Fino a che temperatura funziona la pompa di calore? Sotto zero, a -20 e a -25 °C
È la domanda che arriva ogni inverno: la pompa di calore funziona quando fuori gela? Sì. Le nostre aria-acqua a propano sono fatte apposta per lavorare sotto zero: il propano evapora fino a -30 °C, quindi la macchina lavora tranquillamente fino a -25 °C, e le schede certificate di Kita XS, SP e MP riportano i dati fino a quella temperatura. Quando fa più freddo consuma di più, come qualunque riscaldamento. Qui mettiamo i numeri: quanto rende, quanta potenza resta, quante ore d’inverno si passano davvero sotto zero, e cosa succede con la brina e la neve.
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Perché scalda anche quando fuori gela
Per noi -25 °C è un freddo terribile, ma l’aria a quella temperatura ha ancora calore da cedere: lo zero vero della fisica è a -273 °C. Il calore passa sempre dal più caldo al più freddo, quindi basta che il refrigerante dentro la batteria esterna sia più freddo dell’aria. Il propano evapora fino a -30 °C: con l’aria a -25 °C è ancora 5 gradi più freddo, e il calore passa dall’aria al gas. Poi il compressore lo comprime, la temperatura sale e il calore va all’acqua dell’impianto, come spieghiamo nella pillola su come funziona una pompa di calore.
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Il compressore fa la differenza
Non tutte le macchine che prendono calore dall’aria sono fatte per il freddo. I compressori dei condizionatori lavorano di solito fino a -10/-15 °C di evaporazione; quelli delle pompe di calore sono più robusti, meglio se scroll, e arrivano a -30/-35 °C. Sotto zero il compressore deve fare un salto di pressione circa doppio rispetto a un condizionatore, e per reggerlo serve una struttura meccanica più importante. Lo spieghiamo nella pillola condizionatore o pompa di calore e in quella sui compressori.
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Quanto rende sotto zero: i numeri della scheda
Prendiamo la Kita SP 10 e la sua scheda a pieno carico secondo la UNI EN 14511-2. Con l’acqua a 35 °C, quella dei pavimenti radianti, fa COP 5,44 a +7 °C, COP 3,52 a -7 °C, COP 2,86 a -15 °C e COP 2,12 a -25 °C. Con l’acqua a 55 °C, quella dei termosifoni, si passa da COP 3,53 a +7 °C a COP 1,53 a -25 °C. Anche nel giorno più freddo ogni kWh di corrente dà quindi da 1,5 a 2 kWh di calore; una resistenza elettrica ne dà 1. Consuma di più, ma resta più conveniente di una stufetta. Cosa vuol dire COP lo spieghiamo nella pillola sul COP.
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La potenza cala: per questo si guarda la temperatura di progetto
Con l’aria più fredda la macchina non perde solo rendimento, perde anche potenza. Con l’acqua a 35 °C la SP 10 dà 10,0 kW a +7 °C, 7,36 kW a -7 °C e 4,37 kW a -25 °C: il 44%. Lo stesso vale per la MP 16, da 15,04 a 6,68 kW, e per la XS 9, da 9,00 a 3,70 kW. Per questo la macchina si sceglie sulla potenza che dà alla temperatura di progetto del luogo, non su quella di targa, come spieghiamo nella pillola sulla potenza utile. In Italia la temperatura di progetto sta intorno a -5 °C in pianura e arriva a -15 °C e oltre in montagna: come si dimensiona lo diciamo nella pillola sul dimensionamento.
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Quante ore d'inverno si passano davvero sotto zero
Le etichette energetiche europee usano tre climi di riferimento, ognuno con le ore di un inverno tipo divise per temperatura (Regolamento UE 811/2013). Nel clima medio, quello di Strasburgo, l’inverno ha 4.910 ore di riscaldamento: 686 sono sotto zero, il 14%; quelle a -7 °C o meno sono 73, l’1,5%; sotto -10 °C nessuna. Nel clima freddo, quello di Helsinki, le ore sono 6.446: sotto zero 2.426, il 38%; a -10 °C o meno 370, il 5,7%; a -20 °C o meno 20 in tutto l’anno. Il conto dell’anno lo fanno quindi le ore fra 0 e +10 °C, quando il COP è alto. Le ore a -20 °C contano per la potenza, non per la bolletta.
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La brina: il nemico è lo zero, non il -20
Sotto zero sulla batteria esterna si forma brina, e la macchina ogni tanto la deve sciogliere. Gli studi sperimentali dicono che se ne forma di più quando l’aria è intorno a 0 °C e umida: uno studio del 2008 trova il massimo intorno a 0 °C, uno del 2014, fatto fra -18 e +6 °C con umidità fra 70 e 90%, lo trova fra -3 e +3 °C. Con l’aria a -15 °C, molto più secca, se ne forma meno. Per questo contano due cose: lo spazio fra le alette della batteria, che deve essere largo perché la brina non la chiuda subito, come spieghiamo nella pillola sulle alette, e uno sbrinamento che parte quando serve e non a tempo, come nella pillola sullo sbrinamento.
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Le resistenze elettriche quasi non lavorano
La paura di molti è che d’inverno lavori la resistenza al posto della pompa di calore. Le misure in campo dicono altro. Il Fraunhofer ISE, l’istituto tedesco per i sistemi a energia solare, ha misurato per quattro anni 77 pompe di calore in case da una a tre famiglie, anche vecchie: le aria-acqua hanno fatto in media una resa stagionale di 3,4, fra 2,6 e 4,9, e le resistenze hanno coperto solo l’1,3% della corrente. Lo stesso istituto avverte che gli inverni misurati sono stati miti. Con una macchina della taglia giusta la resistenza resta una sicurezza e la caldaia accanto non serve: lo spieghiamo nella pillola sull’ibrido.
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Nei paesi più freddi d'Europa la pompa di calore è normale
Se la pompa di calore non andasse col freddo, i paesi del nord non l’avrebbero scelta. Norvegia, Svezia e Finlandia hanno il clima più freddo d’Europa e anche più pompe di calore per famiglia: oltre 40 ogni 100 famiglie in ciascuno dei tre, e la Norvegia è arrivata a 60 ogni 100 nel 2020. Molte sono aria-aria, ma il punto non cambia: dove il freddo è vero si scalda con la pompa di calore da decenni.
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Neve e ghiaccio: come si installa
Con la neve conta come si installa la macchina. Va sollevata da terra, su un basamento, perché la neve non arrivi alla batteria e l’acqua dello sbrinamento possa scendere e andare via: se resta sotto la macchina gela e fa un blocco di ghiaccio. Davanti e dietro serve spazio libero perché l’aria passi. La macchina non si copre con teli, e la brina non si toglie a mano: si scioglie da sola con lo sbrinamento.
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Cosa guardare se abiti dove fa freddo
Tre cose. La temperatura di progetto del tuo comune e il calcolo delle dispersioni, che dicono quanti kW servono nel giorno più freddo. La potenza che la macchina dà a quella temperatura, letta sulla scheda, non quella di targa. La temperatura dell’acqua che serve all’impianto: con i pavimenti radianti il COP resta alto anche sotto zero, con i termosifoni serve una macchina che arrivi a 70 °C, come spieghiamo nella pillola sulla casa vecchia. Se abiti in montagna o in un paese freddo e vuoi sapere quale macchina ti serve e quanto consumerà, chiedici informazioni.
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Domande frequenti
Fino a che temperatura esterna funziona la pompa di calore?
Dipende dalla macchina. Le nostre aria-acqua a propano lavorano fino a -25 °C: le schede certificate di Kita XS, SP e MP riportano potenza e COP fino a quella temperatura. Il propano evapora fino a -30 °C.
La pompa di calore funziona sotto zero?
Sì. Anche a -25 °C l’aria ha calore da cedere, perché il refrigerante dentro la batteria è più freddo. La Kita SP 10 con acqua a 35 °C fa COP 3,52 a -7 °C e COP 2,12 a -25 °C.
Quanto consuma la pompa di calore quando fa molto freddo?
Di più, perché il COP scende: con acqua a 55 °C la SP 10 passa da COP 3,53 a +7 °C a COP 1,53 a -25 °C. Anche lì ogni kWh di corrente dà 1,5 kWh di calore, contro 1 di una resistenza.
La pompa di calore perde potenza col freddo?
Sì: a -25 °C dà circa il 41-44% della potenza che dà a +7 °C. Per questo si sceglie sulla potenza alla temperatura di progetto del luogo, non su quella di targa.
Quante ore all’anno si passano sotto zero?
Nel clima medio europeo di riferimento il 14% delle ore di riscaldamento, nel clima freddo di Helsinki il 38%. A -20 °C o meno, anche a Helsinki, 20 ore in un anno.
Serve una resistenza elettrica o una caldaia di riserva?
Con la taglia giusta no. Nelle misure del Fraunhofer ISE su 77 impianti le resistenze hanno coperto l’1,3% della corrente. Al massimo una piccola resistenza di sicurezza.
Cosa succede con la neve e il ghiaccio?
La macchina va sollevata da terra perché la neve non chiuda la batteria e l’acqua dello sbrinamento scenda. La brina si scioglie da sola: non si toglie a mano e la macchina non si copre.
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