Die Verwendung von Sonnenkollektoren zum Erwärmen Ihres Wassers kann Ihre Energiekosten erheblich senken, aber wenn Sie in einem kalten Klima leben, müssen Sie Ihr System so gestalten, dass ein Einfrieren verhindert wird. Kaltwetter-Solarheizungsanlagen verwenden normalerweise einen Wärmetauscher, der im Wassertank versiegelt ist, und sie zirkulieren entweder Glykol oder Wasser. Wenn das System Wasser zirkuliert, verfügt es normalerweise über einen Mechanismus, der das Wasser aus dem Panel ableitet, wenn keine Sonne scheint.
Kaltwetter-Design
Bei der einfachsten Solarheizungskonstruktion zirkuliert Trinkwasser zwischen den Paneelen und dem Speicher, und die Benutzer verwenden dieses Wasser, indem sie es aus dem Tank ziehen. Bei diesem Design mit offenem Kreislauf unterliegt das Wasser in der Platte jedoch dem Gefrieren, sodass Systeme in kalten Klimazonen stattdessen normalerweise einen geschlossenen Kreislauf verwenden. In einer Version zirkuliert Glykol durch die Platten und durch einen Wärmetauscher – oft eine Kupferschlange – im Wasserspeicher. Eine andere Version verwendet Wasser, das automatisch aus dem System in einen Innentank abfließt, wenn keine Sonne scheint. In beiden Fällen kommt das zirkulierende Umlaufmedium nie in direktem Kontakt mit dem gespeicherten Wasser.
Ein geschlossenes Glykol-System
Die Enden der "Schleife" in einem Glykol-Closed-Loop-System sind die Rohre oder Spulen in den Solarpaneelen und die Spulen innerhalb des Speichertanks. Zwischen ihnen zirkuliert eine Pumpe, die so programmiert werden muss, dass sie sich abschaltet, wenn die Temperatur der Platten unter die des Wassers im Tank sinkt. Das System benötigt auch ein Ausdehnungsgefäß, um den Druck zu regulieren. Glykol ist eine gute zirkulierende Flüssigkeit, da es ungiftig ist und bei kaltem Wetter nicht gefriert, aber um es effizient zu zirkulieren, sind normalerweise eine Reihe von empfindlichen Ventilen und Steuerungen erforderlich.
Drainback-Systeme
Einige Systeme mit geschlossenem Kreislauf verwenden Wasser anstelle von Glykol als zirkulierendes Fluid. Um ein Einfrieren in den Plattenspulen oder -rohren zu verhindern, läuft das Wasser immer dann in ein Reservoir ab, wenn die Sonne untergeht oder die Temperatur unter einen voreingestellten Punkt fällt. Diese Art von System ist effizienter als ein geschlossenes Glykolsystem, da Wasser die Wärme besser überträgt als Glykol, aber da es einen zusätzlichen Vorratstank für das zirkulierende Wasser benötigt, ist es teurer zu Installieren. Es braucht auch präzise Steuerungen und Sensoren, da das Ablassen des Wassers zum richtigen Zeitpunkt entscheidend ist, um ein Einfrieren zu verhindern.
Überlegungen
Ein geschlossenes System muss nicht nur Glykol oder Wasser zirkulieren. Andere Möglichkeiten umfassen Luft, Kohlenwasserstofföle, Kältemittel und Silikone. Keines gefriert bei kaltem Wetter, aber alle haben Nachteile im Vergleich zu Glykol oder Wasser. Röhrenpaneele, die weniger empfindlich auf die Umgebungstemperatur reagieren als Paneele mit Spulen, sind die bessere Wahl für ein Kaltwetter-Solarheizungssystem. Die von der Heizflüssigkeit durchströmten Kupferabsorber sind in luftleere Glasrohre eingeschlossen. Die Konstruktion minimiert den Wärmeverlust der Absorber, was besonders in kalten Klimazonen wichtig ist.