Korištenje solarnih panela za zagrijavanje vode može značajno smanjiti vaše troškove energije, ali ako živite u hladnoj klimi, morate dizajnirati svoj sustav kako biste spriječili smrzavanje. Solarni nizovi za grijanje po hladnom vremenu obično koriste izmjenjivač topline koji je zatvoren unutar spremnika za vodu i oni cirkuliraju ili glikolom ili vodom. Ako sustav cirkulira vodom, obično ima mehanizam koji odvodi vodu iz ploče kad god nema sunca.
Dizajn hladnog vremena
U najjednostavnijem dizajnu solarnog grijača, pitka voda cirkulira između ploča i spremnika, a korisnici je koriste izvlačeći je iz spremnika. U ovom dizajnu s otvorenom petljom, međutim, voda u panelu podložna je smrzavanju, pa sustavi u hladnoj klimi obično koriste zatvorenu petlju. U jednoj verziji, glikol cirkulira kroz ploče i kroz izmjenjivač topline - često bakrenu zavojnicu - unutar spremnika za vodu. Druga verzija koristi vodu koja se automatski odvodi iz sustava u unutarnji spremnik kada nema sunca. U oba slučaja cirkulirajuća tekućina nikada nije u izravnom kontaktu s pohranjenom vodom.
Sustav zatvorene petlje glikola
Krajnji dijelovi "petlje" u glikolnom sustavu zatvorene petlje su cijevi ili zavojnice unutar solarnih ploča i zavojnice unutar spremnika. Crpka održava cirkulaciju tekućine između njih i mora se programirati da se isključi kad god temperatura ploča padne ispod temperature vode u spremniku. Sustav također zahtijeva ekspanzijski spremnik za regulaciju tlaka. Glikol stvara dobru tekućinu za cirkulaciju, jer je netoksičan i ne smrzava se u hladnom vremenu, ali održavanje učinkovite cirkulacije obično zahtijeva brojne osjetljive ventile i kontrole.
Sustavi za odvod
Neki sustavi zatvorene petlje koriste vodu kao tekućinu koja cirkulira umjesto glikola. Kako se ne bi smrzlo unutar zavojnica ili cijevi panela, voda odlazi u spremnik kad god sunce zađe ili temperatura padne ispod unaprijed zadane točke. Ova vrsta sustava učinkovitija je od glikolnog sustava zatvorene petlje, jer voda bolje prenosi toplinu nego glikol, ali budući da mu treba dodatni spremnik za cirkulacijsku vodu, to je skuplje instalirati. Također trebaju precizne kontrole i senzore, jer je pražnjenje vode u pravo vrijeme presudno za sprječavanje smrzavanja.
Razmatranja
Sustav zatvorene petlje ne mora cirkulirati samo glikol ili vodu. Ostale mogućnosti uključuju zrak, ugljikovodična ulja, rashladna sredstva i silikone. Nijedno se neće smrznuti po hladnom vremenu, ali svi imaju nedostatke u usporedbi s glikolom ili vodom. Ploče u obliku cijevi, koje su manje osjetljive na temperaturu okoline od ploča sa zavojnicama, bolji su izbor za solarni sustav grijanja po hladnom vremenu. Bakreni apsorberi kroz koje prolazi tekućina za grijanje zatvoreni su u staklene cijevi iz kojih je evakuiran zrak. Konstrukcija smanjuje gubitak topline iz apsorbera, što je posebno važno u hladnoj klimi.