A napelemek használata a víz melegítésére jelentősen csökkentheti az energiaköltségeket, de ha hideg éghajlaton él, akkor meg kell terveznie a rendszerét a fagyás megakadályozása érdekében. A hideg időjárású napfűtő tömbök általában a víztartály belsejében lezárt hőcserélőt alkalmaznak, és glikolt vagy vizet keringenek. Ha a rendszer keringeti a vizet, akkor általában van egy mechanizmusa, amely elvezeti a vizet a panelből, amikor nincs nap.
Hideg időjárás tervezés
A legegyszerűbb szolármelegítő kialakításnál az ivóvíz kering a panelek és a tárolótartály között, és a felhasználók ezt a vizet úgy használják, hogy kihúzzák a tartályból. Ebben a nyílt hurkú kivitelben azonban a panelben lévő víz fagyásnak van kitéve, ezért a hideg éghajlatú rendszerek általában zárt hurkot alkalmaznak. Az egyik változatban a glikol kering a paneleken és a víztároló tartály belsejében lévő hőcserélőn - gyakran réz tekercsen - keresztül. Egy másik változat olyan vizet használ, amely automatikusan kiáramlik a rendszerből egy beltéri tartályba, ha nincs nap. Mindkét esetben a keringő folyadék soha nem érintkezik közvetlenül a tárolt vízzel.
Glikol zárt hurkú rendszer
A glikolos zárt hurkú rendszerben a "hurok" végei a napelemek belsejében lévő csövek vagy tekercsek és a tárolótartályban lévő tekercsek. A szivattyú folyadékot keringtet közöttük, és be kell programozni, hogy kikapcsoljon, amikor a panelek hőmérséklete a tartályban lévő víz hőmérséklete alá süllyed. A rendszerhez tágulási tartályra is szükség van a nyomás szabályozásához. A glikol jó keringő folyadékot eredményez, mivel nem mérgező és hideg időben nem fagy meg, de a hatékony keringéshez általában számos érzékeny szelepre és vezérlőre van szükség.
Drainback rendszerek
Egyes zárt hurkú rendszerek vizet használnak keringő folyadékként glikol helyett. Annak érdekében, hogy a paneltekercsek vagy csövek ne fagyjanak meg, a víz lefolyik a tartályba, amikor a nap lemegy, vagy a hőmérséklet egy előre beállított pont alá csökken. Ez a fajta rendszer hatékonyabb, mint a glikol zárt rendszerű rendszer, mert a víz jobban továbbítja a hőt mint a glikol, de mivel a keringő vízhez extra tárolóra van szüksége, ezért drágább telepítés. Pontos vezérlésre és érzékelőkre is szüksége van, mivel a víz megfelelő időben történő elvezetése döntő fontosságú a fagyás megakadályozása érdekében.
Megfontolások
A zárt hurkú rendszernek nem csak a glikolt vagy vizet kell keringtetnie. További lehetőségek a levegő, a szénhidrogénolajok, a hűtőközegek és a szilikonok. Hideg időben egyik sem fog megfagyni, de mindegyiknek van hátránya a glikollal vagy a vízzel összehasonlítva. A hideg időjárású napfűtési rendszer számára a cső stílusú panelek a környezeti hőmérsékletre kevésbé érzékenyek, mint a tekercsekkel ellátott panelek. A rézabszorbereket, amelyeken keresztül a fűtőfolyadék áthalad, üvegcsövekbe zárják, amelyekből a levegőt kiürítették. A szerkezet minimalizálja az abszorberek hőveszteségét, ami különösen fontos hideg éghajlaton.