Controllo della temperatura in un nanoreef

Celle di Peltier

Il comfort! Una parola che vuol dire tutto e nulla. Ormai noi siamo abituati ad usare d’inverno sistemi di riscaldamento e d’estate sistemi di raffreddamento: siamo abituati a “condizionare” l’ambiente in cui viviamo.

Questo lo facciamo per garantire condizioni che ci rendano la vita più confortevole.
Ormai quale automobile non propone di serie o come optional l’aria condizionata?
Lo stesso cerchiamo di farlo per i nostri ospiti nelle vasche, sia che siano pesci, sia che siano invertebrati.

A tale scopo ci viene in aiuto un’azienda italiana e precisamente la Peltech che ha da circa un anno commercializzato dei rivoluzionari climatizzatori per acquario. Prima di entrare nel dettaglio del prodotto, ci tengo a sottolineare come avviene oggi, in gran parte degli acquari, la regolazione della temperatura.

In linea di principio dovremmo cercare di tenere nella vasca una temperatura che si aggiri intorno ai 27°C senza troppi sbalzi e questo dipende anche dagli habitat riprodotti. Questa operazione ci riesce abbastanza facilmente con i ritrovati della tecnica che abbiamo a disposizione.

In linea di principio sono il riscaldatore elettrico (resistenza elettrica) per scaldare e il refrigeratore per raffreddare. In commercio di tipi di resistenze elettriche per riscaldare ce ne sono moltissimi tipi, ma hanno tutte lo stesso principio: usano il passaggio di elettroni in un supporto metallico per riscaldarlo.

Un metodo semplice ed efficace che però non è molto efficiente perché usa moltissima energia elettrica.

Altro svantaggio è il sistema di controllo della temperatura che in genere si basa su dei termostati bimetallici o bilamellari. Due fogli di metallo diversi hanno reazioni diverse al variare della temperatura e quindi possono essere usati per spegnere o accendere la resistenza elettrica.

Altro svantaggio la resistenza elettrica scalda solo l’acqua intorno a sè e se non c’è corrente che lambisce la superficie di vetro si rischia di scaldare solo una parte dell’acqua della vasca.

I refrigeratori in commercio in genere si basano o sull’uso di un gas refrigerante o sulle celle peltier.

Il primo metodo è quello maggiormente usato, il gas viene compresso e poi espanso facendo scambiare calore prima con l’acqua da raffreddare e poi con l’aria che viene scaldata. Niente di diverso di quello che succede in un frigorifero.

Il sistema funziona benissimo e garantisce ottime prestazioni ad un consumo equo.
In genere il refrigeratore è dotato di termostato che sente la temperatura dell’acqua e accende o meno il compressore. E’ un controllo di tipo on off il compressore o lavora al 100% o non lavora.

La stessa cosa succede con le celle peltier, che vengono usate per scambiare calore tra acqua e aria in modo tale da raffreddarla. Tutti i casi fin qui presentati hanno un tipo di controllo a gradini, o lo strumento è acceso per condizionare l’acqua o lo strumento è spento

In pratica la cella peltier è vero che può essere accesa o spenta (non è in grado di dare una uscita proporzionale) però è anche vero che può essere controllata la sua accensione in funzioni del tempo con accensioni e spegnimenti molto ravvicinati che permettono di avere un controllo proporzionale.

Questa tecnologia permette quindi di avere un controllo proporzionale ad una richiesta di caldo e freddo, le celle peltier possono essere usate sia per riscaldare che per raffreddare.

Questo rende un sistema di controllo della temperatura a base di celle peltier per acquari molto versatile e lo rende probabilmente lo strumento adatto per garantire il comfort di cui abbiamo parlato prima.

Per il riscaldamento i vantaggi rispetto a una resistenza elettrica sono diversi.
Primo fra tutti la proporzionalità con conseguente maggior comfort e meno consumo. Poi le celle peltier sono fuori dalla vasca e l’acqua viene immessa in acqua con la certezza di trattare sempre acqua diversa e di non creare zone calde e zone fredde, quello che in ambiente viene detto stratificazione e viene evitato ventilando. Negli acquari viene risolto mettendo una pompa di movimento.

Secondo il sistema di controllo si basa su una sonda di temperatura e il set-point di lavoro viene fissato attraverso un regolatore. Allo stesso modo nel raffreddare abbiamo un sistema di controllo della temperatura proporzionale che garantisce che in acquario non arrivi a tratti acqua troppo fredda.

Questo sistema potrebbe sostituire egregiamente il riscaldatore più il condizionatore, ma ha un altro vantaggio: il freddo e il caldo vengono fatti con la stessa macchina.

Questo vuol dire che basta fissare un set point di temperatura e c’è una sola macchina che fa freddo e caldo a secondo della esigenza.

I vantaggi sono molteplici, pensiamo alle mezze stagioni quelle in cui può capitare che a seconda dei momenti bisogna riscaldare l’acqua e dopo raffreddare perché nell’arco della giornata le condizioni ambientali sono cambiate moltissimo. Con un solo strumento siamo in grado di soddisfare entrambe le richieste.

In questo caso è fondamentale il sistema di controllo. Se si fissa un set di temperatura è importante che se la temperatura dell’acqua è superiore si raffreddi e se è inferiore si riscaldi.

Però l’acqua e qualsiasi fluido (chi più chi meno) è dotato di deriva termica questo vuol dire che se io sto raffreddando l’acqua assorbe il freddo che sto fornendo ed essendo il mio controllo basato solo sulla temperatura in un punto della vasca rischiamo di raffreddare troppo e quindi di dover poi subito dopo riscaldare.

Questa cosa si può fare semplicemente aggiungendo una “banda morta” entro la quale la regolazione non fa nulla.

Facciamo un esempio pratico: se io voglio tenere in vasca 27°C e ho una banda morta di 1°C questo vuol dire che fino a 27,5°C io non raffreddo (sopra si) e allo stesso modo fino a 26,5°C io non riscaldo (sotto si).

Questo ci garantisce che noi avremo in vasca una temperatura compresa tra i 26,5°C e i 27,5°C.

Tutto questo articolo è nato perché ora in commercio è disponibile un nuovo prodotto che permette di condizionare l’acqua di una vasca. Stiamo parlando appunto dei Climatizzatori per acquari Ocean Geotronic prodotti dall’azienda italiana Peltech.

Noi analizziamo il modello Ocean 60 adatto per l’uso nei nanoreef, ma ne esistono di diversi che vanno bene anche per vasche molto più grandi sia marine che dolci.

Dato per scontato che la tecnologia a celle peltier usata è stato studiata per garantire un controllo dell’acqua tale da soddisfare due esigenze fondamentali:
-la richiesta di comfort dei nostri ospiti
-la economicità del sistema che essendo molto efficace garantisce un basso consumo energetico.

La confezione di vendita comprende due scatoloni, in una troviamo un alimentatore che viene usato per trasformare la corrente elettrica domestica a 230 Volts alternata in corrente continua a 17 volts adatta ad essere usata con le celle peltier: bassa tensione

Anche questo è un vantaggio perché significa che non abbiamo organi elettrici che entrano a contatto con l’acqua nei quali passa il 230 Volts. Evitiamo possibili shock elettrici in caso di corto o altri problemi gravi.

L’alimentatore è quindi a parte delle celle peltier e quindi può essere messo lontano dalla vasca. Ricordo che qualsiasi trasformatore scalda a causa del principio con cui sono costruiti. Avere la possibilità di metterlo separato dal refrigeratore allontana una fonte di calore dalla vasca.

E’ come le plafoniere per HQI che prevedono i reattori staccabili dalla plafoniera per posizionarli dove non posso scaldare la vasca.

Il climatizzatore (lo chiamiamo allo stesso modo in cui siamo abituati a chiamare l’optional per le automobili che scalda e raffredda l’aria nella macchina) è dotato al suo interno di uno scambiatore, che scambia calore dalle celle peltier e l’acqua, in una speciale lega di alluminio certificata e testata da un ente esterno (Istituto Breda di Milano) che ne ha garantito la compatibilità con acqua sia dolce che salata, dalle celle peltier stesse, dall’elettronica e dalle ventole che servono per disperdere il calore o il freddo proveniente dalla vasca.

Disperdere il calore che viene dalla vasca è un concetto semplice e chiaro a tutti, d’estate tolgo calore alla vasca per raffreddare. Allo stesso modo d’inverno tolgo freddo dalla vasca scaldando l’acqua e per scaldare l’acqua le celle peltier raffreddano l’ambiente in cui sono.

L’unica cosa che manca nella confezione sono le raccorderie e la pompa che permette di far circolare l’acqua.

In realtà ci sono due fascette metalliche che permettono di fissare in modo sicuro i tubi al refrigeratore, però noi acquariofili siamo abituati ad usare gli attacchi rapidi.

Comunque la soluzione proposta resta ottimale, volendo non è necessario fare nessuna modifica ma collegare i tubi e stringere le fascette metalliche, non troppo che si rischia di rovinare il tubo stesso che magari dopo perde acqua.

Il sistema di regolazione e condizionamento dell’acqua è ben fatto e si presenta bene: sembra anche studiato per una buona manutenzione, operazione da eseguire almeno una volta all’anno.

Ad esempio la pulizia delle ventole dove si bloccherà di sicuro molta polvere è facilitato dalla possibilità di staccare la ventola stessa e ispezionarla. C’è anche il controllo (tipo termostato digitale) staccabile che permette di settare il valore di temperatura desiderato in vasca.

Il controllo del set-point di lavoro è staccabile per evitare che la salsedine lo rovini, se non è il sale potrebbe essere anche l’acqua stessa.

Anche quando il controllo è staccato il refrigeratore è dotato di led che si illuminano informando in modo immediato se si sta raffreddando, riscaldando o se ci sono dei problemi (guasto al termoregolatore ad esempio).

Io ho provato il prodotto per un po’ di tempo apprezzando la stabilità di temperatura che avevo in vasca. Avere una sola macchina che è in grado di riscaldare e raffreddare in base alle richiesta della temperatura della vasca è la soluzione migliore.

Ad esempio in inverno si pensa sempre che è solo necessario riscaldare, ma non è vero.
Vasche con le HQI si scaldano a tal punto che a volte in una stanza riscaldata è necessario raffreddare la vasca per no superare i 28°C.

Nella stessa stanza se però si apre la finestra è probabile che la vasca debba essere riscaldata quindi avere un controllo che permetta di scaldare e raffreddare in ogni momento è la soluzione migliore. Se poi permette di farlo risparmiando è il massimo.

Per chi volesse farsi una idea del prodotto c’è anche un articolo di Gilberto Hassan che trovate qui che lo ha provato su vasche molto più grosse.

In questa sede noi volevamo parlare più del comfort e sul risparmio energetico, quindi non ci soffermiamo troppo sull’aspetto del prodotto, posso solo dirvi che lo abbiamo provato su diverse vasche e sui nanoreef ha un ottima resa.

Per qualsiasi info tecnica potete scrivere QUI.