Pompa de căldură iarna: până la ce temperatură funcționează sub zero, la -20 și -25 °C?
E întrebarea care vine în fiecare iarnă: funcționează pompa de căldură când afară îngheață? Da. Pompele noastre aer-apă cu propan sunt făcute să lucreze sub zero: propanul se evaporă până la -30 °C, deci mașina lucrează liniștit până la -25 °C, iar fișele certificate ale Kita XS, SP și MP dau valorile până la această temperatură. Când e mai frig consumă mai mult, ca orice încălzire. Iată cifrele: cât randează, câtă putere rămâne, câte ore de iarnă sunt cu adevărat sub zero și ce se întâmplă cu bruma și zăpada.
01
De ce încălzește și când afară îngheață
Pentru noi -25 °C e un ger cumplit, dar aerul la această temperatură mai are căldură de cedat: zero-ul adevărat al fizicii e la -273 °C. Căldura trece mereu de la mai cald la mai rece, deci e suficient ca agentul frigorific din bateria exterioară să fie mai rece decât aerul. Propanul se evaporă până la -30 °C: cu aerul la -25 °C e încă cu 5 grade mai rece, iar căldura trece din aer în gaz. Apoi compresorul îl comprimă, temperatura crește și căldura merge la apa instalației, cum explicăm în articolul despre cum funcționează o pompă de căldură.
02
Compresorul face diferența
Nu toate mașinile care iau căldură din aer sunt făcute pentru frig. Compresoarele aparatelor de aer condiționat lucrează de obicei până la -10/-15 °C de evaporare; cele ale pompelor de căldură sunt mai robuste, de preferat scroll, și ajung la -30/-35 °C. Sub zero compresorul trebuie să facă un salt de presiune cam dublu față de un aparat de aer condiționat, iar pentru asta e nevoie de o mecanică mai solidă. Explicăm în articolul aer condiționat sau pompă de căldură și în cel despre compresoare.
03
Cât randează sub zero: cifrele din fișă
Să luăm Kita SP 10 și fișa ei la sarcină plină conform UNI EN 14511-2. Cu apa la 35 °C, temperatura încălzirii în pardoseală, are COP 5,44 la +7 °C, COP 3,52 la -7 °C, COP 2,86 la -15 °C și COP 2,12 la -25 °C. Cu apa la 55 °C, temperatura caloriferelor, coboară de la COP 3,53 la +7 °C la COP 1,53 la -25 °C. Chiar și în cea mai rece zi fiecare kWh de curent dă deci între 1,5 și 2 kWh de căldură; o rezistență electrică dă 1. Consumă mai mult, dar rămâne mai ieftină decât un radiator electric. Ce înseamnă COP explicăm în articolul despre COP.
04
Puterea scade: de aceea contează temperatura exterioară de calcul
Cu aerul mai rece mașina nu pierde doar randament, ci și putere. Cu apa la 35 °C SP 10 dă 10,0 kW la +7 °C, 7,36 kW la -7 °C și 4,37 kW la -25 °C: 44%. La fel MP 16, de la 15,04 la 6,68 kW, și XS 9, de la 9,00 la 3,70 kW. De aceea mașina se alege după puterea pe care o dă la temperatura exterioară de calcul a locului, nu după cea de pe plăcuță, cum explicăm în articolul despre puterea utilă. Temperatura de calcul depinde de loc și o dă norma națională; în Italia e în jur de -5 °C la câmpie și ajunge la -15 °C și mai jos la munte. Cum se dimensionează spunem în articolul despre dimensionare.
05
Câte ore de iarnă sunt cu adevărat sub zero
Etichetele energetice europene folosesc trei climate de referință, fiecare cu orele unei ierni tipice împărțite pe temperaturi (Regulamentul UE 811/2013). În climatul mediu, cel de la Strasbourg, iarna are 4.910 ore de încălzire: 686 sunt sub zero, 14%; cele la -7 °C sau mai jos sunt 73, 1,5%; sub -10 °C niciuna. În climatul rece, cel de la Helsinki, orele sunt 6.446: sub zero 2.426, 38%; la -10 °C sau mai jos 370, 5,7%; la -20 °C sau mai jos 20 în tot anul. Socoteala anului o fac deci orele între 0 și +10 °C, când COP-ul e mare. Orele la -20 °C contează pentru putere, nu pentru factură.
06
Bruma: dușmanul e zero, nu -20
Sub zero pe bateria exterioară se formează brumă, iar mașina trebuie din când în când să o topească. Studiile experimentale arată că se formează cea mai multă când aerul e în jur de 0 °C și umed: un studiu din 2008 găsește maximul în jur de 0 °C, unul din 2014, făcut între -18 și +6 °C la umiditate de 70-90%, între -3 și +3 °C. La -15 °C aerul e mult mai uscat și se formează mai puțină. De aceea contează două lucruri: distanța dintre lamelele bateriei, care trebuie să fie mare ca bruma să nu o închidă repede, cum explicăm în articolul despre lamele, și o degivrare care pornește când e nevoie, nu după ceas, ca în articolul despre degivrare.
07
Rezistențele electrice aproape că nu lucrează
Mulți se tem că iarna lucrează rezistența în locul pompei de căldură. Măsurătorile din teren spun altceva. Fraunhofer ISE, institutul german pentru sisteme de energie solară, a măsurat timp de patru ani 77 de pompe de căldură în case pentru una până la trei familii, și vechi: pompele aer-apă au avut în medie un randament sezonier de 3,4, între 2,6 și 4,9, iar rezistențele au acoperit doar 1,3% din curent. Institutul însuși precizează că iernile măsurate au fost blânde. Cu o mașină de mărimea potrivită rezistența rămâne o siguranță, iar centrala alături nu e necesară: explicăm în articolul despre hibrid.
08
În cele mai reci țări ale Europei pompa de căldură e ceva normal
Dacă pompa de căldură n-ar merge pe frig, țările din nord nu ar fi ales-o. Norvegia, Suedia și Finlanda au cel mai rece climat din Europa și tot ele au cele mai multe pompe de căldură pe gospodărie: peste 40 la 100 de gospodării în fiecare dintre cele trei, iar Norvegia a ajuns la 60 la 100 în 2020. Multe sunt aer-aer, dar concluzia rămâne: unde frigul e adevărat, se încălzește cu pompa de căldură de zeci de ani.
09
Zăpadă și gheață: cum se montează
Cu zăpadă contează cum e montată mașina. Trebuie ridicată de la sol, pe un soclu, ca zăpada să nu ajungă la baterie și apa de la degivrare să se poată scurge: dacă rămâne sub mașină, îngheață și face un bloc de gheață. În față și în spate trebuie spațiu liber ca să treacă aerul. Mașina nu se acoperă cu prelate, iar bruma nu se dă jos cu mâna: se topește singură la degivrare.
10
Ce verifici dacă locuiești unde e frig
Trei lucruri. Temperatura exterioară de calcul a localității tale și calculul pierderilor, care spun câți kW trebuie în cea mai rece zi. Puterea pe care mașina o dă la acea temperatură, citită în fișă, nu cea de pe plăcuță. Temperatura apei de care are nevoie instalația: cu încălzire în pardoseală COP-ul rămâne mare chiar și sub zero, cu calorifere e nevoie de o mașină care ajunge la 70 °C, cum explicăm în articolul despre casa veche. Dacă locuiești la munte sau într-o țară rece și vrei să știi de ce mașină ai nevoie și cât va consuma, cere-ne informații.
11
Întrebări frecvente
Până la ce temperatură exterioară funcționează pompa de căldură?
Depinde de mașină. Pompele noastre aer-apă cu propan lucrează până la -25 °C: fișele certificate ale Kita XS, SP și MP dau puterea și COP-ul până la această temperatură. Propanul se evaporă până la -30 °C.
Funcționează pompa de căldură sub zero?
Da. Și la -25 °C aerul are căldură de cedat, pentru că agentul din baterie e mai rece. Kita SP 10 cu apă la 35 °C are COP 3,52 la -7 °C și COP 2,12 la -25 °C.
Cât consumă pompa de căldură când e foarte frig?
Mai mult, pentru că scade COP-ul: cu apă la 55 °C SP 10 coboară de la COP 3,53 la +7 °C la COP 1,53 la -25 °C. Chiar și atunci fiecare kWh de curent dă 1,5 kWh de căldură, față de 1 al unei rezistențe.
Pierde pompa de căldură putere pe frig?
Da: la -25 °C dă cam 41-44% din puterea de la +7 °C. De aceea se alege după puterea la temperatura exterioară de calcul a locului, nu după cea de pe plăcuță.
Câte ore pe an sunt sub zero?
În climatul mediu european de referință 14% din orele de încălzire, în climatul rece de la Helsinki 38%. La -20 °C sau mai jos, chiar și la Helsinki, 20 de ore pe an.
E nevoie de o rezistență electrică sau de o centrală de rezervă?
Cu mărimea potrivită, nu. În măsurătorile Fraunhofer ISE pe 77 de instalații rezistențele au acoperit 1,3% din curent. Cel mult o mică rezistență de siguranță.
Ce se întâmplă cu zăpada și gheața?
Mașina se ridică de la sol ca zăpada să nu închidă bateria și apa de la degivrare să se scurgă. Bruma se topește singură: nu se dă jos cu mâna și mașina nu se acoperă.
Vezi și: Zgomotul pompei de căldură: câți decibeli, la ce distanță de vecin și de ce iarna se aude mai tare · Pompă de căldură cu gheață, abur sau apă dedesubt: ce e normal și când chemi service-ul · Pompă de căldură sol-apă (geotermală) sau aer-apă: consum, cost și durată de viață
Toate sfaturile tehnice sunt pe pagina rubricii.
