Hvordan holde varmtvann fra sol fra å fryse

Å bruke solcellepaneler til å varme opp vannet ditt kan redusere energikostnadene dine betydelig, men hvis du lever i et kaldt klima, må du designe systemet ditt for å forhindre frysing. Soloppvarmingsarrayer for kaldt vær bruker vanligvis en varmeveksler som er forseglet inne i vanntanken, og de sirkulerer enten glykol eller vann. Hvis systemet sirkulerer vann, har det vanligvis en mekanisme som drenerer vannet ut av panelet når det ikke er sol.

I den enkleste solvarmerutformingen sirkulerer drikkevann mellom panelene og lagringstanken, og brukerne bruker vannet ved å trekke det ut av tanken. I denne åpne sløyfeutformingen er imidlertid vann i panelet utsatt for frysing, slik at systemer i kaldt klima vanligvis bruker en lukket sløyfe i stedet. I en versjon sirkulerer glykol gjennom panelene og gjennom en varmeveksler - ofte en kobberspiral - inne i vanntanken. En annen versjon bruker vann som automatisk drenerer ut av systemet til en innendørs tank når det ikke er sol. I begge tilfeller er sirkulasjonsvæsken aldri i direkte kontakt med det lagrede vannet.

Ekstremitetene til "sløyfen" i et glykol-system med lukket sløyfe er rør eller spoler inne i solcellepanelene og spolene inne i lagringstanken. En pumpe holder væske i sirkulasjon mellom dem, og den må være programmert til å slå seg av når temperaturen på panelene synker under vannet i tanken. Systemet krever også en ekspansjonstank for å regulere trykket. Glykol gir en god sirkulasjonsvæske, fordi den ikke er giftig og ikke fryser i kaldt vær, men å holde den sirkulerer effektivt krever vanligvis et antall følsomme ventiler og kontroller.

Noen lukkede systemer bruker vann som sirkulasjonsvæske i stedet for glykol. For å unngå å fryse inne i panelets spoler eller rør, drenerer vann ut i et reservoar når solen går ned eller temperaturen synker under et forhåndsinnstilt punkt. Denne typen system er mer effektivt enn et lukket glykolsystem, fordi vann overfører varme bedre enn glykol, men fordi det trenger en ekstra lagringstank for det sirkulerende vannet, er det dyrere å installere. Det trenger også presise kontroller og sensorer, siden drenering av vannet til riktig tid er avgjørende for å forhindre frysing.

Et system med lukket sløyfe trenger ikke bare sirkulere glykol eller vann. Andre muligheter inkluderer luft, hydrokarbonoljer, kjølemidler og silikoner. Ingen vil fryse i kaldt vær, men alle har ulemper sammenlignet med glykol eller vann. Tube-stil paneler, som er mindre følsomme for omgivelsestemperatur enn paneler med spoler, er det bedre valget for et kaldt vær solvarmesystem. Kobberabsorberne som varmefluidet passerer gjennom, er innesluttet i glassrør som luften er evakuert fra. Konstruksjonen minimerer varmetap fra absorberne, noe som er spesielt viktig i kaldt klima.