El uso de paneles solares para calentar el agua puede reducir significativamente sus costos de energía, pero si vive en un clima frío, debe diseñar su sistema para evitar la congelación. Las matrices de calefacción solar para climas fríos generalmente emplean un intercambiador de calor sellado dentro del tanque de agua y hacen circular glicol o agua. Si el sistema hace circular agua, generalmente tiene un mecanismo que drena el agua del panel cuando no hay sol.
Diseño para clima frío
En el diseño de calentador solar más simple, el agua potable circula entre los paneles y el tanque de almacenamiento, y los usuarios usan esa agua sacándola del tanque. En este diseño de circuito abierto, sin embargo, el agua en el panel está sujeta a congelación, por lo que los sistemas en climas fríos generalmente emplean un circuito cerrado. En una versión, el glicol circula a través de los paneles y a través de un intercambiador de calor, a menudo un serpentín de cobre, dentro del tanque de almacenamiento de agua. Otra versión usa agua que se drena automáticamente del sistema a un tanque interior cuando no hay sol. En ambos casos, el fluido en circulación nunca está en contacto directo con el agua almacenada.
Un sistema de circuito cerrado de glicol
Los extremos del "bucle" en un sistema de circuito cerrado de glicol son los tubos o bobinas dentro de los paneles solares y las bobinas dentro del tanque de almacenamiento. Una bomba mantiene el fluido circulando entre ellos y debe programarse para que se apague siempre que la temperatura de los paneles descienda por debajo de la del agua en el tanque. El sistema también requiere un tanque de expansión para regular la presión. El glicol es un buen fluido circulante, porque no es tóxico y no se congela en climas fríos, pero mantenerlo circulando de manera eficiente generalmente requiere una serie de válvulas y controles sensibles.
Sistemas de drenaje
Algunos sistemas de circuito cerrado utilizan agua como fluido circulante en lugar de glicol. Para evitar que se congele dentro de las bobinas o tubos del panel, el agua se drena hacia un depósito cada vez que cae el sol o la temperatura desciende por debajo de un punto preestablecido. Este tipo de sistema es más eficiente que un sistema de circuito cerrado de glicol, porque el agua transfiere mejor el calor que el glicol, pero debido a que necesita un tanque de almacenamiento adicional para el agua en circulación, es más costoso Instalar en pc. También necesita controles y sensores precisos, ya que drenar el agua en el momento adecuado es crucial para evitar la congelación.
Consideraciones
Un sistema de circuito cerrado no solo tiene que hacer circular glicol o agua. Otras posibilidades incluyen aire, aceites de hidrocarburos, refrigerantes y siliconas. Ninguno se congelará en climas fríos, pero todos tienen desventajas en comparación con el glicol o el agua. Los paneles tipo tubo, que son menos sensibles a la temperatura ambiente que los paneles con bobinas, son la mejor opción para un sistema de calefacción solar para clima frío. Los absorbentes de cobre por los que pasa el fluido calefactor están encerrados en tubos de vidrio de los que se ha evacuado el aire. La construcción minimiza la pérdida de calor de los absorbentes, lo que es especialmente importante en climas fríos.
