Het gebruik van zonnepanelen om uw water te verwarmen kan uw energiekosten aanzienlijk verlagen, maar als u in een koud klimaat leeft, moet u uw systeem zo ontwerpen dat bevriezing wordt voorkomen. Zonne-arrays voor koud weer maken meestal gebruik van een warmtewisselaar die is verzegeld in de watertank en ze circuleren ofwel glycol of water. Als het systeem water laat circuleren, heeft het meestal een mechanisme dat het water uit het paneel afvoert als er geen zon is.
Ontwerp voor koud weer
In het eenvoudigste ontwerp van de zonneboiler circuleert drinkwater tussen de panelen en de opslagtank, en gebruikers gebruiken dat water door het uit de tank te zuigen. In dit ontwerp met open lus is het water in het paneel echter onderhevig aan bevriezing, dus systemen in koude klimaten gebruiken in plaats daarvan meestal een gesloten lus. In één versie circuleert glycol door de panelen en door een warmtewisselaar - vaak een koperen spoel - in de wateropslagtank. Een andere versie gebruikt water dat automatisch uit het systeem wordt afgevoerd naar een binnentank als er geen zon is. In beide gevallen komt de circulerende vloeistof nooit in direct contact met het opgeslagen water.
Een Glycol-systeem met gesloten lus
De uiteinden van de "lus" in een glycol-gesloten-lussysteem zijn de buizen of spoelen in de zonnepanelen en de spoelen in de opslagtank. Een pomp zorgt ervoor dat er vloeistof tussen de panelen circuleert en moet worden geprogrammeerd om uit te schakelen wanneer de temperatuur van de panelen onder die van het water in de tank zakt. Het systeem vereist ook een expansievat om de druk te regelen. Glycol is een goede circulerende vloeistof, omdat het niet giftig is en niet bevriest bij koud weer, maar om het efficiënt te laten circuleren, zijn meestal een aantal gevoelige kleppen en bedieningselementen nodig.
Drainback-systemen
Sommige closed-loop systemen gebruiken water als circulerende vloeistof in plaats van glycol. Om te voorkomen dat de panelen of buizen bevriezen, wordt het water afgevoerd naar een reservoir wanneer de zon ondergaat of de temperatuur onder een vooraf ingesteld punt daalt. Dit type systeem is efficiënter dan een glycol closed-loop systeem, omdat water warmte beter overdraagt dan glycol, maar omdat er een extra opslagtank voor het circulerende water nodig is, is het duurder om installeren. Het heeft ook nauwkeurige bedieningselementen en sensoren nodig, aangezien het op het juiste moment aftappen van het water cruciaal is om bevriezing te voorkomen.
Overwegingen
Een gesloten systeem hoeft niet alleen glycol of water te circuleren. Andere mogelijkheden zijn onder meer lucht, koolwaterstofoliën, koelmiddelen en siliconen. Geen enkele bevriest bij koud weer, maar ze hebben allemaal nadelen in vergelijking met glycol of water. Panelen in buisstijl, die minder gevoelig zijn voor de omgevingstemperatuur dan panelen met spoelen, zijn de betere keuze voor een zonneverwarmingssysteem bij koud weer. De koperen absorbers waardoor de verwarmingsvloeistof stroomt, zijn ingesloten in glazen buizen waaruit de lucht is afgevoerd. De constructie minimaliseert het warmteverlies van de absorbers, wat vooral belangrijk is in koude klimaten.
