自限式在自然循环或强制循环的单回路系统中，将室外管路中较易结冰的部分敷设自限式电热带。它是利用一个热敏电阻设置在电热带附近并接到电热带的电路中。当电热带通电后，在加热管路中水的同时也使热敏电阻的温度升高，随之热敏电阻的电阻增加；当热敏电阻的电阻增加到某个数值时，电路中断，太阳能空气能热水系统，电热带停止通电，温度逐步下降。这样无数次重复，太阳能热泵热水系统，既保证室外管路中的水不结冰，又防止电热带温度过高造成***。这种防冻方法也要消耗一定的电能，但对于十分寒冷的地区还是行之有效的。
早晨日出后，集热器内的水受太阳辐射能加热，温度逐步升高，一旦集热器出口处温和贮水箱底部水温之间的温差达到设定值（一般8~10℃）时，温差控制器给出信号，启动循环泵，太阳能热水系统，系统开始运行；遇到云遮日或下午日落前，太阳辐照度降低，集热器温度逐步下降，一旦集热器出口处水温和贮水箱底部水温之间的温差达到另一设定值（一般3~4℃）时，温差控制器给出信号，关闭循环泵，系统停止运行。
直流式直流式太阳能热水系统是使水一次通过集热器就被加热到所需的温度，商用太阳能热水系统，被加热的热水陆续进入贮水箱中。系统运行过程中，为了得到温度符合用户要求的热水，通常采用定温放水的方法。集热器进口管与自来水管连接。集热器内的水受太阳辐射能加热后，温度逐步升高。在集热器出口处安装测温元件，通过温度控制器，控制安装在集热器进口管理上电动阀的开度，根据集热器出口温度来调节集热器进口水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统运行的可靠性取决于变流量电动阀和控制器的工作质量。
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