Quanto saranno influenzate le prestazioni di uno scaldacqua ad aria solare (ibrido CA/CC) in ambienti ad elevata umidità

Impatto dell'elevata umidità sull'efficienza della pompa di calore ad aria

La pompa di calore ad aria è un componente fondamentale del Scaldaacqua solare ad aria (ibrido CA/CC) . Negli ambienti ad elevata umidità, l’aumento dell’umidità nell’aria altera leggermente la densità dell’aria e la capacità termica, influenzando direttamente l’efficienza della pompa di calore. L'aria umida si condensa sulla superficie dell'evaporatore, creando ulteriore resistenza termica e riducendo l'efficienza del trasferimento di calore. Durante periodi prolungati di pioggia o nebbia, un'umidità elevata e prolungata può abbassare il coefficiente di prestazione (COP), portando a una produzione di acqua calda ridotta rispetto agli ambienti secchi.

Condensa e formazione di brina

L’elevata umidità accelera la formazione di condensa sullo scambiatore di calore della pompa di calore. L'umidità nell'aria si condensa in gocce d'acqua sulle superfici fredde, il che può ridurre l'efficienza del trasferimento di calore. In condizioni fredde e umide, la condensa può congelarsi, formando strati di ghiaccio che aumentano la resistenza al flusso d'aria e il consumo di energia. Sebbene i sistemi ibridi CA/CC includano in genere cicli di sbrinamento automatici, lo sbrinamento frequente sottopone il compressore a carichi elevati a breve termine, influenzando potenzialmente le prestazioni e la durata a lungo termine.

Effetto sui collettori solari

Anche la componente del collettore solare del sistema è influenzata dall'elevata umidità. La formazione di umidità o rugiada sulla superficie del collettore può ridurre l'assorbimento solare, poiché parte della radiazione solare viene riflessa o diffusa dal velo d'acqua. L'esposizione continua ad elevata umidità può anche accelerare la corrosione del telaio e dell'involucro del collettore. I collettori di alta qualità sono generalmente caratterizzati da un design resistente alla corrosione e impermeabile, ma l’ispezione e la manutenzione di routine rimangono essenziali in ambienti persistentemente umidi.

Protezione dell'impianto elettrico

I sistemi ibridi CA/CC funzionano sia con alimentazione CA che CC, rendendo la protezione elettrica fondamentale in condizioni di elevata umidità. L'infiltrazione di umidità nelle scatole elettriche può causare cortocircuiti, deterioramento dell'isolamento o invecchiamento dei componenti. Gli involucri elettrici per esterni devono soddisfare gli standard di protezione IP65 o superiori, con connessioni sigillate per controller, sensori e terminali. Le scatole elettriche non devono essere esposte direttamente alla pioggia o alla nebbia per mantenere la sicurezza e l'affidabilità del sistema.

Adeguamenti della strategia di controllo

Le condizioni di elevata umidità richiedono strategie di controllo ottimizzate per mantenere un funzionamento stabile. La pompa di calore può eseguire cicli di sbrinamento più frequenti e il controller dovrebbe regolare le modalità di riscaldamento in base all'umidità, alla temperatura e alla richiesta di acqua calda. La modalità operativa DC del sistema ibrido consente un funzionamento efficiente a basso carico, riducendo gli sprechi energetici causati da frequenti avviamenti e arresti in condizioni umide. La gestione della temperatura di accumulo dell’acqua calda dovrebbe tenere conto anche della ridotta efficienza della pompa di calore per garantire una fornitura coerente agli utenti.

Resistenza alla corrosione e stabilità a lungo termine

L'elevata umidità accelera la corrosione dei componenti metallici e delle tubazioni. I serbatoi di stoccaggio, i tubi, i telai e gli scambiatori di calore devono utilizzare materiali resistenti alla corrosione come acciaio inossidabile, acciaio zincato o leghe di alluminio, con rivestimenti impermeabili di alta qualità. I giunti e le valvole dei tubi devono fornire connessioni sigillate per prevenire perdite e crescita microbica. L'ispezione e la manutenzione regolari prolungano la durata utile e garantiscono un funzionamento affidabile in condizioni umide.

Raccomandazioni per la manutenzione

La manutenzione ordinaria è fondamentale negli ambienti ad elevata umidità. Pulire lo scambiatore di calore, il collettore solare e i filtri dell'aria per rimuovere accumuli di acqua, detriti e muffe, che possono compromettere l'efficienza del trasferimento di calore. Controllare controller, sensori e scatole elettriche per assicurarsi che rimangano asciutti. L'applicazione di rivestimenti protettivi o barre anodiche nei serbatoi di stoccaggio aiuta a mitigare la corrosione dell'acqua, mantenendo le prestazioni e l'affidabilità del sistema.