Uporaba sončnih kolektorjev za ogrevanje vode lahko znatno zmanjša vaše stroške energije, če pa živite v hladnem podnebju, morate sistem zasnovati tako, da preprečite zmrzovanje. Sončni grelniki v hladnem vremenu običajno uporabljajo izmenjevalnik toplote, zaprt znotraj rezervoarja za vodo, in krožijo bodisi glikol ali vodo. Če sistem kroži vodo, ima običajno mehanizem, ki odvaja vodo iz plošče, kadar ni sonca.
Oblikovanje hladnega vremena
V najpreprostejši izvedbi solarnega grelnika pitna voda kroži med ploščami in zalogovnikom, uporabniki pa jo uporabljajo tako, da jo črpajo iz rezervoarja. V tej zasnovi z odprto zanko pa je voda v plošči zamrznjena, zato sistemi v hladnem podnebju običajno namesto tega uporabljajo zaprto zanko. V eni različici glikol kroži skozi plošče in skozi izmenjevalnik toplote - pogosto bakreno tuljavo - znotraj rezervoarja za vodo. Druga različica uporablja vodo, ki samodejno odteče iz sistema v notranji rezervoar, ko ni sonca. V obeh primerih tekočina v obtoku ni nikoli v neposrednem stiku s shranjeno vodo.
Sistem glikola z zaprto zanko
Okončine "zanke" v glikolnem sistemu z zaprto zanko so cevi ali tuljave znotraj sončnih kolektorjev in tuljave znotraj hranilnika. Črpalka ohranja kroženje tekočine med njimi in mora biti programirana tako, da se izklopi, kadar temperatura plošč pade pod temperaturo vode v rezervoarju. Za uravnavanje tlaka sistem zahteva tudi ekspanzijsko posodo. Glikol tvori dobro tekočino v obtoku, ker je nestrupen in v hladnem vremenu ne zmrzne, a za njegovo učinkovito kroženje običajno potrebujejo številne občutljive ventile in krmilne elemente.
Odtočni sistemi
Nekateri sistemi z zaprto zanko namesto glikola kot obtočno tekočino uporabljajo vodo. Da v notranjosti tuljav ali cevi plošče ne zmrzne, voda odteka v rezervoar, kadar sonce zaide ali temperatura pade pod vnaprej določeno točko. Ta vrsta sistema je učinkovitejša od glikolnega sistema z zaprto zanko, ker voda bolje prenaša toploto kot glikol, ker pa potrebuje dodaten rezervoar za krožno vodo, je to dražje namestite. Potrebuje tudi natančne kontrole in senzorje, saj je pravočasno odvajanje vode ključnega pomena za preprečevanje zmrzovanja.
Premisleki
Zaprtemu sistemu ni treba krožiti samo glikola ali vode. Druge možnosti vključujejo zrak, ogljikovodikova olja, hladilna sredstva in silikone. V hladnem vremenu ne bo noben zmrzal, vendar imajo vsi slabosti v primerjavi z glikolom ali vodo. Cevne plošče, ki so manj občutljive na temperaturo okolice kot plošče s tuljavami, so boljša izbira za sončno ogrevanje v hladnem vremenu. Bakreni absorberji, skozi katere gre ogrevalna tekočina, so zaprti v steklene cevi, iz katerih je bil zrak odstranjen. Konstrukcija zmanjša izgubo toplote iz absorberjev, kar je še posebej pomembno v hladnem podnebju.