Brug af solpaneler til opvarmning af dit vand kan reducere dine energiomkostninger betydeligt, men hvis du bor i et koldt klima, skal du designe dit system for at forhindre frysning. Solopvarmningsarrays i koldt vejr anvender typisk en varmeveksler, der er forseglet inde i vandtanken, og de cirkulerer enten glykol eller vand. Hvis systemet cirkulerer vand, har det normalt en mekanisme, der dræner vandet ud af panelet, når der ikke er sol.
Design til koldt vejr
I det enkleste design af solvarmer cirkulerer drikkevand mellem panelerne og lagertanken, og brugerne bruger vandet ved at trække det ud af tanken. I dette open-loop design er vand i panelet imidlertid udsat for frysning, så systemer i koldt klima anvender normalt en lukket loop i stedet. I en version cirkulerer glykol gennem panelerne og gennem en varmeveksler - ofte en kobberspiral - inde i vandlagertanken. En anden version bruger vand, der automatisk dræner ud af systemet til en indendørs tank, når der ikke er sol. I begge tilfælde er den cirkulerende væske aldrig i direkte kontakt med det lagrede vand.
Et glykol lukket loop-system
Ekstremiteterne ved "sløjfen" i et glycol-system med lukket sløjfe er rørene eller spolerne inde i solpanelerne og spolerne inde i lagertanken. En pumpe holder væske cirkulerende mellem dem, og den skal programmeres til at lukke, når temperaturen på panelerne falder under temperaturen i vandet i tanken. Systemet kræver også en ekspansionstank til regulering af tryk. Glykol er en god cirkulationsvæske, fordi den ikke er giftig og ikke fryser i koldt vejr, men det kræver normalt et antal følsomme ventiler og styringer at holde det cirkulerende effektivt.
Afløbssystemer
Nogle lukkede systemer bruger vand som cirkulerende væske i stedet for glykol. For at undgå at fryse inde i panelets spoler eller rør, dræner vand ud i et reservoir, når solen går ned, eller temperaturen falder til under et forudindstillet punkt. Denne type system er mere effektiv end et glycol-system med lukket kredsløb, fordi vand overfører varme bedre end glykol, men fordi det har brug for en ekstra lagertank til det cirkulerende vand, er det dyrere at installere. Det har også brug for nøjagtige kontroller og sensorer, da dræning af vandet på det rigtige tidspunkt er afgørende for at forhindre frysning.
Overvejelser
Et lukket kredsløbssystem behøver ikke kun at cirkulere glykol eller vand. Andre muligheder inkluderer luft, kulbrinteolier, kølemidler og silikoner. Ingen fryser i koldt vejr, men alle har ulemper sammenlignet med glykol eller vand. Rørformede paneler, der er mindre følsomme over for omgivelsestemperatur end paneler med spoler, er det bedre valg for et koldt vejr solvarmesystem. Kobberabsorberne, gennem hvilke opvarmningsvæsken passerer, er lukket i glasrør, hvorfra luften er blevet evakueret. Konstruktionen minimerer varmetab fra absorberne, hvilket er særligt vigtigt i kolde klimaer.