Aurinkopaneelien käyttäminen veden lämmittämiseen voi vähentää merkittävästi energiakustannuksiasi, mutta jos asut kylmässä ilmastossa, sinun on suunniteltava järjestelmä estämään jäätyminen. Kylmän sään aurinkolämmitysryhmissä käytetään tyypillisesti vesisäiliöön suljettua lämmönvaihdinta, ja ne kiertävät joko glykolia tai vettä. Jos järjestelmä kiertää vettä, siinä on yleensä mekanismi, joka tyhjentää veden paneelista aina, kun aurinkoa ei ole.
Kylmän sään suunnittelu
Yksinkertaisimmalla aurinkolämmitinrakenteella juomavesi kiertää paneelien ja varastosäiliön välillä, ja käyttäjät käyttävät sitä vetämällä sen ulos säiliöstä. Tässä avoimen piirin rakenteessa paneelin vesi jäätyy, joten kylmässä ilmastossa olevat järjestelmät käyttävät yleensä suljettua silmukkaa. Yhdessä versiossa glykoli kiertää paneelien läpi ja lämmönvaihtimen - usein kuparikäämin - läpi vesisäiliön sisällä. Toinen versio käyttää vettä, joka valuu automaattisesti järjestelmästä sisäsäiliöön, kun aurinkoa ei ole. Molemmissa tapauksissa kiertävä neste ei ole koskaan suorassa kosketuksessa varastoidun veden kanssa.
Glykoli suljetun silmukan järjestelmä
"Silmukan" ääripäät glykolissa suljetun silmukan järjestelmässä ovat putket tai kelat aurinkopaneelien sisällä ja kelat varastosäiliön sisällä. Pumppu pitää nesteen kiertävän niiden välillä, ja se on ohjelmoitava sammumaan aina, kun paneelien lämpötila laskee säiliössä olevan veden lämpötilan alapuolelle. Järjestelmä vaatii myös paisuntasäiliön paineen säätämiseksi. Glykoli on hyvä kiertävä neste, koska se ei ole myrkyllistä eikä jääty kylmällä säällä, mutta tehokkaan kiertävän pitäminen vaatii yleensä useita herkkiä venttiilejä ja säätimiä.
Drainback-järjestelmät
Jotkut suljetun piirin järjestelmät käyttävät vettä kiertävänä nesteenä glykolin sijasta. Voidakseen jäätyä paneelikelojen tai -putkien sisään, vesi valuu säiliöön aina, kun aurinko laskee tai lämpötila putoaa ennalta asetetun arvon alapuolelle. Tämän tyyppinen järjestelmä on tehokkaampi kuin suljettu glykolijärjestelmä, koska vesi siirtää lämpöä paremmin kuin glykoli, mutta koska se tarvitsee ylimääräisen varastosäiliön kiertävälle vedelle, se on kalliimpaa Asentaa. Se tarvitsee myös tarkat ohjaimet ja anturit, koska veden tyhjentäminen oikeaan aikaan on ratkaisevan tärkeää jäätymisen estämiseksi.
Huomioita
Suljetun piirin järjestelmän ei tarvitse kierrättää vain glykolia tai vettä. Muita mahdollisuuksia ovat ilma, hiilivetyöljyt, kylmäaineet ja silikonit. Mikään ei jääty kylmällä säällä, mutta kaikilla on haittoja verrattuna glykoliin tai veteen. Putkityyppiset paneelit, jotka ovat vähemmän herkkiä ympäristön lämpötilalle kuin kelalla varustetut paneelit, ovat parempi valinta kylmän sään aurinkolämmitysjärjestelmälle. Kuparin absorboijat, joiden läpi lämmitysneste kulkee, on suljettu lasiputkiin, joista ilma on poistettu. Rakenne minimoi absorboijien lämpöhäviöt, mikä on erityisen tärkeää kylmässä ilmastossa.