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熱管式真空管集熱器以及內插管的全玻璃真空管集熱器都屬于具有防凍功能的集熱器，因為被加熱的水都不直接進入真空管內，真空管的玻璃罩管不接觸水，再加上熱管本身的工質容量又很少，所以即使在零下幾十攝氏度的環境溫度下真空管也不凍壞。當集熱器或管路中的水溫升高到某設定值（或當水泵運轉某設定時段）時，控制器關斷電源，循環水泵停止工作。另一種具有防凍功能的集熱器是熱管平板集熱器，它跟普通平板集熱器的不同之處在于，吸熱板的排管位置上用熱管代替，以低沸點、低凝固點介質作為熱管的工質，因而吸熱板也不會凍壞，不過由于熱管平板集熱器的技術經濟性能不及上述真空管集熱器，應用尚不普遍。

放系統在自然循環或強制循環的單回路系統中，在集熱器吸熱體的下部或室外環境溫度較低處的管路上埋設溫度敏感元件，接至控制器。這種防凍方法也要消耗一定的電能，但對于十分寒冷的地區還是行之有效的。當集熱器內或室外管路中的水溫接近凍l結溫度（3~4℃）時，控制器將根據溫度敏感元件傳送的信號，開啟排放閥和通大氣閥，集熱器和室外管路中的水由于重力作用排放到系統外，不再重新使用，從而達到防凍的目的。