直流式系统运行原理如图1所示，其结构和系统运行简单可靠，如果我们能控制好系统流量，就可以保证流进水箱的是满足使用温度要求的热水。这种系统安全可靠，造价低廉，节约运行费用，而且储热水箱内始终有满足使用要求的热水，这种系统称为定温放水系统。
直流式太阳热水系统是传热工质一次流过集热器加热后便进入储水箱或用水点的非循环热水系统，储水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水，直流式系统有热虹吸型和定温放水型两种。
热虹吸型直流式太阳热水系统由集热器、储水箱、补给水箱和连接管道组成，如图2(a)所示。
补给水箱的水位由箱中的浮球阀控制，使之与集热器出口热水器(上升管)的最高位置一致。根据连通管的原理，在集热器无阳光照射时．集热器、上升管和下降管均充满水，但不流动。当集热器受到阳光照射后，其内部的水温升高，在系统中形成热虹吸压力，从而使热水由上升管流入储水箱．同时补给水箱的冷水则自动经下降管进入集热器。太阳辐射愈强．则所得的热水温度越高，数量也越多。早晨太阳升起一段时间以后，在储水箱中便开始收集到热水。这种虹吸型直流式太阳热水系统的流量具有自动调节功能，但供水温度不能按用户要求自行调节。这种系统目前应用较少。
为了得到温度符合用户要求的热水，通常采用定温放水型直流式太阳能热水系统，如图2(b)所示。该系统在集热器出口处安装测温元件，通过温度控制器，控制安装在集热器入口管道上的开度，达到根据温度调节水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统不用补给水箱，补给水管直接与自来水管连接。系统运行的可靠性，同样决定于电动阀和控制器的工作质量。
