Sbrinamento della pompa di calore: la prima cosa da guardare è lo spazio fra le alette
Non il COP, non la potenza, non il marchio. La prima cosa da guardare in una pompa di calore è lo scambiatore esterno, cioè la griglia di alluminio da cui la macchina prende il calore dall’aria. E dello scambiatore conta un numero che quasi nessuna scheda tecnica scrive: quanto spazio c’è fra un’aletta e l’altra.
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Perché si forma il ghiaccio
D’inverno lo scambiatore lavora più freddo dell’aria che lo attraversa, altrimenti non le ruberebbe calore. Sotto i 5-6 gradi esterni, con l’umidità che c’è in pianura, la sua superficie scende sotto zero e l’umidità dell’aria ci gela sopra. È la brina. Cresce aletta per aletta, e quando chiude il passaggio dell’aria la macchina deve fermarsi e sciogliersela: è lo sbrinamento.
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Cosa costa davvero uno sbrinamento
Non la corrente, o non solo. Durante lo sbrinamento la pompa di calore gira al contrario: prende calore dall’impianto, che è caldo, e lo manda allo scambiatore esterno, che sta a zero gradi per sciogliere il ghiaccio. Con una differenza di temperatura così piccola il compressore fatica poco e il rendimento raddoppia: una macchina che d’inverno lavora con un COP di 3,5 sbrina a COP 7. L’abbiamo misurato sulle nostre. Sembra un vantaggio, ed è il contrario. Quel calore lo ha tolto all’edificio, e per rimetterlo dentro la macchina lavora di nuovo a COP 3,5: per ogni chilowattora speso a sbrinare ne servono due per riportare in casa il caldo che è uscito. Lo sbrinamento costa il doppio di quello che segna il contatore, più i minuti in cui non scalda.
Contato in minuti è ancora più chiaro. Uno sbrinamento di 5 minuti a COP 7 toglie all’edificio un calore che la macchina, lavorando a COP 3,5, rimette dentro in 10 minuti. Il conto torna in pari dopo un quarto d’ora, in cui la macchina lavora senza aggiungere calore. Se sbrina ogni mezz’ora, scalda davvero solo un quarto d’ora su due: metà dell’energia va persa, e in quelle ore la macchina passa da COP 3,5 a COP 1,75.
Una macchina di importazione asiatica, con le alette strette, in una notte umida a zero gradi arriva a sbrinare dodici volte: tre ore senza scaldare e dodici prelievi di calore dai locali, nelle ore più fredde. Le nostre, nelle stesse condizioni, ne fanno una frazione. Il COP scritto sulla scheda è misurato senza brina: gli sbrinamenti non ci sono dentro.
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Lo spazio fra le alette
Le nostre pompe di calore, dalla più piccola per la casa alla più grande per il capannone, hanno lo stesso scambiatore esterno: alette distanti 2,5 millimetri. Nelle macchine di importazione asiatica le schede che abbiamo letto riportano 1,5 millimetri, un millimetro in meno. Sembra niente. Non lo è: con un millimetro in più la brina ha il doppio dello spazio per crescere prima di chiudere il passaggio, e la macchina scalda più a lungo fra uno sbrinamento e l’altro. Le alette strette servono a fare uno scambiatore piccolo e leggero a parità di superficie: costa meno, sta in una cassa più piccola, e sbrina di più.
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Lo spessore delle alette e il tubo
Il passo non è l'unico numero che conta: conta anche quanto è spessa l'aletta. Le nostre sono in alluminio da 0,15 millimetri, lo spessore più grande che si usa; la media del mercato sta fra 0,10 e 0,11. Un'aletta più spessa rende lo scambiatore più pesante e più caro, ma trasferisce meglio il caldo e il freddo all'aria, perché aumenta il contatto fra il tubo di rame e l'aletta. E resiste meglio ai colpi: un'aletta da 0,10 si piega con un dito.
Dentro, il tubo di rame non è liscio: è rigato. Le rigature aumentano la turbolenza del gas, e un gas turbolento scambia calore con la parete molto meglio di uno che scorre liscio: la stessa superficie di tubo trasferisce più potenza all'alluminio. Così si riduce la differenza di temperatura fra il gas e l'aria. D'inverno vuol dire che il gas evapora a una temperatura più vicina a quella dell'aria esterna: la macchina rende di più e lo scambiatore, meno freddo, fa meno brina.
Le alette hanno poi un film idrofilico, un trattamento che fa scivolare via l'acqua invece di lasciarla in gocce fra un'aletta e l'altra. Alette spesse, tubo rigato e film idrofilico sono la combinazione più costosa che si possa montare su uno scambiatore.
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Scambiatore grande, ventilatore grande
Le alette larghe da sole non bastano: a parità di potenza uno scambiatore con le alette più distanti deve essere più grande, per avere la stessa superficie. E uno scambiatore grande vuole un ventilatore grande, che lo attraversi con molta aria girando piano. Sulle nostre macchine da capannone il ventilatore ha un diametro di 91 centimetri e muove 14.000 metri cubi d’aria all’ora. Più aria passa, meno lo scambiatore deve scendere di temperatura per prendere lo stesso calore, e meno brina si forma. Un ventilatore grande che gira piano fa anche meno rumore e consuma meno di uno piccolo che gira forte: la cassa grande non è un difetto, è il motivo per cui la macchina funziona.
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Come si controlla, prima di comprare
Quattro cose da chiedere, perché nei dépliant di solito non ci sono:
- la distanza fra le alette dello scambiatore esterno, in millimetri;
- lo spessore delle alette e se il tubo di rame è rigato dentro;
- il diametro del ventilatore e la portata d’aria, in metri cubi all’ora;
- quanti sbrinamenti fa in una notte a zero gradi con umidità alta, o almeno con che criterio li fa partire: a tempo, ogni tot minuti, oppure solo quando la brina c’è davvero.
Se il venditore non sa rispondere, la risposta è già quella. Le nostre macchine sbrinano solo quando lo scambiatore lo chiede, e il controllo lo fa un’elettronica progettata da noi, che vede tutte le variabili della macchina.
Le schede tecniche complete delle nostre pompe di calore aria-acqua e delle Kita Air per i capannoni sono sul sito, con la distanza fra le alette scritta.
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Domande frequenti
Perché la pompa di calore fa la brina d’inverno?
Perché lo scambiatore esterno lavora più freddo dell’aria per prenderle calore. Sotto i 5-6 °C esterni, con l’umidità della pianura, la sua superficie va sotto zero e l’umidità dell’aria ci gela sopra.
Quanto costa davvero uno sbrinamento?
Più di quello che segna il contatore. La macchina toglie calore all’edificio a COP 7 e lo rimette dentro a COP 3,5: per ogni kWh speso a sbrinare ne servono due. Con uno sbrinamento ogni mezz’ora il COP scende da 3,5 a 1,75.
Quanto devono essere distanti le alette dello scambiatore?
Sulle nostre pompe di calore 2,5 mm, contro gli 1,5 mm che riportano le schede delle macchine di importazione asiatica. Con un millimetro in più la brina ha il doppio dello spazio per crescere prima di chiudere il passaggio dell’aria.
Cosa chiedere sullo scambiatore prima di comprare?
La distanza fra le alette, il loro spessore e se il tubo di rame è rigato dentro, il diametro del ventilatore con la portata d’aria, e con che criterio parte lo sbrinamento: a tempo o quando la brina c’è davvero.
Vedi anche: Come funziona una pompa di calore: il calore non si produce, si sposta · COP della pompa di calore: cos’è, come si misura e perché nella nebbia non è più lo stesso · Manutenzione della pompa di calore: cosa fare, ogni quanto, cosa è obbligatorio e quanto dura · Fino a che temperatura funziona la pompa di calore? Sotto zero, a -20 e a -25 °C · Pompa di calore rumorosa? Quanti decibel fa, a che distanza dal vicino e perché d’inverno si sente di più · Pompa di calore con ghiaccio, vapore o acqua sotto: cosa è normale e quando chiamare l’assistenza
La seconda pillola è online: sbrinamento a tempo o a richiesta, quando la pompa di calore decide di fermarsi. La prossima: perché una pompa di calore inverter si dimensiona per lavorare a metà potenza, e perché a essere grande il doppio dev’essere lo scambiatore, non il compressore. Leggila qui.
