Використання сонячних панелей для нагрівання води може значно зменшити ваші витрати на енергію, але якщо ви живете в холодному кліматі, вам доведеться спроектувати свою систему, щоб запобігти замерзанню. Сонячні решітки для холодної погоди, як правило, використовують теплообмінник, закритий всередині резервуару для води, і вони циркулюють або гліколь, або вода. Якщо система циркулює воду, вона, як правило, має механізм, який відводить воду з панелі, коли немає сонця.
Дизайн холодної погоди
У найпростішій конструкції сонячного нагрівача питна вода циркулює між панелями та накопичувальним баком, і користувачі використовують цю воду, витягуючи її з резервуару. Однак у цій конструкції з відкритим контуром вода в панелі піддається замерзанню, тому в системах із холодним кліматом зазвичай використовують замість цього замкнутий контур. В одному варіанті гліколь циркулює через панелі та через теплообмінник - часто мідну котушку - всередині ємності для зберігання води. Інша версія використовує воду, яка автоматично стікає з системи у внутрішній резервуар, коли немає сонця. В обох випадках циркулююча рідина ніколи не знаходиться в безпосередньому контакті з накопиченою водою.
Система гліколевого замкнутого циклу
Кінцівки "петлі" в гліколевій системі із замкнутим циклом - це трубки чи котушки всередині сонячних панелей та котушки всередині накопичувального бака. Насос підтримує циркуляцію рідини між ними, і його потрібно запрограмувати на відключення, коли температура панелей опускається нижче температури води в резервуарі. Система також вимагає розширювального бака для регулювання тиску. Гліколь робить хорошу циркулюючу рідину, оскільки він нетоксичний і не замерзає в холодну погоду, але для його ефективного циркуляції зазвичай потрібна низка чутливих клапанів та елементів управління.
Системи стоку
Деякі системи із замкнутим циклом використовують воду як циркулюючу рідину замість гліколю. Щоб не замерзати всередині котушок або трубок панелі, вода стікає у резервуар щоразу, коли сонце заходить або температура опускається нижче заданої точки. Цей тип систем є більш ефективним, ніж гліколеві системи із замкнутим циклом, оскільки вода краще передає тепло ніж гліколь, але оскільки йому потрібен додатковий резервуар для циркулюючої води, це дорожче встановити. Він також потребує точного управління та датчиків, оскільки зливання води у належний час є вирішальним для запобігання замерзання.
Міркування
Замкнута система не повинна циркулювати лише гліколь або воду. Інші можливості включають повітря, вуглеводневі олії, холодоагенти та силікони. Жодна з них не замерзне в холодну погоду, але всі мають недоліки у порівнянні з гліколем або водою. Трубні панелі, які менш чутливі до температури навколишнього середовища, ніж панелі з котушками, є кращим вибором для сонячної системи холодної погоди. Мідні поглиначі, через які проходить нагрівальна рідина, укладені в скляні трубки, з яких було виведено повітря. Конструкція мінімізує втрати тепла від поглиначів, що особливо важливо в холодному кліматі.