El uso de paneles solares para calentar el agua puede reducir significativamente los costos de energía, pero si vives en un clima frío, debes diseñar tu sistema para evitar la congelación. Los arreglos de calefacción solar de clima frío generalmente emplean un intercambiador de calor sellado dentro del tanque de agua, y circulan ya sea glicol o agua. Si el sistema circula agua, generalmente tiene un mecanismo que drena el agua del panel cuando no hay sol.

Diseño de clima frío

En el diseño de calentador solar más simple, el agua potable circula entre los paneles y el tanque de almacenamiento, y los usuarios usan esa agua sacándola del tanque. Sin embargo, en este diseño de circuito abierto, el agua en el panel está sujeta a congelación, por lo que los sistemas en climas fríos generalmente emplean un circuito cerrado. En una versión, el glicol circula a través de los paneles y a través de un intercambiador de calor, a menudo una bobina de cobre, dentro del tanque de almacenamiento de agua. Otra versión usa agua que automáticamente drena del sistema a un tanque interior cuando no hay sol. En ambos casos, el fluido circulante nunca está en contacto directo con el agua almacenada.

Un sistema de bucle cerrado de glicol

Los extremos del "bucle" en un sistema de circuito cerrado de glicol son los tubos o bobinas dentro de los paneles solares y las bobinas dentro del tanque de almacenamiento. Una bomba hace que el fluido circule entre ellos y debe programarse para que se apague siempre que la temperatura de los paneles caiga por debajo de la del agua en el tanque. El sistema también requiere un tanque de expansión para regular la presión. El glicol es un buen fluido circulante, ya que no es tóxico y no se congela en climas fríos, pero para mantenerlo circulando de manera eficiente generalmente se requieren varias válvulas y controles sensibles.

Drainback Systems

Algunos sistemas de circuito cerrado utilizan agua como fluido circulante en lugar de glicol. Con el fin de evitar la congelación dentro de las bobinas o tubos del panel, el agua drena a un depósito cada vez que el sol se pone o la temperatura cae por debajo de un punto preestablecido. Este tipo de sistema es más eficiente que un sistema de circuito cerrado de glicol, porque el agua transfiere el calor mejor que el glicol, pero debido a que necesita un tanque de almacenamiento adicional para el agua en circulación, es más costoso de instalar. También necesita controles y sensores precisos, ya que el drenaje del agua en el momento adecuado es crucial para evitar la congelación.

Consideraciones

Un sistema de circuito cerrado no solo tiene que circular glicol o agua . Otras posibilidades incluyen aire, aceites de hidrocarburos, refrigerantes y siliconas. Ninguno se congelará en clima frío, pero todos tienen desventajas en comparación con el glicol o el agua. Los paneles tipo tubo, que son menos sensibles a la temperatura ambiente que los paneles con bobinas, son la mejor opción para un sistema de calefacción solar de clima frío. Los absorbentes de cobre a través de los cuales pasa el fluido de calentamiento están encerrados en tubos de vidrio desde los que se ha evacuado el aire. La construcción minimiza la pérdida de calor de los absorbedores, lo que es especialmente importante en climas fríos.