但为了防止顶水使用时冷水供应不上，造成热水断流的问题，有意在水箱出热水口上部留出一部分热水高度，当冷水供应不上时，起缓冲作用。

贮水箱进出水管的布置：

1、当水箱进出水口处流速、温差过大时，容易造成水箱混水。对于需要水箱水温分层的储热水箱，如顶水使用的储热水箱，应降低管口流速。在设计水箱进、出水口处水管的布置时，下循环管口流出的为低温水，其在水箱内的开口方向应水平或向下；上循环口流进水箱的水为高温水，其在水箱内的开口方向应水平或向上；冷水补水进口的开口方向应水平或向下。以上措施，可以有效降低进出水管处造成的混水问题。

2、对于自然循环系统，下循环口兼有下循环管的自动排气功能，因此，其在水箱内的开口方向应水平，不能向下，否则将造成下循环管无法自动排气而使系统无法自动循环。

3、对于落水使用的循环系统，设计时，有意将上循环管口向下开口，有时甚至将上循环口向下延伸至水箱的下部，有意使水箱混流，以减轻水箱的温度分层。对于直流式定温放水系统，设计时也有意将从集热器进入水箱的热水管延伸至水箱的下部，以达到混合水箱水温的作用。

辅助热源选择与设计：

辅助热源一般应具有可靠、稳定、随时可以供给等特点：燃气（天燃气/煤气/石油液化气/沼气等）；燃油 （煤油/柴油）；电能；蒸汽；暖气；热泵。

辅助热源功率的确定原则：

1、辅助加热系统的目的是当阴雨天或太阳能不足时，由辅助加热系统提供所需的热能。因此，应按能满足最不利情况下的热能供应来确定辅助加热设备的功率。

2、对于太阳热水系统来说，太阳能完全不起作用的情况就是最不利的情况。因此，辅助加热设备功率的确定应根据太阳能完全不起作用时，全部靠辅助加热设备来满足用户所需的热能来计算确定。

系统整体布局的原则与方法：

布局设计，应从多方面综合考虑，使系统紧凑合理、可靠实用、美观协调、维护方便。

布局形式：