태양열 패널을 사용하여 물을 가열하면 에너지 비용을 크게 줄일 수 있지만 추운 기후에 거주하는 경우 동결을 방지하도록 시스템을 설계해야합니다. 추운 날씨의 태양열 난방 어레이는 일반적으로 물 탱크 내부에 밀봉 된 열교환기를 사용하며 글리콜 또는 물을 순환시킵니다. 시스템이 물을 순환시키는 경우 일반적으로 태양이 없을 때마다 패널에서 물을 배수하는 메커니즘이 있습니다.
추운 날씨 디자인
가장 단순한 태양열 히터 설계에서 식수는 패널과 저장 탱크 사이를 순환하며 사용자는 그 물을 탱크에서 빼내어 사용합니다. 그러나이 개방 루프 설계에서는 패널의 물이 얼기 때문에 추운 기후의 시스템은 일반적으로 대신 폐쇄 루프를 사용합니다. 한 버전에서 글리콜은 패널과 물 저장 탱크 내부의 열교환 기 (종종 구리 코일)를 통해 순환합니다. 또 다른 버전은 태양이 없을 때 시스템에서 실내 탱크로 자동으로 배수되는 물을 사용합니다. 두 경우 모두 순환 액은 저장된 물과 직접 접촉하지 않습니다.
글리콜 폐쇄 루프 시스템
글리콜 폐쇄 루프 시스템에서 "루프"의 끝은 태양 전지판 내부의 튜브 또는 코일과 저장 탱크 내부의 코일입니다. 펌프는 이들 사이에서 유체 순환을 유지하며 패널의 온도가 탱크의 물 온도 이하로 떨어질 때마다 차단되도록 프로그래밍해야합니다. 이 시스템은 또한 압력을 조절하기 위해 팽창 탱크가 필요합니다. 글리콜은 무독성이고 추운 날씨에 얼지 않기 때문에 좋은 순환 유체를 만들지 만, 순환을 효율적으로 유지하려면 일반적으로 여러 민감한 밸브와 컨트롤이 필요합니다.
배수 시스템
일부 폐쇄 루프 시스템은 글리콜 대신 물을 순환 유체로 사용합니다. 패널 코일 또는 튜브 내부가 얼지 않도록 해가지고 온도가 사전 설정 지점 아래로 떨어질 때마다 물이 저수지로 배수됩니다. 이 유형의 시스템은 물이 열을 더 잘 전달하기 때문에 글리콜 폐쇄 루프 시스템보다 효율적입니다. 그러나 순환 수를위한 별도의 저장 탱크가 필요하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 설치. 또한 정확한 제어와 센서가 필요합니다. 적절한 시간에 물을 배출하는 것이 결빙 방지에 중요하기 때문입니다.
고려 사항
폐쇄 루프 시스템은 글리콜이나 물만 순환시킬 필요가 없습니다. 다른 가능성으로는 공기, 탄화수소 오일, 냉매 및 실리콘이 있습니다. 추운 날씨에는 얼지 않지만 글리콜이나 물과 비교할 때 모두 단점이 있습니다. 코일이있는 패널보다 주변 온도에 덜 민감한 튜브형 패널은 추운 날씨의 태양열 난방 시스템에 더 적합합니다. 가열 유체가 통과하는 구리 흡수체는 공기가 배출되는 유리관으로 둘러싸여 있습니다. 이 구조는 특히 추운 기후에서 중요한 흡수체의 열 손실을 최소화합니다.