¿Cuánto cobre hay en una unidad de aire acondicionado?

¿Cuánto cobre hay en una unidad de aire acondicionado?

Una unidad de aire acondicionado residencial típica contiene entre 5 y 25 libras de cobre , dependiendo del tipo, tamaño y antigüedad del sistema. Un sistema de aire acondicionado central estándar, que incluye tanto el controlador de aire interior como la unidad de condensación exterior, generalmente se encuentra en el rango de 10 a 20 libras en total . La unidad de condensación por sí sola, que es la gran caja de metal que se encuentra afuera de su casa, generalmente contiene 5 a 15 libras de cobre en sus bobinas, líneas de refrigerante y devanados del motor. Las unidades comerciales e industriales pueden contener significativamente más, a veces superando las 50 libras por unidad.

El cobre no es un componente menor en los sistemas de aire acondicionado. Es fundamental para el funcionamiento del equipo. La excelente conductividad térmica, flexibilidad y resistencia a la corrosión del metal lo convierten en el material preferido para tuberías de refrigerante, serpentines de intercambiadores de calor y devanados eléctricos dentro de compresores y motores de ventiladores. Sin cobre, un aire acondicionado no puede transferir calor de manera eficiente. Esta es la razón por la que, incluso cuando los fabricantes buscan alternativas para reducir costos, el cobre sigue siendo dominante en la mayoría de los sistemas HVAC de calidad que se venden en la actualidad.

Si está tratando de estimar el valor de la chatarra, planificar un proyecto de reciclaje o simplemente comprender de dónde provienen los costos de los materiales de su equipo, conocer el contenido de cobre por componente le brinda una imagen mucho más clara que un solo número promedio. El desglose a continuación cubre exactamente eso.

Dónde se encuentra el cobre dentro de un sistema de CA

El cobre aparece en múltiples lugares a lo largo de un sistema de aire acondicionado completo. Cada ubicación cumple una función diferente y la cantidad de cobre varía en consecuencia.

Serpentín condensador en la unidad condensadora exterior

La unidad de condensación exterior es la fuente más rica de cobre en un sistema de aire acondicionado residencial. El serpentín del condensador, un tubo enrollado que pasa por aletas de aluminio, está hecho casi en su totalidad de tubos de cobre. En una unidad de condensación residencial estándar de 3 toneladas, el serpentín del condensador por sí solo puede contener 4 a 8 libras de cobre . Las unidades más grandes de 4 y 5 toneladas a menudo elevan esa cifra a 10 libras o más solo en la bobina.

La tubería de cobre en los serpentines del condensador suele tener un diámetro de 3/8 de pulgada a 1/2 pulgada y corre en patrones serpentinos apretados para maximizar el área de superficie. Cuando se desmonta una unidad condensadora de chatarra, el serpentín es el componente al que los chatarreros prestan más atención. Las aletas de aluminio que rodean el tubo de cobre crean lo que comúnmente se llama "bobina ACR" o "alambre de pelo" en los depósitos de chatarra, que se valora de manera diferente al cobre limpio debido al aluminio adherido.

Devanados del compresor

El compresor es el corazón de un unidad de condensación , y contiene una cantidad significativa de cobre en forma de devanados del motor. Los compresores herméticos, del tipo sellado que se utilizan en prácticamente todas las unidades de aire acondicionado residenciales y comerciales ligeros, albergan un motor eléctrico cuyos devanados del estator están enrollados con alambre de cobre. Un compresor residencial típico contiene 2 a 6 libras de alambre de cobre en sus devanados, dependiendo del tonelaje y el índice de eficiencia del compresor.

Para extraer cobre de un compresor es necesario cortarlo, lo que requiere mucha mano de obra. En los depósitos de chatarra, los compresores enteros a menudo se venden como "unidades selladas" a un precio por libra más bajo que el cobre limpio debido al esfuerzo que implica la extracción. Sin embargo, si tiene las herramientas y el tiempo para abrir y pelar los devanados, puede recuperar el cable de cobre y venderlo al precio de cobre brillante o número 1, que es considerablemente más alto.

Líneas de refrigerante y líneas de succión

Para conectar la unidad de condensación exterior al serpentín del evaporador interior hay conjuntos de líneas de refrigerante: una línea de líquido más pequeña y una línea de succión aislada más grande, ambas hechas de tubos de cobre. En una instalación residencial típica, estas líneas corren 15 a 50 pies dependiendo de la distribución de la vivienda, y aportan otro 2 a 5 libras de cobre al total. Las tiradas más largas en casas de varios pisos o aplicaciones comerciales añaden más.

Estas líneas suelen ser el cobre más fácil de recuperar al desechar un sistema antiguo porque son accesibles, no están contaminadas y relativamente limpias. Un juego de líneas en buenas condiciones a menudo se puede revender en lugar de desechar, ya que los técnicos de HVAC pueden reutilizar juegos de líneas de cobre al reemplazar unidades.

Serpentín evaporador en el controlador de aire interior

Dentro de la casa, el serpentín del evaporador, generalmente alojado en un controlador de aire o encima de la caldera, es otra fuente importante de cobre. Al igual que el serpentín del condensador, el serpentín del evaporador utiliza tubos de cobre roscados a través de aletas de aluminio. Un serpentín de evaporador residencial normalmente contiene 3 a 7 libras de cobre . La cantidad exacta depende del tamaño de la bobina (medida en toneladas), la configuración de la bobina (bobina A, bobina N o losa) y la marca.

Algunos fabricantes orientados al presupuesto han optado por serpentines evaporadores de aluminio en la última década para reducir costos. Si su sistema fue fabricado aproximadamente después de 2010 por una marca económica, existe la posibilidad de que el serpentín del evaporador sea totalmente de aluminio. Las marcas premium y la mayoría de los equipos comerciales siguen utilizando cobre.

Motores de ventilador y componentes eléctricos

El motor del ventilador del condensador en la unidad de condensación exterior también contiene devanados de cobre, típicamente 0,5 a 1,5 libras de alambre de cobre. El motor del ventilador interior del controlador de aire agrega una cantidad similar. Los condensadores, contactores y mazos de cables aportan cantidades más pequeñas de cobre (normalmente menos de media libra combinadas para un sistema residencial), pero se suman cuando se desmonta una unidad entera.

Contenido de cobre por tipo y tamaño del sistema de CA

El contenido total de cobre en una unidad de aire acondicionado varía considerablemente según el tipo de sistema. A continuación se muestra una tabla de referencia basada en configuraciones residenciales y comerciales ligeras comunes.

Estas cifras son estimaciones basadas en datos de campo de técnicos de HVAC y recicladores de chatarra. El peso real del cobre en cualquier unidad específica depende de las opciones de diseño del fabricante, el año del modelo y si las bobinas son de cobre-aluminio o totalmente de cobre. Las unidades más antiguas fabricadas antes de 2005 generalmente contienen más cobre que sus equivalentes modernos porque en aquel entonces el aluminio se usaba menos como sustituto.

Valor de chatarra de cobre en una unidad de aire acondicionado: qué esperar

Los precios de la chatarra de cobre fluctúan según las condiciones del mercado, pero en los últimos años, el alambre de cobre limpio número uno se ha comercializado en el rango de $3.00 a $4.50 por libra en la mayoría de los depósitos de chatarra de Estados Unidos. Las bobinas de cobre y aluminio de las unidades de aire acondicionado suelen costar menos: alrededor de $0.50 a $1.00 por libra para el conjunto de la bobina tal como está, porque las aletas de aluminio reducen el valor general. Sin embargo, si se toma el tiempo para separar el tubo de cobre de las aletas de aluminio (un proceso llamado "limpieza" del serpentín), puede venderlo como cobre n.º 2 a un precio significativamente mejor.

Para un sistema de aire acondicionado central completo de 3 toneladas con aproximadamente 12 a 14 libras de cobre recuperable repartidas entre la unidad de condensación y los componentes interiores, el valor de la chatarra en tasas mixtas o "tal cual" podría oscilar entre $20 a $50 por toda la unidad . Si invierte tiempo en pelar y separar componentes, de manera realista podría recuperar $60 a $100 o más del mismo sistema vendiendo por separado tubos de cobre limpios, cables pelados del compresor y devanados limpios del motor.

Grados de cobre y cómo los depósitos de chatarra clasifican los componentes de aire acondicionado

No todo el cobre de una unidad de aire acondicionado se vende al mismo precio. Los depósitos de chatarra utilizan un sistema de clasificación que afecta significativamente lo que se le paga:

• Cobre brillante desnudo: El grado más alto. Cable o tubería de cobre sin recubrimiento y sin alear, sin aislamiento. Los tubos de refrigerante que han sido limpiados entran en esta categoría.
• #1 Cobre: Limpie los tubos de cobre con algo de oxidación o uniones soldadas permitidas. La mayoría de los juegos de líneas de refrigerante y los tubos del serpentín del condensador (separados del aluminio) califican.
• #2 Cobre: Cobre con pintura, soldadura, revestimientos o contaminación menor. Algunas conexiones de tubos flexibles y compresores caen aquí.
• Radiador de cobre-aluminio/bobina ACR: El conjunto de bobina combinado con aletas de aluminio adjuntas. Paga una fracción de los precios del cobre limpio pero no requiere trabajo de separación.
• Compresores sellados: Compresores enteros vendidos por peso. El cobre en el interior es importante, pero la carcasa de acero sellada significa tasas por libra más bajas a menos que se abra.
• Alambre de cobre aislado: Arneses de cableado con aislamiento plástico. Se valora por el tipo de aislamiento y porcentaje de cobre en su interior.

La decisión de desarmar y separar los componentes antes del desguace se reduce al tiempo versus el retorno. Para alguien que desguace una unidad condensadora residencial, es posible que el trabajo adicional no valga la pena. Para un contratista o distribuidor que maneja docenas de unidades por mes, separar componentes puede agregar cientos de dólares mensuales a los ingresos por chatarra.

La unidad condensadora: una mirada más cercana a su diseño rico en cobre

La unidad de condensación exterior merece especial atención porque contiene la mayor parte del cobre en un sistema de aire acondicionado dividido. Comprender su construcción le ayudará a estimar el contenido de cobre con mayor precisión y a manipular la unidad correctamente durante su extracción o reciclaje.

Una unidad condensadora residencial estándar consta de:

• Un gabinete de acero o aluminio que alberga todos los componentes internos.
• Un compresor scroll o de pistón herméticamente sellado.
• Un serpentín condensador (tubo de cobre roscado a través de aletas de aluminio) que envuelve el perímetro interior.
• Un ventilador de condensador estilo hélice y un motor de ventilador montados en la parte superior
• Una caja de control con un contactor, un capacitor de arranque, un capacitor de funcionamiento y cableado de bajo voltaje.
• Puertos de servicio de refrigerante y válvula de inversión (en versiones con bomba de calor)

El serpentín del condensador que recorre el perímetro del gabinete de la unidad de condensación es el componente de cobre más identificable visualmente. En una unidad condensadora de 3 toneladas, este serpentín normalmente utiliza 40 a 80 pies lineales de tubería de cobre , dependiendo de cuántas filas tenga la bobina y de la altura total de la unidad. Las unidades de condensación de varias filas y alta eficiencia utilizan más cobre porque las filas de serpentines adicionales mejoran la eficiencia de la transferencia de calor, razón por la cual las unidades de alto SEER a menudo contienen más cobre que sus contrapartes de menor eficiencia de la misma época.

Una nota importante para cualquiera que manipule una unidad condensadora usada: un técnico certificado en HVAC debe recuperar el refrigerante antes de desechar o desmontar la unidad. La ley federal de los Estados Unidos (según la Sección 608 de la EPA) prohíbe ventilar refrigerantes a la atmósfera. Violar esto puede resultar en multas. Confirme siempre que el refrigerante se haya recuperado legalmente antes de cortar o triturar cualquier componente del aire acondicionado.

Unidades de condensación con bomba de calor frente a unidades de condensación de CA estándar

Las unidades de condensación con bomba de calor parecen casi idénticas a las unidades de condensación de aire acondicionado estándar desde el exterior, pero generalmente contienen un poco más de cobre debido a la adición de una válvula de inversión y tuberías de refrigerante adicionales. La válvula de inversión en sí es un conjunto soldado con cobre. Una unidad de condensación de bomba de calor en el rango de 3 toneladas puede contener 1 a 2 libras más de cobre que una unidad de condensación equivalente de sólo refrigeración.

Las unidades condensadoras de bomba de calor de velocidad variable de alta eficiencia, particularmente los modelos accionados por inversor, a veces contienen más cobre en los devanados de sus compresores porque los motores de velocidad variable requieren diseños de devanados más precisos. Algunos compresores inverter premium utilizan hasta 8 libras de cobre sólo en los devanados del motor.

Bobinas de cobre frente a bobinas de aluminio: ¿su unidad de aire acondicionado es totalmente de cobre?

Durante los últimos 15 años, un número creciente de fabricantes de HVAC han reemplazado los serpentines de evaporador y condensador de cobre por serpentines totalmente de aluminio en un esfuerzo por reducir los costos de producción. Este cambio afecta directamente el contenido de cobre (y el valor de la chatarra) de las unidades más nuevas.

Las marcas que se han inclinado notablemente hacia las bobinas de aluminio en los últimos años incluyen algunas líneas de productos de Goodman, Ameristar y varias marcas privadas vendidas a través de grandes minoristas. Mientras tanto, marcas premium como Carrier, Trane, Lennox y Daikin generalmente han mantenido tubos de cobre en al menos algunos de sus conjuntos de bobinas, aunque las especificaciones varían según la línea de modelo.

Una unidad condensadora de serpentín totalmente de aluminio puede contener tan solo de 3 a 5 libras de cobre total, principalmente de los devanados del compresor, el motor del ventilador y el cableado, en comparación con 8 a 12 libras en un equivalente de bobina de cobre. Si está evaluando una unidad de aire acondicionado en busca de chatarra y desea saber si las bobinas son de cobre o aluminio, la prueba más sencilla es observar el color de la tubería. Los tubos de cobre tienen un tono claramente marrón rojizo; El aluminio es gris plateado. También puedes rayar el tubo con un cuchillo: el cobre es más blando y deja una marca rojiza brillante.

Bobinas de aleta espinal y microcanales

Dos tecnologías de bobinas alternativas han reducido aún más el uso de cobre en algunas unidades condensadoras modernas. El serpentín Spine Fin de Lennox utiliza tubos de aluminio (no de cobre) con aletas de aluminio unidas directamente al tubo; estas unidades de condensación esencialmente no tienen cobre en el serpentín. Las bobinas de aluminio de microcanal, cada vez más comunes en unidades de condensación de múltiples fabricantes, reemplazan de manera similar el cobre con extrusiones planas de aluminio de múltiples puertos. Si su unidad de condensación tiene un serpentín plano en forma de losa con una apariencia acanalada distintiva en su cara, probablemente utilice tecnología de aluminio de microcanal y tendrá un contenido mínimo de cobre en comparación con los serpentines tradicionales de cobre con aletas y placas de tubo redondo.

Cómo maximizar la recuperación de cobre al desguazar una unidad de aire acondicionado

Si su objetivo es sacar el máximo provecho de un sistema de aire acondicionado antiguo, abordar el desmontaje metódicamente marca una diferencia real. A continuación se muestra una secuencia práctica que utilizan los raspadores experimentados:

1. Confirmar la extracción de refrigerante: Antes de cortar cualquier cosa, verifique que un técnico certificado haya recuperado el refrigerante. No continúe hasta completar este paso.
2. Eliminar el conjunto de líneas: Desconecte y enrolle las líneas de cobre de refrigerante que corren entre la unidad de condensación exterior y la unidad interior. Por lo general, son cobre n.° 1 limpio y fáciles de vender a buen precio.
3. Pele la bobina de la unidad condensadora: Corte la bobina para liberarla del gabinete de la unidad de condensación. Decida si venderlo tal como está (tasa mixta de cobre y aluminio) o quitar el tubo de cobre de las aletas de aluminio para obtener el precio de cobre número uno. El decapado lleva mucho tiempo pero se paga más por libra.
4. Tire del compresor: Retire el compresor de la unidad condensadora. Véndalo entero como un "compresor sellado" o córtelo con una amoladora o una sierra alternativa para extraer los devanados de cobre y véndalos como #1 o como cable brillante desnudo.
5. Retire los motores del ventilador: Tire del motor del ventilador del condensador y del motor del ventilador. Pele los cables y venda los motores como motores eléctricos (una categoría de desecho separada) o ábralos para recuperar los devanados de cobre.
6. Recoja el cableado y los componentes: Pele el mazo de cables, las conexiones del contactor y cualquier otro cable de cobre dentro de la caja de control. Si es posible, separe el cable aislado por tipo de aislamiento.
7. Venda el gabinete de acero por separado: El gabinete de la unidad condensadora es de acero, lo que alcanza un precio por libra mucho más bajo que el cobre. Véndalo como chatarra de acero en lugar de mezclarlo con componentes de cobre.

Seguir este proceso en un sistema residencial completo de 3 toneladas (unidad de condensación más unidad de tratamiento de aire) puede producir resultados realistas. 10 a 15 libras de #1 o cobre brillante desnudo , de 2 a 4 libras de devanados del compresor, de 3 a 5 libras de material de bobina de cobre y aluminio y libras adicionales de cable aislado. A los precios actuales del mercado, el valor total del cobre en todas las calidades podría alcanzar $60 a $120 dependiendo de qué tan bien se separen los componentes.

Por qué el robo de cobre de las unidades de aire acondicionado es tan común

El contenido de cobre en los equipos de aire acondicionado, particularmente en la unidad de condensación exterior, es un objetivo bien conocido para los ladrones de metales. Según informes de la industria y datos de las autoridades, el robo de cobre AC cuesta a los propietarios y empresas cientos de millones de dólares al año en los Estados Unidos. El daño causado por el robo casi siempre excede con creces el valor del cobre en sí: un robo de cobre de 150 dólares de una unidad condensadora puede resultar en $1,500 a $5,000 en costos de reparación y reemplazo una vez que se tienen en cuenta la recarga de refrigerante, el reemplazo del serpentín y la mano de obra.

Los ladrones generalmente apuntan a los conjuntos de líneas de refrigerante y ocasionalmente intentan quitar el serpentín del condensador directamente de la unidad de condensación mientras aún está instalado. Este tipo de robo es particularmente dañino porque a menudo destruye la unidad de condensación sin posibilidad de reparación económica.

Las medidas de protección comunes incluyen:

• Jaulas metálicas o recintos con cerradura alrededor de las unidades condensadoras.
• Iluminación activada por movimiento cerca de unidades exteriores
• Sistemas de alarma conectados a la unidad condensadora.
• Cámaras de seguridad cubriendo el área de equipos.
• Productos de marcado de trazas de ADN o UV aplicados a componentes de cobre para ayudar en la recuperación y el procesamiento

La realidad económica que impulsa el robo de cobre AC es sencilla: una unidad condensadora que tarda 15 minutos en desmontarse produce entre 30 y 80 dólares en chatarra de cobre. La asimetría entre las ganancias por robo y el costo de reparación es lo que hace que este sea un problema persistente tanto para los propietarios de edificios como para los administradores de instalaciones y los propietarios de viviendas.

Consideraciones ambientales y regulatorias al reciclar cobre AC

Reciclar cobre de un viejo aparato de aire acondicionado es realmente beneficioso desde el punto de vista medioambiental. El reciclaje de cobre utiliza aproximadamente 85% menos energía que extraer y fundir mineral de cobre virgen. Dado que la demanda mundial de cobre continúa creciendo (impulsada por los vehículos eléctricos, los sistemas de energía renovable y la electrónica), el reciclaje de unidades de aire acondicionado representa una contribución significativa a la cadena de suministro de cobre.

Sin embargo, el proceso debe realizarse correctamente. El principal requisito reglamentario es la recuperación de refrigerante. Todos los refrigerantes de aire acondicionado, ya sea el R-22 más antiguo, el R-410A actual o las mezclas más nuevas de R-32 y R-454B, deben ser capturados por un técnico certificado que utilice equipos de recuperación aprobados por la EPA. Esto se aplica a cualquier unidad de aire acondicionado independientemente de su edad, tamaño o condición. La violación de este requisito puede resultar en multas de hasta $44,539 por día por infracción bajo las pautas actuales de aplicación de la EPA.

Más allá del refrigerante, el aceite para compresores es otra preocupación. Los compresores sellados contienen aceite refrigerante que puede representar un peligro para el medio ambiente si se derrama. Al abrir compresores para recuperar cobre, drene el aceite en un recipiente sellado y deséchelo mediante un programa adecuado de reciclaje de aceite usado en lugar de verterlo al suelo o en los desagües.

Muchos municipios y empresas de servicios públicos ofrecen programas de reciclaje de aire acondicionado que se encargan de todos estos pasos reglamentarios en su nombre. Algunos incluso ofrecen descuentos de $25 a $75 por unidad por entregar equipos viejos e ineficientes, que pueden acumularse con cualquier valor de chatarra que se recupere del cobre.

Factores que afectan la cantidad de cobre que contiene su unidad de aire acondicionado específica

Más allá del tamaño y tipo de unidad, varias variables adicionales influyen en el peso real del cobre que encontrará en cualquier aire acondicionado específico:

Año de fabricación

Las unidades fabricadas antes del año 2000 tienden a utilizar más cobre en general, tanto porque el aluminio se utilizaba menos como sustituto como porque los estándares de diseño más antiguos eran menos eficientes en cuanto a materiales. Una unidad condensadora de 3 toneladas de la década de 1990 podría contener 2 a 4 libras más de cobre que un equivalente de la era 2020 del mismo tonelaje. Esta es una de las razones por las que las unidades de aire acondicionado antiguas pueden ser más valiosas para los comerciantes de chatarra de lo que sugiere su antigüedad.

Calificación SEER y nivel de eficiencia

Las unidades SEER (índice de eficiencia energética estacional) más alto generalmente utilizan áreas de superficie de serpentín más grandes para lograr una mejor transferencia de calor a diferenciales de temperatura más bajos. Las bobinas más grandes significan más tubos de cobre. Una unidad condensadora 20 SEER puede contener 30 a 50% más cobre en su serpentín condensador que una unidad 14 SEER del mismo tonelaje. Este es un punto importante para quienes evalúan unidades de alta eficiencia para chatarra: la prima pagada por la eficiencia durante la vida operativa de la unidad también se traduce en un mayor valor de chatarra al final de su vida útil.

Nivel de marca y producto

Las marcas premium dirigidas al mercado comercial y residencial de alto nivel utilizan constantemente más cobre que las marcas económicas. Al comparar una unidad condensadora Carrier Infinity con una unidad Goodman de grado de construcción del mismo tonelaje, la Carrier generalmente contendrá más cobre debido a la tubería de paredes más gruesas, más filas de serpentines y motores de compresor más grandes. Esto no es un golpe para las marcas de bajo presupuesto: refleja las compensaciones de ingeniería realizadas para alcanzar diferentes precios.

Clima geográfico y aplicación.

Las unidades diseñadas para climas cálidos (como aquellas clasificadas para funcionamiento a temperatura ambiente alta) pueden tener serpentines condensadores más grandes para manejar mayores cargas de rechazo de calor, lo que significa más cobre. De manera similar, las unidades instaladas en aplicaciones comerciales, donde las horas de funcionamiento son mucho mayores que en entornos residenciales, a menudo se especifican con componentes más resistentes, incluidos conjuntos de bobinas de cobre más grandes, para manejar la carga de trabajo.