Att använda solpaneler för att värma ditt vatten kan minska dina energikostnader avsevärt, men om du lever i ett kallt klimat måste du utforma ditt system för att förhindra frysning. I kallt väder solvärmeanläggningar används vanligtvis en värmeväxlare förseglad inuti vattentanken, och de cirkulerar antingen glykol eller vatten. Om systemet cirkulerar vatten har det vanligtvis en mekanism som dränerar vattnet ur panelen när det inte finns någon sol.
Design för kallt väder
I den enklaste solvärmareutformningen cirkulerar dricksvatten mellan panelerna och lagringstanken, och användarna använder det vattnet genom att dra ut det ur tanken. I denna öppna slinga-design är dock vatten i panelen utsatt för frysning, så system i kallt klimat använder vanligtvis en sluten slinga istället. I en version cirkulerar glykol genom panelerna och genom en värmeväxlare - ofta en kopparspole - inuti vattenbehållaren. En annan version använder vatten som automatiskt dräneras ur systemet till en inomhusbehållare när det inte finns någon sol. I båda fallen är cirkulationsvätskan aldrig i direkt kontakt med det lagrade vattnet.
Ett glykol stängt system
Extremiteterna av "slingan" i ett glykol-system med sluten slinga är rören eller spolarna inuti solpanelerna och spolarna inuti lagringstanken. En pump håller vätska cirkulerande mellan dem, och den måste vara programmerad att stängas av närhelst temperaturen på panelerna sjunker under vattnet i tanken. Systemet kräver också en expansionstank för att reglera trycket. Glykol gör en bra cirkulationsvätska, eftersom den är giftfri och inte fryser i kallt väder, men att hålla den cirkulerande effektivt kräver vanligtvis ett antal känsliga ventiler och reglage.
Avloppssystem
Vissa slutna system använder vatten som cirkulerande vätska istället för glykol. För att undvika att frysa inuti panelens spolar eller rör dräneras vatten ut i en behållare när solen går ner eller temperaturen sjunker under en förinställd punkt. Denna typ av system är effektivare än ett glykol-system med sluten slinga, eftersom vatten överför värme bättre än glykol, men eftersom det behöver en extra lagringstank för det cirkulerande vattnet är det dyrare att Installera. Det behöver också exakta kontroller och sensorer, eftersom dränering av vattnet vid rätt tidpunkt är avgörande för att förhindra frysning.
Överväganden
Ett system med sluten slinga behöver inte bara cirkulera glykol eller vatten. Andra möjligheter inkluderar luft, kolväteoljor, köldmedier och silikoner. Ingen kommer att frysa vid kallt väder, men alla har nackdelar jämfört med glykol eller vatten. Rörformade paneler, som är mindre känsliga för omgivningstemperatur än paneler med spolar, är det bättre valet för ett solvärmesystem med kallt väder. Kopparabsorbenterna genom vilka värmevätskan passerar är inneslutna i glasrör från vilka luften har evakuerats. Konstruktionen minimerar värmeförlusten från absorberarna, vilket är särskilt viktigt i kalla klimat.