Quanto rame c'è in un'unità di climatizzazione?

Quanto rame c'è in un'unità di climatizzazione?

Una tipica unità di condizionamento residenziale contiene tra 5 e 25 libbre di rame , a seconda del tipo, delle dimensioni e dell'età del sistema. Un sistema AC centralizzato standard, che comprende sia il sistema di trattamento dell'aria interna che l'unità condensante esterna, rientra solitamente nell'intervallo di Da 10 a 20 sterline in totale . In genere regge solo l'unità di condensazione, che è la grande scatola di metallo che si trova fuori casa Da 5 a 15 libbre di rame nelle bobine, nelle linee del refrigerante e negli avvolgimenti del motore. Le unità commerciali e industriali possono contenerne una quantità notevolmente maggiore, a volte superiore a 50 libbre per unità.

Il rame non è un componente secondario nei sistemi di climatizzazione. È fondamentale per il funzionamento dell'attrezzatura. L'eccellente conduttività termica, flessibilità e resistenza alla corrosione del metallo lo rendono il materiale preferito per i tubi del refrigerante, le bobine degli scambiatori di calore e gli avvolgimenti elettrici all'interno dei compressori e dei motori dei ventilatori. Senza rame, un condizionatore d’aria non può trasferire il calore in modo efficiente. Questo è il motivo per cui, anche se i produttori cercano alternative di riduzione dei costi, il rame rimane dominante nella maggior parte dei sistemi HVAC di qualità venduti oggi.

Se stai cercando di stimare il valore degli scarti, pianificare un progetto di riciclaggio o semplicemente capire da dove provengono i costi dei materiali della tua attrezzatura, conoscere il contenuto di rame per componente ti offre un quadro molto più chiaro di un singolo numero medio. La ripartizione seguente copre esattamente questo.

Dove si trova il rame all'interno di un sistema CA

Il rame appare in più punti in un sistema di climatizzazione completo. Ogni posizione svolge una funzione diversa e la quantità di rame varia di conseguenza.

Batteria del condensatore nell'unità condensante esterna

L'unità condensante esterna è la fonte più ricca di rame in un sistema AC residenziale. La batteria del condensatore, un tubo a spirale che scorre attraverso alette di alluminio, è realizzata quasi interamente in tubi di rame. In un'unità condensante residenziale standard da 3 tonnellate, la sola batteria del condensatore può contenere Da 4 a 8 libbre di rame . Le unità più grandi da 4 e 5 tonnellate spesso spingono quella cifra a 10 libbre o più solo nella bobina.

Il tubo di rame nelle bobine del condensatore ha in genere un diametro compreso tra 3/8 di pollice e 1/2 pollice e corre secondo schemi a serpentina stretti per massimizzare la superficie. Quando si smonta un'unità condensatrice per rottami, la serpentina è il componente a cui i rottamatori prestano maggiore attenzione. Le alette di alluminio che circondano il tubo di rame creano quella che nei depositi di rottami viene comunemente chiamata "bobina ACR" o "filo di capelli", che viene valutata in modo diverso rispetto al rame pulito a causa dell'alluminio attaccato.

Avvolgimenti del compressore

Il compressore è il cuore di a unità di condensazione e contiene una quantità significativa di rame sotto forma di avvolgimenti del motore. I compressori ermetici – il tipo sigillato utilizzato praticamente in tutte le unità AC residenziali e commerciali leggere – ospitano un motore elettrico i cui avvolgimenti dello statore sono avvolti con filo di rame. Un tipico compressore residenziale contiene Da 2 a 6 libbre di filo di rame nei suoi avvolgimenti, a seconda del tonnellaggio e del rendimento del compressore.

Per estrarre il rame da un compressore è necessario aprirlo, operazione che richiede molta manodopera. Nei depositi di rottami, i compressori interi vengono spesso venduti come "unità sigillate" a un prezzo per libbra inferiore rispetto al rame pulito a causa dello sforzo richiesto nell'estrazione. Tuttavia, se hai gli strumenti e il tempo per aprire e spellare gli avvolgimenti, puoi recuperare il filo di rame e venderlo al prezzo del rame nudo brillante o n. 1, che è notevolmente più alto.

Linee frigorifere e linee di aspirazione

Il collegamento dell'unità condensatrice esterna alla serpentina dell'evaporatore interno avviene tramite set di linee del refrigerante: una linea del liquido più piccola e una linea di aspirazione isolata più grande, entrambe realizzate con tubi di rame. In una tipica installazione residenziale, queste linee corrono Da 15 a 50 piedi a seconda della disposizione della casa e ne contribuiscono un'altra Da 2 a 5 libbre di rame al totale. Le corse più lunghe in case a più piani o applicazioni commerciali aggiungono altro.

Queste linee sono spesso il rame più facile da recuperare quando si rottama un vecchio sistema perché sono accessibili, incontaminate e relativamente pulite. Un set di linee in buone condizioni può spesso essere rivenduto anziché rottamato, poiché i tecnici HVAC possono riutilizzare i set di linee in rame quando sostituiscono le unità.

Bobina dell'evaporatore nel dispositivo di trattamento dell'aria interna

All’interno della casa, la serpentina dell’evaporatore, solitamente alloggiata in un dispositivo di trattamento dell’aria o sopra la fornace, è un’altra importante fonte di rame. Come la batteria del condensatore, la batteria dell'evaporatore utilizza tubi di rame infilati attraverso alette di alluminio. Una serpentina dell'evaporatore residenziale tipicamente contiene Da 3 a 7 libbre di rame . La quantità esatta dipende dalla dimensione del coil (misurata in tonnellate), dalla configurazione del coil (A-coil, N-coil o plate) e dalla marca.

Alcuni produttori orientati al budget sono passati alle serpentine dell’evaporatore in alluminio negli ultimi dieci anni per ridurre i costi. Se il tuo sistema è stato prodotto dopo il 2010 circa da un marchio economico, è possibile che la serpentina dell'evaporatore sia interamente in alluminio. I marchi premium e la maggior parte delle apparecchiature commerciali continuano a utilizzare il rame.

Motori dei ventilatori e componenti elettrici

Solitamente il motore della ventola del condensatore nell'unità condensante esterna contiene anche avvolgimenti in rame Da 0,5 a 1,5 libbre di filo di rame. Il motore del ventilatore interno nel dispositivo di trattamento dell'aria aggiunge una quantità simile. Condensatori, contattori e cablaggi contribuiscono con piccole quantità di rame – di solito meno di mezzo chilo combinato per un sistema residenziale – ma si sommano quando si smonta un'intera unità.

Contenuto di rame per tipo e dimensione del sistema AC

Il contenuto totale di rame in un'unità di climatizzazione varia notevolmente a seconda del tipo di sistema. Di seguito è riportata una tabella di riferimento basata sulle comuni configurazioni residenziali e commerciali leggere.

Queste cifre sono stime basate sui dati sul campo forniti dai tecnici HVAC e dai riciclatori di rottami metallici. Il peso effettivo del rame in qualsiasi unità specifica dipende dalle scelte progettuali del produttore, dall'anno del modello e dal fatto che le bobine siano in rame-alluminio o interamente in rame. Le unità più vecchie prodotte prima del 2005 generalmente contengono più rame rispetto agli equivalenti moderni perché all’epoca l’alluminio era usato meno comunemente come sostituto.

Valore di scarto del rame in un'unità AC: cosa aspettarsi

I prezzi dei rottami di rame variano in base alle condizioni di mercato, ma negli ultimi anni il filo di rame pulito n. 1 è stato scambiato nella gamma di $ 3,00 a $ 4,50 per libbra nella maggior parte dei depositi di rottami negli Stati Uniti. Le bobine in rame-alluminio delle unità CA in genere recuperano meno - in giro Da $ 0,50 a $ 1,00 per libbra per la batteria così com'è, perché le alette in alluminio abbassano il valore complessivo. Tuttavia, se ti prendi il tempo per separare il tubo di rame dalle alette di alluminio (un processo chiamato "pulizia" della bobina), puoi venderlo come rame n. 2 a un prezzo significativamente migliore.

Per un sistema AC centrale completo da 3 tonnellate con circa 12-14 libbre di rame recuperabile distribuito nell'unità di condensazione e nei componenti interni, il valore degli scarti a tassi misti o "così come sono" potrebbe variare da $ 20 a $ 50 per l'intera unità . Se investi tempo nello smontaggio e nella separazione dei componenti, potresti realisticamente recuperare $ 60 a $ 100 o più dallo stesso sistema vendendo separatamente tubi in rame puliti, cavi spelati del compressore e avvolgimenti puliti del motore.

Gradi di rame e modalità di classificazione dei componenti CA da parte dei depositi di rottami

Non tutto il rame di un'unità CA viene venduto allo stesso prezzo. I depositi di rottami utilizzano un sistema di classificazione che influisce in modo significativo su ciò che vieni pagato:

• Rame nudo brillante: Il voto più alto. Filo o tubo in rame non rivestito e non legato, privo di isolamento. I tubi del refrigerante che sono stati puliti rientrano in questa categoria.
• N. 1 Rame: Sono ammessi tubi in rame puliti con qualche ossidazione o giunti di saldatura. La maggior parte dei set di linee del refrigerante e dei tubi della batteria del condensatore (separati dall'alluminio) sono idonei.
• N. 2 Rame: Rame con vernice, saldature, rivestimenti o lieve contaminazione. Alcuni tubi della bobina e collegamenti del compressore cadono qui.
• Radiatore in rame-alluminio/serpentina ACR: Il gruppo batteria combinato con alette in alluminio collegate. Paga una frazione del prezzo del rame pulito ma non richiede lavori di separazione.
• Compressori sigillati: Compressori interi venduti a peso. Il rame all'interno è significativo, ma il guscio in acciaio sigillato significa tariffe per libbra inferiori a meno che non venga aperto.
• Filo di rame isolato: Cablaggi con isolamento in plastica. Apprezzato dal tipo di isolamento e dalla percentuale di rame all'interno.

La decisione se smontare e separare i componenti prima della rottamazione dipende dal tempo rispetto alla restituzione. Per qualcuno che rottama un'unità di condensazione residenziale, il lavoro extra potrebbe non valerne la pena. Per un appaltatore o un rivenditore che movimenta dozzine di unità al mese, la separazione dei componenti può aggiungere centinaia di dollari al mese ai ricavi derivanti dallo scarto.

L'unità di condensazione: uno sguardo più da vicino al suo design ricco di rame

L'unità condensante esterna merita un'attenzione speciale perché contiene la maggior parte del rame in un sistema AC split. Comprenderne la struttura aiuta a stimare il contenuto di rame in modo più accurato e a gestire correttamente l'unità durante la rimozione o il riciclaggio.

Un'unità condensatrice residenziale standard è composta da:

• Un armadio in acciaio o alluminio che ospita tutti i componenti interni
• Un compressore scroll o a pistone ermeticamente sigillato
• Una batteria del condensatore (tubo di rame filettato attraverso alette di alluminio) che si avvolge attorno al perimetro interno
• Una ventola del condensatore a elica e un motore della ventola montati nella parte superiore
• Una scatola di controllo con contattore, condensatore di avviamento, condensatore di marcia e cablaggio a bassa tensione
• Porte di servizio del refrigerante e valvola di inversione (nelle versioni a pompa di calore)

La batteria del condensatore che corre lungo il perimetro dell'armadio dell'unità condensante è il componente in rame più identificabile visivamente. Su un'unità condensante da 3 tonnellate, questa bobina viene generalmente utilizzata Da 40 a 80 piedi lineari di tubo di rame , a seconda di quante file ha la profondità della batteria e dell'altezza complessiva dell'unità. Le unità condensanti a più file e ad alta efficienza utilizzano più rame perché le file di batterie aggiuntive migliorano l'efficienza del trasferimento di calore, motivo per cui le unità ad alto SEER spesso contengono più rame rispetto alle loro controparti a bassa efficienza della stessa epoca.

Una nota importante per chiunque maneggi un'unità di condensazione usata: il refrigerante deve essere recuperato da un tecnico HVAC certificato prima che l'unità venga rottamata o smontata. La legge federale negli Stati Uniti (ai sensi della sezione 608 dell'EPA) proibisce lo scarico dei refrigeranti nell'atmosfera. La violazione di ciò può comportare multe. Verificare sempre che il refrigerante sia stato recuperato legalmente prima di tagliare o schiacciare qualsiasi componente AC.

Unità condensanti a pompa di calore rispetto alle unità condensanti CA standard

Le unità condensanti a pompa di calore sembrano quasi identiche alle unità condensanti CA standard dall'esterno, ma generalmente contengono leggermente più rame grazie all'aggiunta di una valvola di inversione e di tubazioni aggiuntive del refrigerante. La valvola di inversione stessa è un gruppo brasato in rame. Un'unità condensante a pompa di calore nella gamma da 3 tonnellate potrebbe contenere Da 1 a 2 libbre di rame in più rispetto ad un'equivalente unità condensante solo raffreddamento.

Le unità condensanti con pompa di calore a velocità variabile ad alta efficienza, in particolare i modelli azionati da inverter, a volte contengono più rame negli avvolgimenti del compressore perché i motori a velocità variabile richiedono progettazioni di avvolgimento più precise. Alcuni compressori inverter premium utilizzano fino a 8 libbre di rame solo negli avvolgimenti del motore.

Bobine in rame e alluminio: la tua unità AC è interamente in rame?

Negli ultimi 15 anni, un numero crescente di produttori HVAC ha sostituito le batterie dell'evaporatore e del condensatore in rame con batterie interamente in alluminio, nel tentativo di ridurre i costi di produzione. Questo cambiamento ha un impatto diretto sul contenuto di rame – e sul valore degli scarti – delle unità più nuove.

I marchi che negli ultimi anni si sono spostati in particolare verso i coils in alluminio includono alcune linee di prodotti di Goodman, Ameristar e vari marchi a marchio del distributore venduti tramite rivenditori di grandi dimensioni. Nel frattempo, marchi premium come Carrier, Trane, Lennox e Daikin hanno generalmente mantenuto i tubi in rame in almeno alcuni dei loro gruppi bobina, sebbene le specifiche varino in base alla linea del modello.

Un'unità condensante a serpentina interamente in alluminio potrebbe contenere appena da 3 a 5 libbre di rame totale - principalmente dagli avvolgimenti del compressore, dal motore della ventola e dal cablaggio - rispetto a 8-12 libbre in un equivalente con bobina di rame. Se stai valutando un'unità AC per rottami e vuoi sapere se le bobine sono in rame o alluminio, il test più semplice è guardare il colore dei tubi. Il tubo di rame ha un tono decisamente bruno-rossastro; l'alluminio è grigio argento. Puoi anche graffiare il tubo con un coltello: il rame è più morbido e lascia un segno di graffio rossastro brillante.

Spine Fin e bobine a microcanali

Due tecnologie alternative della bobina hanno ulteriormente ridotto l'uso del rame in alcune moderne unità condensanti. La bobina Spine Fin di Lennox utilizza tubi in alluminio (non rame) con alette spine in alluminio fissate direttamente sul tubo: queste unità condensanti essenzialmente non hanno rame nella bobina. Le batterie in alluminio a microcanali, sempre più comuni nelle unità condensatrici di diversi produttori, sostituiscono in modo simile il rame con estrusioni piatte multiporta in alluminio. Se l'unità di condensazione ha una batteria piatta, simile a una lastra con un caratteristico aspetto scanalato sulla parte anteriore, probabilmente utilizza la tecnologia dell'alluminio a microcanali e avrà un contenuto di rame minimo rispetto alle tradizionali batterie di rame con alette a piastra e tubo tondo.

Come massimizzare il recupero del rame durante la rottamazione di un'unità AC

Se il tuo obiettivo è ottenere il massimo denaro da un vecchio sistema AC, affrontare lo smontaggio metodicamente fa davvero la differenza. Ecco una sequenza pratica utilizzata dai raschiatori esperti:

1. Confermare la rimozione del refrigerante: Prima di tagliare qualsiasi cosa, verificare che un tecnico certificato abbia recuperato il refrigerante. Non procedere finché questo passaggio non è stato completato.
2. Rimuovi il set di linee: Scollegare e avvolgere le linee del refrigerante in rame che corrono tra l'unità condensante esterna e l'unità interna. Si tratta in genere di rame pulito n. 1 e facili da vendere a un buon prezzo.
3. Spelare la batteria dell'unità condensante: Tagliare la batteria dall'armadio dell'unità condensante. Decidi se venderlo così com'è (tariffa mista rame-alluminio) o togliere i tubi di rame dalle alette di alluminio al prezzo n. 1 del rame. Lo stripping richiede tempo ma paga di più per libbra.
4. Tirare il compressore: Rimuovere il compressore dall'unità condensante. Vendilo intero come "compressore sigillato" o aprilo con una smerigliatrice o una sega alternativa per estrarre gli avvolgimenti di rame e venderli come filo n. 1 o nudo lucido.
5. Rimuovere i motori dei ventilatori: Tirare il motore della ventola del condensatore e il motore del ventilatore. Spella i cavi e vendi i motori come motori elettrici (una categoria di rottami separata) o aprili per recuperare gli avvolgimenti in rame.
6. Raccogliere cablaggi e componenti: Spelare il cablaggio, i collegamenti del contattore e qualsiasi altro filo di rame all'interno della scatola di controllo. Se possibile, separare il filo isolato per tipo di isolamento.
7. Vendi separatamente il mobile in acciaio: L'armadio dell'unità condensante è in acciaio, che ottiene un prezzo per libbra molto più basso rispetto al rame. Vendilo come rottame di acciaio anziché mescolarlo con componenti in rame.

Seguendo questo processo su un sistema residenziale completo da 3 tonnellate (unità di condensazione più unità di trattamento dell'aria) è possibile ottenere risultati realistici Da 10 a 15 libbre di rame n. 1 o nudo lucido , da 2 a 4 libbre di avvolgimenti del compressore, da 3 a 5 libbre di materiale della bobina in rame-alluminio e libbre aggiuntive di filo isolato. Agli attuali tassi di mercato, il valore totale del rame di tutti i gradi potrebbe raggiungere $ 60 a $ 120 a seconda di quanto accuratamente i componenti sono separati.

Perché il furto di rame dalle unità AC è così comune

Il contenuto di rame negli impianti di climatizzazione, in particolare nell'unità condensatrice esterna, è un obiettivo ben noto per i ladri di metalli. Secondo i rapporti di settore e i dati delle forze dell’ordine, il furto di rame costa ai proprietari di immobili e alle imprese centinaia di milioni di dollari ogni anno negli Stati Uniti. Il danno arrecato dal furto supera quasi sempre di gran lunga il valore del rame stesso: un furto di rame da 150 dollari da un'unità di condensazione può comportare Da $ 1.500 a $ 5.000 in costi di riparazione e sostituzione una volta presi in considerazione la ricarica del refrigerante, la sostituzione della bobina e la manodopera.

I ladri in genere prendono di mira i set di linee del refrigerante e occasionalmente tentano di rimuovere la serpentina del condensatore direttamente dall'unità di condensazione mentre è ancora installata. Questo tipo di furto è particolarmente dannoso perché spesso distrugge l'unità di condensazione in modo irreparabile dal punto di vista economico.

Le misure protettive comuni includono:

• Gabbie metalliche o involucri con serratura attorno alle unità condensatrici
• Illuminazione attivata dal movimento vicino alle unità esterne
• Sistemi di allarme cablati sull'unità condensante
• Telecamere di sicurezza che coprono l'area delle attrezzature
• Prodotti per la marcatura di tracce di DNA o UV applicati a componenti in rame per facilitare il recupero e il procedimento giudiziario

La realtà economica che guida il furto di rame in corrente alternata è semplice: un’unità di condensazione che impiega 15 minuti per essere smontata produce dai 30 agli 80 dollari in rottami di rame. L’asimmetria tra il guadagno derivante dal furto e i costi di riparazione è ciò che rende questo problema persistente sia per i proprietari di edifici, sia per i gestori delle strutture, sia per i proprietari di case.

Considerazioni ambientali e normative durante il riciclaggio del rame CA

Riciclare il rame da un vecchio impianto di climatizzazione è davvero vantaggioso dal punto di vista ambientale. Il riciclaggio del rame utilizza circa 85% di energia in meno rispetto all’estrazione e alla fusione del minerale di rame vergine. Dato che la domanda globale di rame continua a crescere, trainata da veicoli elettrici, sistemi di energia rinnovabile ed elettronica, il riciclaggio delle unità AC rappresenta un contributo significativo alla catena di approvvigionamento del rame.

Tuttavia, il processo deve essere gestito correttamente. Il principale requisito normativo è il recupero del refrigerante. Tutti i refrigeranti AC, siano essi il vecchio R-22, l'attuale R-410A o le nuove miscele R-32 e R-454B, devono essere catturati da un tecnico certificato utilizzando apparecchiature di recupero approvate dall'EPA. Questo vale per qualsiasi unità AC indipendentemente dall'età, dalle dimensioni o dalle condizioni. La violazione di questo requisito può comportare sanzioni fino a $ 44.539 al giorno per violazione secondo le attuali linee guida di applicazione dell'EPA.

Oltre al refrigerante, l’olio del compressore è un’altra preoccupazione. I compressori sigillati contengono olio refrigerante che può rappresentare un pericolo per l'ambiente se versato. Quando si tagliano i compressori aperti per il recupero del rame, scaricare l'olio in un contenitore sigillato e smaltirlo attraverso un adeguato programma di riciclaggio dell'olio esausto anziché versarlo a terra o negli scarichi.

Molti comuni e società di servizi pubblici offrono programmi di riciclaggio AC che gestiscono tutte queste fasi normative per tuo conto. Alcuni addirittura offrono sconti di $ 25 a $ 75 per unità per la riconversione di vecchie apparecchiature inefficienti, che possono essere impilate con qualunque valore di scarto si recuperi dal rame.

Fattori che influenzano la quantità di rame contenuta nella tua specifica unità AC

Oltre alle dimensioni e al tipo dell'unità, diverse variabili aggiuntive influenzano il peso effettivo del rame che troverai in qualsiasi condizionatore d'aria specifico:

Anno di produzione

Le unità prodotte prima del 2000 tendono a utilizzare complessivamente più rame, sia perché l’alluminio era usato meno comunemente come sostituto, sia perché gli standard di progettazione più vecchi erano meno efficienti in termini di materiale. Un'unità condensatrice da 3 tonnellate degli anni '90 potrebbe contenere Da 2 a 4 libbre in più di rame rispetto all’equivalente dell’era 2020 dello stesso tonnellaggio. Questo è uno dei motivi per cui i condizionatori vintage possono essere più preziosi per i rivenditori di rottami metallici di quanto la loro età potrebbe suggerire.

Valutazione SEER e livello di efficienza

Le unità SEER (rapporto di efficienza energetica stagionale) più elevate generalmente utilizzano aree superficiali della batteria più grandi per ottenere un migliore trasferimento di calore a differenziali di temperatura inferiori. Bobine più grandi significano più tubi di rame. Un'unità condensante da 20 SEER può contenere Dal 30 al 50% in più di rame nella sua batteria condensante rispetto ad un'unità 14 SEER dello stesso tonnellaggio. Questo è un punto importante per coloro che valutano unità ad alta efficienza da rottamare: il premio pagato per l'efficienza durante la vita operativa dell'unità si traduce anche in un valore di scarto più elevato alla fine del ciclo di vita.

Marchio e livello di prodotto

I marchi premium che si rivolgono al mercato commerciale e residenziale di fascia alta utilizzano costantemente più rame rispetto ai marchi economici. Confrontando un'unità condensante Carrier Infinity con un'unità Goodman di livello industriale dello stesso tonnellaggio, il Carrier in genere conterrà più rame a causa di tubi con pareti più spesse, più file di bobine e motori del compressore più grandi. Questo non è un colpo ai marchi economici: riflette i compromessi tecnici fatti per raggiungere diverse fasce di prezzo.

Clima geografico e applicazione

Le unità progettate per climi caldi (come quelle classificate per il funzionamento a temperatura ambiente elevata) possono avere serpentine del condensatore più grandi per gestire maggiori carichi di dissipazione del calore, il che significa più rame. Allo stesso modo, le unità installate in applicazioni commerciali, dove le ore di autonomia sono molto più elevate rispetto agli ambienti residenziali, sono spesso dotate di componenti più pesanti, inclusi gruppi di bobine in rame più grandi, per gestire il carico di lavoro.