Používanie solárnych panelov na ohrev vody môže výrazne znížiť vaše náklady na energiu, ale ak žijete v chladnom podnebí, musíte svoj systém navrhnúť tak, aby zabránil zamrznutiu. Solárne sústavy na ohrev za studeného počasia zvyčajne využívajú tepelný výmenník utesnený vo vnútri nádrže na vodu a cirkulujú buď glykol alebo voda. Ak systém cirkuluje vodu, má zvyčajne mechanizmus, ktorý vypúšťa vodu z panelu, kedykoľvek nie je slnko.
Dizajn do chladného počasia
V najjednoduchšom prevedení solárneho ohrievača cirkuluje pitná voda medzi panelmi a zásobníkom a používatelia túto vodu využívajú tak, že ju z nádrže vyťahujú. V tomto dizajne s otvorenou slučkou však voda v paneli podlieha zamrznutiu, takže systémy v chladnom podnebí zvyčajne používajú namiesto toho uzavretú slučku. V jednej verzii glykol cirkuluje cez panely a cez výmenník tepla - často medenú špirálu - vo vnútri zásobníka vody. Iná verzia používa vodu, ktorá automaticky odteká zo systému do vnútornej nádrže, keď nie je slnko. V obidvoch prípadoch cirkulujúca tekutina nikdy nie je v priamom kontakte so skladovanou vodou.
Systém s glykolovou uzavretou slučkou
Koncami „slučky“ v systéme s glykolovým uzavretým cyklom sú rúry alebo špirály vo vnútri solárnych panelov a špirály vo vnútri akumulačnej nádrže. Čerpadlo udržiava cirkuláciu kvapaliny medzi nimi a musí byť naprogramované tak, aby sa vyplo vždy, keď teplota panelov poklesne pod teplotu vody v nádrži. Systém tiež vyžaduje expanznú nádrž na reguláciu tlaku. Glykol vytvára dobre cirkulujúcu tekutinu, pretože je netoxický a nemrzne v chladnom počasí, ale jeho efektívna cirkulácia zvyčajne vyžaduje množstvo citlivých ventilov a ovládacích prvkov.
Drainback systémy
Niektoré systémy s uzavretým okruhom používajú ako cirkulujúcu tekutinu namiesto glykolu vodu. Aby ste zabránili zamrznutiu vo vnútri panelových cievok alebo rúrok, voda odteká do zásobníka vždy, keď zapadne slnko alebo teplota klesne pod nastavenú hodnotu. Tento typ systému je účinnejší ako systém s glykolovým uzavretým cyklom, pretože voda lepšie prenáša teplo ako glykol, ale pretože potrebuje ďalšiu zásobnú nádrž na cirkulujúcu vodu, je to nákladnejšie Inštalácia. Potrebuje tiež presné ovládacie prvky a snímače, pretože odvádzanie vody v správnom čase je zásadné pre zabránenie zamrznutiu.
Úvahy
Systém s uzavretým okruhom nemusí cirkulovať iba glykol alebo vodu. Medzi ďalšie možnosti patrí vzduch, uhľovodíkové oleje, chladivá a silikóny. Žiadny nezmrazí v chladnom počasí, ale všetky majú nevýhody v porovnaní s glykolom alebo vodou. Rúrkové panely, ktoré sú menej citlivé na teplotu okolia ako panely so špirálami, sú lepšou voľbou pre solárny vykurovací systém za studena. Medené absorbéry, cez ktoré prechádza vykurovacia kvapalina, sú uzavreté v sklenených trubiciach, z ktorých sa evakuoval vzduch. Konštrukcia minimalizuje tepelné straty z absorbérov, čo je dôležité najmä v chladnom podnebí.