1. Futuro del aire acondicionado
Tras décadas de política de apertura y del esfuerzo de los fabricantes chinos de CA (aire acondicionado), China ha sido reconocida como el centro de la industria de CA. La producción total de aparatos de aire acondicionado de China en 2011 alcanzó los 139 millones de unidades, según los informes, aproximadamente el 80 % de la producción mundial. Mientras tanto, el aumento de la demanda sigue siendo impulsado continuamente por la política de urbanización, el calentamiento global, etc.
En general, hay dos tipos de tubería utilizada en los aparatos de aire acondicionado:
a. Tubería para intercambio de calor, como la tubería para condensadores, evaporadores;
b. Tubería para aplicaciones distintas del intercambio de calor, como la tubería de la unidad exterior y los tubos de conexión entre la unidad interior y la unidad exterior.
Estos últimos sí necesitan intercambiar calor, lo que ofrece la posibilidad de sustituir la tubería de cobre por tubería de acero de doble pared soldada con cobre (la conductividad térmica del acero es 1/8,5 de la del cobre, por lo que el acero pierde menos calor que el cobre y ahorra más energía).
Estimando aproximadamente, cada aparato de aire acondicionado necesita 1,5 kg de tubos de cobre. La unidad exterior necesita 0,5 kg y los tubos de conexión necesitan 1 kg. Basándose en la producción de 2011, el mercado es de unas 200 000 toneladas métricas. Si todos se sustituyeran por tubería de acero de doble pared, sería una gran oportunidad para los fabricantes de tubería de acero de doble pared y ahorraría una enorme cantidad de recursos de cobre.
2. Características de los tubos Bundy para CA
A. Efecto del envejecimiento
Suele transcurrir un largo periodo para la tubería de CA, desde la compra hasta la instalación. Es aún mayor para la tubería de la unidad interior y los tubos de conexión. Por lo tanto, el efecto del envejecimiento de la tubería de acero de doble pared soldada con cobre debe minimizarse para garantizar la flexibilidad que facilita el curvado.
B. Efecto del endurecimiento
Un índice de endurecimiento n más elevado significa un mayor alargamiento de los tubos, y es bueno para el conformado en frío. Por otro lado, un endurecimiento rápido dificultaría el curvado y el abocardado. Por ello, los tubos Bundy para CA requieren un índice de endurecimiento moderadamente bajo para un alargamiento aceptable.
C. Propiedades mecánicas
a. La tracción no es un problema. Es 290 MPa mín. para la tubería de acero, frente a 270 MPa mín. para los tubos de cobre.
b. El límite elástico de la tubería de acero es de 180 MPa mín., mientras que la industria de CA prefiere un límite elástico más bajo para facilitar el conformado de los tubos, idealmente por debajo de 140 MPa.
c. Alargamiento: se requiere un 25 % para la tubería de acero, mientras que CA desea un 38 % mín., y preferiblemente un 40 %.
D. Composición química
Según los requisitos de las propiedades mecánicas, un acero ultrabajo en carbono (carbono inferior al 0,004 %) alcanzaría los objetivos. La composición original en carbono de la tubería de acero de doble pared es del 0,02 % al 0,08 %.
E. Ensayo de curvatura
Las normas originales para la tubería de acero definen 3 veces el diámetro como diádel diámetro del molde de curvado, para tubería no mayor de 8 mm. Es 6 veces para tubería de diámetro mayor de 8 mm. Sin embargo, el curvado de los tubos en CA es la mayoría de las veces inferior a 3 veces el diámetro del tubo.
F. Ratio de deformación
La deformación de la ratio de los tubos de cobre utilizados para CA requiere normalmente 1,15-1,23. (La ratio de deformación se define como la relación entre el eje mayor y el eje menor de la sección elíptica del tubo resultante del curvado).
G. Protección contra la corrosión
a. Ensayo NSS
Muchos de los tubos están expuestos a la atmósfera exterior y a todas las inclemencias meteorológicas, y es muy habitual que se produzca condensación de agua en la superficie exterior de los tubos. Se solicita mayormente 500 h mín. para los tubos utilizados para CA. Algunos fabricantes exigen incluso 1000 horas.
b. Efecto de la soldadura
A veces los tubos se unen mediante soldadura. La temperatura de soldadura es superior a 800 ℃, y la temperatura de las llamas es aún mayor. El acabado exterior de los tubos no debe fundirse ni comprometerse.
c. Alargamiento
Los tubos deben recubrirse de revestimientos de protección contra la corrosión, y los revestimientos no deben fallar después de que los tubos se curven, se aboquillen o se contraigan.
d. Soldabilidad
La superficie exterior debe poder soldarse con los tubos de cobre. Este requisito limita los tipos de acabado exterior y también plantea la dificultad de la soldadura.
H. Limpieza interior
El residuo de la tubería de acero brazado es de 160 mg/m2, mientras que CA requiere 25~38 mg/m2.
3. Conclusión
Los tubos de cobre de CA se sueldan manualmente. La calidad de la soldadura depende de la experiencia y la destreza del operario, y existe una alta posibilidad de soldadura en frío, ya que la soldadura manual no puede controlarse exactamente en temperatura y tiempo de soldadura. El efecto de la soldadura sobre los acabados superficiales podría convertirse también en un problema importante para la sustitución.
Hemos realizado algunos estudios y experimentos. Se ensayaron muestras en CA y se concluyó un informe de más de 40 páginas. Los principales fabricantes de CA han reconocido el producto tras ensayos reales y esperamos la siguiente etapa de aplicación en pequeña cantidad.
Basándonos en lo anterior, nuestra conclusión es que existe una alta viabilidad de sustituir los tubos de cobre por tubos de acero brazados de doble pared. Sin embargo, existen obstáculos técnicos por resolver que suponen un desafío para toda la industria.
Mientras tanto, la industria de CA tarda más en verificar y aceptar nuevas tecnologías. Para sustituir los tubos de cobre por tubos de acero de doble pared soldado con cobre, queda un largo camino por recorrer.
