Wenn Sie Sonnenkollektoren zum Heizen Ihres Wassers verwenden, können Sie Ihre Energiekosten erheblich senken. Wenn Sie jedoch in einem kalten Klima leben, müssen Sie Ihr System so gestalten, dass es nicht einfriert. Kaltwetter-Solarheizungsanordnungen verwenden typischerweise einen Wärmetauscher, der in dem Wassertank eingeschlossen ist, und sie zirkulieren entweder Glykol oder Wasser. Wenn das System Wasser zirkuliert, hat es normalerweise einen Mechanismus, der das Wasser aus dem Panel ableitet, wenn es keine Sonne gibt.
Kaltes Wetter Design
Bei der einfachsten Konstruktion der Solarheizung zirkuliert Trinkwasser zwischen den Platten und dem Lagertank, und die Benutzer verwenden dieses Wasser, indem sie es aus dem Tank ziehen. Bei diesem Open-Loop-Design ist jedoch Wasser in der Platte dem Gefrieren ausgesetzt, so dass Systeme in kalten Klimazonen normalerweise eine geschlossene Schleife verwenden. In einer Version zirkuliert Glykol durch die Platten und durch einen Wärmetauscher - oft eine Kupferspule - innerhalb des Wasserspeichertanks. Eine andere Version verwendet Wasser, das automatisch aus dem System in einen Innentank abläuft, wenn es keine Sonne gibt. In beiden Fällen steht das zirkulierende Fluid niemals in direktem Kontakt mit dem gespeicherten Wasser.
Ein Glykol geschlossenes System
Die Enden der "Schleife" in einem Glycol-geschlossenen Kreislaufsystem sind die Röhren oder Spulen innerhalb der Solarzellen und die Spulen innerhalb des Speichertanks. Eine Pumpe hält die Flüssigkeit zwischen ihnen zirkulierend und muss so programmiert werden, dass sie sich abschaltet, wenn die Temperatur der Platten unter die des Wassers im Tank sinkt. Das System benötigt außerdem einen Ausdehnungsbehälter, um den Druck zu regulieren. Glykol ist eine gute zirkulierende Flüssigkeit, da es ungiftig ist und bei kaltem Wetter nicht einfriert, aber es effizient zirkulieren zu lassen erfordert normalerweise eine Anzahl von empfindlichen Ventilen und Kontrollen.
Drainback-Systeme
Einige geschlossene Systeme verwenden Wasser anstelle von Glykol als zirkulierende Flüssigkeit. Um ein Einfrieren in den Plattenwindungen oder -rohren zu vermeiden, fließt Wasser immer dann in einen Behälter ab, wenn die Sonne untergeht oder die Temperatur unter einen voreingestellten Punkt fällt. Diese Art von System ist effizienter als ein Glykol-Kreislaufsystem, da Wasser Wärme besser überträgt als Glykol, aber da es einen zusätzlichen Vorratstank für das zirkulierende Wasser benötigt, ist es teurer zu installieren. Es benötigt auch präzise Kontrollen und Sensoren, da das Ablassen des Wassers zur richtigen Zeit entscheidend ist, um ein Einfrieren zu verhindern.
Überlegungen
Ein Closed-Loop-System muss nicht nur Glykol oder Wasser zirkulieren lassen. Andere Möglichkeiten umfassen Luft, Kohlenwasserstofföle, Kühlmittel und Silikone. Keines wird bei kaltem Wetter einfrieren, aber alle haben Nachteile im Vergleich zu Glykol oder Wasser. Röhrenförmige Platten, die gegenüber der Umgebungstemperatur weniger empfindlich sind als Platten mit Spulen, sind die bessere Wahl für eine Solaranlage mit kaltem Wetter. Die Kupferabsorber, durch die die Heizflüssigkeit strömt, sind in Glasröhren eingeschlossen, aus denen die Luft evakuiert wurde. Die Konstruktion minimiert den Wärmeverlust der Absorber, was besonders in kalten Klimazonen wichtig ist.