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Spine FinTM
Tecnología de la Transferencia de Calor
Reporte EspecialTecnología Exclusiva
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Indice
Página
Introducción a la Tecnología de la Transferencia de Calor Spine Fin™ .............. 3
Resumen de los Beneficios de Spine Fin™ ......................................................... 3
Beneficios para el Consumidor: ¡Cómo y Por Qué la Compañía Trane es la Mejor! .... 4-5
La Más Alta Eficiencia a Largo Plazo ............................................................. 4
El Más Bajo Potencial de Fugas ..................................................................... 4
Máxima Transferencia de Calor ..................................................................... 5
La Mayor Resistencia a la Corrosión ............................................................. 5
Tecnología Inofensiva para el Medio Ambiente ........................................... 5
Estándar Industrial Respecto a la Confiabilidad del Serpentín ................... 5
Aspectos Sobre La Corrosión ..........................................................................6 – 9
Corrosión Galvánica .................................................................................. 6 - 7
Corrosión Por Separación de las Uniones .................................................... 8
Lluvia Acida vs. Spine Fin™ ........................................................................... 8
Gabinete Protector .......................................................................................... 9
Espaciadores de la Charola Base ................................................................... 9
Comparación de Spine Fin™ Contra la Aleta Plana ...................................10 – 11
Tecnología ...................................................................................................... 12 - 13
Proceso de Fabricación ................................................................................ 12
Conectores de Transición ............................................................................. 12
Calidad en la Fabricación A Largo Plazo ..................................................... 13
Facilidad para Limpieza ....................................................................................... 14
Compromiso ......................................................................................................... 15
Garantía ......................................................................................................... 15
Mantenimiento .............................................................................................. 15
Especificaciones ................................................................................................... 16
Conclusiones ........................................................................................................ 17
Historial e Investigación ...................................................................................... 18
Referencias ........................................................................................................... 19
© American Standard Inc. 2000
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Introducción
La tubería Spine Fin™ de Trane es elmáximo intercambiador de calorcompacto, de alta calidad, para lasaplicaciones de aire acondicionado ybombas de calor. Sin embargo,durante la inspección casual decualquier acondicionador de aireresidencial de Trane, sus ventajasrespecto a la eficiencia, durabilidad,calidad y confiabilidad del sistema,no son tan aparentes a simple vista.Tres décadas de experiencia en laaplicación han generado unimpresionante conjunto de pruebasque documentan las ventajas deSpine Fin™.
El objetivo de este reporte es:
1. Documentar y dejar testimoniopúblico sobre los beneficiossuperiores de la tecnología deSpine Fin™.
2. Comparar y contrastar losintercambiadores de calor SpineFin™ de las unidadescondensadoras residenciales, con latecnología anterior deintercambiadores de calor detubería de cobre/aleta plana dealuminio para ambientes exteriores.
3. Informar a los distribuidores,instaladores y consumidores sobrelas ventajas económicas a largoplazo que ofrece la posesión/operación de Spine Fin™.
Resumen de los Beneficios de Spine Fin™
Máximas Eficiencias de Operación a Largo PlazoEspecialmente en los productos de enfriamiento y de bombade calor XL.
El Más Bajo Potencial de FugasUna tercera parte de uniones soldadas. Conexión detransición patentada.
Transferencia de Calor SuperiorInnumerables bordes principales en arreglo radial, tuberíamejorada, serpentín de carga de profundidad, curvas deradio largo de 90°.
Mayor Resistencia a la CorrosiónVentajas por metales similares y adhesión del sellador dealeta/tubo.
Tecnología Inofensiva al Medio AmbienteEfectividad de la transferencia de calor triplicada, por sobrela aleta plana.
Normatividad Industrial en Confiabilidad del Serpentín.Menos refrigerante equivale a menos llegada de líquido.
¡Comience pensando en el final! Si desea la transferencia de calor más confiable, más duradera, más eficiente y unatransferencia de calor más efectiva, la tecnología, los materiales y procesos deberán ser superiores a los demás!
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Efectividad duradera en la transferencia de calor,menor necesidad de limpieza;, desescarches másrápidos y en menor cantidad.
Menor necesidad de servicio y menos daños almedio ambiente.
Desescarche más rápido, facilidad de limpieza,eficiencias mejoradas de calefacción/enfriamientoy efectividad de la transferencia de calor másduradera.
Conservación de la eficiencia y más larga vida delserpentín.
Configuración menos densa, menos refrigerante,menos fugas. Menor mantenimiento, costos deoperación más bajos y eficiencias preservadas.
Mayor vida del compresor y de la unidad.
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Alta Transferencia de Calor. Una hilera despine fin (debido a sus innumerablesbordes principales) tiene la capacidad detransferir la misma cantidad de calor quetres hileras de aleta plana.
Este serpentín de bomba de calor de Trane,de alta eficiencia y de circuito múltiple,solamente tiene uniones a las entradas ysalidas de los circuitos. Este serpentín enparticular requiere de 10 conexionessoldadas. Un serpentín de enfriamientosimilar tiene incluso menos uniones.
Este serpentín de aleta plana de lacompetencia utiliza más de 30 unionespara hacer las conexiones de circuitos. Lascurvaturas radiales esquinadas de SpineFin™ eliminan las terminales de retorno.
Beneficios parael Consumidor
DETALLES RESPECTO AL CÓMO Y EL POR QUÉ LA COMPAÑÍATRANE ES LA MEJOR
Amplios estudios y desarrollo han comprobado el desempeño superior de la transferenciade calor y la capacidad de los intercambiadores de calor de aletas radiales. ¡Más de 35años de experiencia en la aplicación de Spine Fin™ han confirmado y probado sus ventajas!
1 Las Más Altas Eficiencias de Operación a Largo Plazo
Efectividad Duradera en laTransferencia de CalorComparado con los serpentines dealeta plana, la superficie de SpineFin™ no se carga rápidamente detierra y basura y tiene menosprobabilidades de ser atacada por lacorrosión. Como resultado, goza demayor capacidad de transferencia decalor.
Además, nuestra tubería trabajada pordentro ofrece una mayor área desuperficie, aumentando así latransferencia de calor a la efectividadde Spine Fin™.
2 El Más Bajo Potencial de Fugas
¡Un Tercio de Uniones Soldadas!La tubería Spine Fin™ se fabrica enlongitudes contínuas. Solamenterequiere de conexiones soldadas a laentrada y salida del serpentín (ocircuito).
La eliminación de terminales deretorno permite la dramáticareducción de uniones soldadas y lasfugas potenciales en el diseño deTrane. La reducción de fugasdisminuye los costos de servicio yprolonga la vida del compresor alevitar la introducción de humedad ycontaminantes dentro del sistemasellado.
Como contraste, los serpentines dealeta plana se fabrican apilandodichas aletas sobre tubos paralelos.Cada par de tubos requiere de unaterminal de retorno (vuelta en U) paracompletar el circuito de refrigerante.Un acondicionador de aire típico de2-1/2 toneladas o bomba de calorequipado con un serpentín de aletaplana requiere aproximadamente 30conexiones de unión soldadas. Unaunidad moderna de Trane del mismotamaño requiere alrededor de 10. Losserpentines de aleta plana tienen unpotencial de fuga tres veces mayorque Spine Fin™.
Véase también “Conectores deTransición” en la página 12.
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Normatividad IndustrialRespecto a Confiabilidad delSerpentín
Menos Refrigerante y MenosLlegada de Líquido Equivale aMayor Durabilidad del Compresory del Equipo.Más eficiencia en la transferencia decalor significa menos volumen en elcircuito refrigerante. Menos volumensignifica que se requiere de menosrefrigerante para una capacidaddeterminada. Menos refrigerantereduce el peligro de la llegada delíquido y contribuye a una mayordurabilidad del compresor, conmenor esfuerzo.
El Spine Fin™ abierto disiparápidamente el calor, retirandola escarcha invernal. Observeque la escarcha no cubre todala superficie del serpentín,como sucede en el serpentínde aleta plana congelada queaparece debajo.
3 Máxima Transferencia de Calor
Más Bordes Principales,Configuración Menos DensaLa configuración menos densa dematerial y la configuración de SpineFin™ le permiten ganar y disipar muyrápidamente el calor. En lasaplicaciones de bomba de calor, lasaletas radiales permiten al aireinvernal fluir sobre cada aletaindividual por lo que la acumulaciónde escarcha es lenta y uniformepermitiendo, al mismo tiempo, elpaso del aire. Spine Fin™ tolera másescarcha, manteniendo su eficienciay alargando el tiempo de operaciónde la bomba de calor.
Durante el desescarche, el cicloinverso del gas caliente calientarápidamente la configuración menosdensa de aletas Spine Fin™del serpentín, desescarchandocon facilidad y regresando labomba de calor nuevamenteal modo de calefacción y porende aumentando sueficiencia.
4 Mayor Resistencia a la Corrosión
Consulte la información sobre lacorrosión y la resistencia a la corrosiónde los intercambiadores de calorexteriores, en las siguientes páginas.
Tecnología Inofensiva parael Medio Ambiente
Con un índice de transferencia de calortres veces mayor que la aleta en placa,el serpentín Spine Fin™ utiliza menosrecursos naturales. Esto reduce loscostos de su operación y mantiene susaltos rendimientos, mientras queconserva a un mínimo los costos demantenimiento (sobre la limpieza delserpentín consulte lasrecomendaciones en la página 14).(Por ejemplo, una vez al añocomparado con dos veces al año delos serpentines de aletas en placa).
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Acercamiento de la aletaplana. Los serpentines secongelan con gran cantidad dehielo sobre el borde principal,bloqueando la cara delserpentín y obstruyendo elflujo de aire.
Beneficios parael Consumidor
Entre el tubo y la aleta planaexiste una separaciónmicroscópica la cual puedeafectar negativamente latransferencia de calor.
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Aspectos SobreLa Corrosión
Corrosión GalvánicaLa protección contra la corrosiónprolonga la vida del sistema, a la vezque mantiene su eficiencia. Losbeneficios de cualquier intercambiadorde calor — alta eficiencia en latransferencia de calor, ausencia defugas, tolerancia a la basura yprotección del compresor — resultansignificativos solo cuando el serpentínsobrevive a este ambiente agresivo.
La resistencia del serpentín de aluminioSpine Fin™ de Trane a la corrosión enexteriores y al deterioro subsecuente,es extraordinaria, pues cuenta con elpotencial más bajo de corrosión decualquier tecnología de transferencia decalor exterior, especialmente en:
- Ambientes costeros- Condiciones galvánicas- Ambientes de lluvia ácida
La exposición a tales ambientes sujeta alos serpentines de aire acondicionado ados acciones corrosivas dominantes:corrosión galvánica (dos metales) ycorrosión por separación.
Para ocasionar la corrosióngalvánica, dos condiciones debensatisfacerse:
1. Deben existir dos (o más) metales disímbolos próximos.
2. Un electrolito conductor, comorociado de agua salada o agua delluvia químicamente contaminada(lluvia ácida), deberá estar presentepara servir de conexión entre losmetales.
Expresado sencillamente, en lacorrosión galvánica los dos metalesactúan como una batería o celda. Elvoltaje de la batería es una función delos metales que conforman los
LA RESISTENCIA DE SPINE FIN™ A LA CORROSIÓN ENEXTERIORESEl ambiente exterior es muy severo. Exhibe cambios dramáticos de temperatura, precipitaciones pluviales, vientos yhumedad. Cerca de las costas, el aire contiene humedad saturada de sal. Dentro y alrededor de las ciudades, la atmósferacontiene óxidos de sulfuro y nitrógeno, así como polvos y gases ácidos y alcalinos. En Spine Fin™, las aleaciones dealuminio seleccionadas cuidadosamente, lo protegen incluso contra los ambientes exteriores más severos.
electrodos. El flujo de corriente (índicede corrosión) a través de la batería esuna función de la química de la solución.
Paracalcular objetivamente la corrosión de losmetales en ambientes exteriores, losingenieros clasifican las “seriesgalvánicas” de los metales. Estas“series” ordenan los metalesjerárquicamente de acuerdo con sunobleza (más electropositivos) oactividad (más electronegativos) cuandoentran en contacto con otro metal en unambiente corrosivo. Los metalescercanos al extremo noble (catódico)serán el miembro no- corroedor (cobre)de la pareja, mientras que el metal máscercano al extremo activo (anódico) secorroerá de forma sacrificada (aluminio).
Mientras mayor sea la separacióngalvánica entre los metales en lasseries (mayor la diferencia depotencial) mayor será el índice decorrosión del miembro sacrificado.
Sin un gabinete protector, los perros delvecino pueden acceder a su “Superficiede Transferencia de Calor “ con su“electrolito de conducción”.
Unidad de aleta plana en JacksonvilleBeach, con antigüedad de 18 meses enservicio, cuyo compresor falló debido a unserpentín de cobre/aluminio estropeado(metales disímbolos) por un ambiente deagua salada. Spine Fin™ ofrece 5 a 6 vecesmás servicio, bajo las mismas condiciones.
Los serpentines de cobre/aluminio (dosmetales) en ambientes costerosnormalmente fallan entre los 12 y 36 mesescon un promedio de vida de 18 meses. Elserpentín Spine Fin™ de Trane incluye unagarantía de fabricación de 5 o de 10 años.
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Una disolución de agua salada al cinco porciento indica un bajo voltaje entre la aletade aluminio Spine Fin™ y la tubería dealuminio.
Una solución de agua salada al cinco porciento indica un voltaje significativo entreel aluminio de la aleta plana y la tubería decobre.
Acercamiento de un tubo de cobre/aletaplana de aluminio que muestra severacorrosión en la lámina galvanizada y en lasaletas de aluminio adyacentes.
Después de 1000 horas en una cámara derociado salado, un serpentín de aleta dealuminio/tubo de cobre muestra los efectosde la corrosión galvánica.
Testimonio de Una InvestigaciónRealizada por la Marina de Guerra deEE.UU.En un ambiente corrosivo (costero o enzona urbana), el rendimiento delintercambiador de calor puededegradarse con bastante rapidez. Deacuerdo con un estudio independientellevado a cabo por el Laboratorio deIngeniería Civil de la Marina de Guerra delos Estados Unidos, el Centro delBatallón de Construcción Naval en PortHueneme, California, presenta pruebasen apoyo del uso de serpentines todo dealuminio en dichos ambientesclimatológicos. El Informe Técnico N° N-1560 señala que después de 24 meses, elrendimiento de los intercambiadores decalor de tubo de aluminio/aleta dealuminio, es 32% mejor que lasunidades con tubo de cobre/aleta dealuminio.
Una conclusión de esta investigación fueque: “Los intercambiadores de calorde tubo de aluminio/aleta dealuminio sin revestimiento, sontérmicamente más eficientes quecualquiera de los intercambiadores decalor de tubo de cobre/aleta de cobre sinrevestimiento, o que los de tubo decobre/aleta de aluminio, después de dosaños de operación en un ambientemarino templado”.
Aspectos SobreLa Corrosión
La siguiente tabla ofrece los potencialesde corrosión de diversos metales en unasolución de cloruro (agua marina):
Magnesio ............... menos 1.60 voltiosZinc .......................... menos 1.09 voltiosAluminio 7072 ....... menos 0.86 voltiosAluminio 3102 ....... menos 0.75 voltiosAluminio 3003 ....... menos 0.75 voltiosAcero Dulce ............ menos 0.45 voltiosCobre ....................... menos 0.17 voltios
Trane ha seleccionado el Aluminio 7072para el aletado; y el Aluminio 3102 parala tubería. La diferencia electroquímica(potencial de corrosión) entre estosmetales es mínima.
Aluminio 7072 ........ menos 0.86 voltiosAluminio 3102 ........ menos 0.75 voltios
0.11 voltios
La diferencia potencial más pequeñaentre el tubo y la aleta de transferenciade calor, es muy confiable. No obstanteque esta diferencia es insuficiente paraacelerar la corrosión de las aletas, sípermitirá que la aleta de transferenciade calor proteja, de forma sacrificada, latubería contra la posibilidad de fugas.
La mayoría de los competidores deTrane emplean la antigua tecnología deutilizar aluminio para el aletado ytubería de cobre. Una diferencia depotencial mayor acelera la corrosióngalvánica.
Aluminio 3003 ........ menos 0.75 voltiosCobre ........................ menos 0.17 voltios
.58 voltios
Los resultados de las pruebas desimulación de los laboratorioscomprueban que los serpentines detubo de cobre/aleta de aluminio son3.5 veces más susceptibles a lacorrosión (.5 dividido entre .14 iguala 3.57) que los serpentines de SpineFin™ con metales similares: tubo dealuminio/aleta de aluminio.Aluminio —¡El Metal Estable!
Unidad real Trane conseis años frente alocéano sin corrosióndel serpentín. Losdepósitos de sal no sehan acumulado encantidad suficiente parainterferir con el flujo deaire. ¡Siguefuncionando, y funcionay enfría bien!
Aspectos SobreLa Corrosión
Corrosión Por Separación delas Uniones
La corrosión por separación de lasuniones es la segunda fuerza corrosivacontra la cual un serpentín de uso exteriordebe estar protegido. Este tipo decorrosión es provocado por solucionesestancadas atrapadas en espacios muypequeños. El espacio debe ser losuficientemente amplio para que unlíquido pueda entrar por atracción capilar,pero debiendo ser lo suficientementeestrecho para preservar las condicionesde estancamiento.
Unas pocas milésimas de pulgada sonsuficientes para calificar como separacióny es típico de un espacio entre la tubería yel aletado en intercambiadores de calorpara exteriores. El mecanismo de estacorrosión se muestra en la ilustración a laderecha.
La resistencia de Spine Fin™ a lacorrosión por separación de las unioneses parte integral de la construcción deeste producto singular de Trane.
Lluvia Acida vs. Spine Fin™
La construcción resistente a la corrosiónde Spine Fin™ fabricado todo dealuminio, está reforzada por otroelemento: las característicasestabilizadoras inherentes al metal dealuminio en sí. Las atmósferasindustriales y urbanas son corrosivasdebido primordialmente a los gases desulfuro que genera la quema decombustibles. Estos gases se mezclancon vapor de agua para formar ácidossulfurosos y sulfúricos. Estoscompuestos forman la notoria “lluviaácida” la cual ha recibido tantaatención.
El aluminio es un metal activo, pero sucomportamiento es estable debidoa la invisible película protectora deóxido, firmemente adherida en susuperficie. Salvo aquellas aleacionescon el cobre como elemento principal
Vista Amplificada de CorrosiónMicroscópica Por separación de las
Uniones Entre la Aleta Plana y el Tubo
La corrosión por separación de las unionesse acelera conforme el oxígeno va dejandouna solución estancada, resultando en laconcentración de iones de cloruro.
Regularmente se hacen pruebas en lasuniones (conexiones) para condicionesextremas costeras y de lluvia ácida.Encuentre el eslabón más débil y mejórelo.¡En la actualidad se implementan nuevas ymejores ideas!
(aleaciones series 2000), las aleacionesde aluminio tienen una alta resistenciacontra la intemperie en ambientescomerciales, industriales yresidenciales, siendo resistentes a losambientes exteriores quimicoscotidianos como las soluciones deácido sulfúrico diluido y sulfuro dehidrógeno,
EtapaInicial
AletaPlana
AletaPlana
Tubo
Tubo
EtapaPosterior
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Unidades de la competencia en condominios, apartamentos y casas frente a la playa deFlorida que muestran corrosión galvánica y por separación en las uniones por el uso demetales disímbolos y serpentines asentados directamente sobre los depósitos de base.Restos de yerba seca enredada en las áreas inferiores del serpentín, aumentan la corrosiónpor la humedad conservada en el serpentín en unidades no-protegidas por un gabinete.
¡Trane lo hace mejor!
El secreto es nuestro gabinete deprotección y nuesto control deproceso… no solo el gabinete protectordel serpentín y de las uniones, sinotambién la protección del espaciadorde la charola base.
Comparación física con gabinetes de la competencia con tres años de uso encondominio de playa. Nótese la existencia de mayor corrosión significativa,tanto galvánica como electrolítica (por separación) en la unidad de lacompetencia como resultado del asentamiento del serpentín bi-metálicodirectamente sobre la charola base.
Espaciadores de la charola base delserpentín, utilizados para separar elserpentín de la charola base y así reducir lacorrosión que ocurre cuando losserpentines se asientan directamentesobre la charola base.
Pruebas del gabinete protector de Trane contra lacorrosión por el severo ambiente marino, la arena, elrociado salado y los rayos solares, después de variosaños de investigación en un área situada a 25 metrosdel océano en Kure Beach, Carolina del Norte.
Unico fabricante conespaciadores en la charolabase del serpentín
Aspectos SobreLa Corrosión
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Este es el aspecto del intercambiador decalor Spine Fin™ después de 1000 horasde exposición al rociado salado. Elacercamiento del Spine Fin™ muestrapequeños depósitos de sal, pero ninguacorrosión. Tales depósitos se eliminanfácilmente por la lluvia periódica orociándole agua limpia con unamanguera doméstica.
DESEMPEÑO DE SPINE FIN™ COMPARADO CON LA ALETA PLANA
Comparación
Unidad Trane de diez años de uso frente ala playa—el gabinete está oxidado, pero launidad ¡continúa funcionando,funcionando y funcionado!
Resultados de la prueba de limpieza de la superficie del condensadorrealizada por la compañía General Electric en un ambiente industrial enLouisville, Kentucky (1971-1972).
Comparación de Desempeño de Spine Fin™ Contra la Aleta Plana
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¡Serpentín de aleta plana totalmente deteriorado!Unidad de la competencia de seis años de uso. Este serpentín decobre aleta plana de aluminio tuvo corta vida en un ambientemarino. La corrosión galvánica y por separación en las uniones hadestruido el contacto de aleta/tubo. ¡No funciona en absoluto!
Serpentín de aleta plana deteriorado parcialmente.El contacto mecánico y por tanto térmico se ha perdido entoda la profundidad de este serpentín.
Serpentín de playa de diez años de uso. El gabinete se ha corroído,pero el serpentín Spine Fin™ ha mantenido su integridad y sutransferencia de calor, incluso en la parte inferior, debido en granparte a los espaciadores que separan el serpentín de la charola base.
El concepto de Spine Fin™ de Trane y suconfiguración de cuatro costados presentauna amplia área de superficie hacia lacorriente de aire exterior. La transferenciade calor ocurre en todos los costados.
DETERIORO DE SPINE FIN™ COMPARADO CON LA ALETA PLANA
Comparación
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Tecnología
La máquina patentada de SpineFin™ (izquierda) enrolla ellistón de aluminio retorcidoapretadamente sobre la tuberíarevestida de adhesivo. El colorcobrizo que se visualiza(derecha) muestra el adhesivoque se ha extruído hacia afuerapor debajo de las aletas,uniéndolas y sellándolas contrala entrada de humedad.
PROCESO DE FABRICACIÓN Y TECNOLOGÍA DE SPINE FIN™
Este tubo de cobre patentado y pre-estañado permite a Trane realizar unaconexión de transición de cobre/aluminiosorprendentemente firme.
La clave de la fuerza de la aleta Traneestá en la construcción de una zapata debase en el listón de la aleta. Esta zapatade refuerzo doble, proporciona alivio detensión durante el proceso de formaciónde la aleta y minimiza el endurecimientopor trabajo del metal.
Integridad de la Unión: ¡El primero y único fabricanteen ofrecer un serpentín con garantía de 10 años!
Trabajando en Conjuntopara Minimizar la Corrosión
El Spine Fin™ se fabrica en máquinaspatentadas de alta velocidad quecortan, dan forma y van envolviendolistones de aluminio alrededor de latubería de aluminio. La tuberíaemerge a través de un baño deadhesivo de color en el centro de lamáquina. El baño de adhesivorecubre el tubo. Los rodillos enrollanlas cintas apretadamente al tubo,utilizando el adhesivo de unión. Lamayor parte de este compuesto esextruído entre las bases de las doscintas de aluminio. Esta acciónproduce un doble beneficio.
Primero, adhiere apretadamente loslistones de las aletas al tubo paraasegurar una buena transferencia decalor. Segundo, el adhesivoextruído forma una barrera contrala acción capilar. Al sellar contra laentrada de humedad y electrolitos elespacio existente entre el tubo y labase de la aleta, se minimiza lacorrosión galvánica y la deseparación de las uniones.
La tecnología de serpentines de aletaplana no proporciona estaprotección. En su construcción,muchas láminas de aletas se apilanen tubos paralelos. Entonces, lostubos son expandidos para hacercontacto con las aletas. No existeprotección contra la corrosióngalvánica y/o por separación de lasuniones.
Como se muestra en la Página 11, enun serpentín de aleta plana de cobre/aluminio la pérdida de contacto entrela aleta de aluminio y el tubo de cobrepuede ser particularmentedevastadora. A medida que las aletasse corroen sacrificadamente, se formaun espacio de aire entre las aletas y eltubo; ver fotos de la Página 11.
La capacidad de transferencia de calordisminuye (el aire es un gran aislante)y la eficiencia de la máquina sedegrada por debajo de la escalapublicada. Este deterioro en surendimiento, rara vez se da a conocer,a no ser por el gradual aumento delos costos por el consumo de energía.La humedad puede penetrar durantela noche cuando el rocío a la orilla delmar se asienta sobre el serpentíndurante los ciclos de paro del equipo.Los condensados acumulados seevaporan, mientras que la salcontinúa acumulándose sobre lasuperficie del serpentín. Incluso unserpentín de aleta plana totalmentede cobre, no detiene la corrosión.
Conexiones de Transición
Al igual que otros fabricantes, Trane utilizatubería de cobre en el circuito derefrigerante. Lo singular de Trane, es laconexión de transición de cobre/aluminio. Este componente está pre-estañado ultrasónicamente con unasoldadura de aluminio, rica en zinc.Conforme se va ensamblando dentro de latubería calentada de aluminio, forma uncordón de soldadura en la unión. Estecordón de soldadura es de sacrificio yprotege ambos metales de base contra lacorrosión.
Esta conexión exclusiva es tan confiable,que una encuesta que durante cincoaños se llevó al cabo por elDepartamento de Servicio de Productosde Trane, mostró que el índice de fugasen campo en dos millones de serpentinesde diversos tamaños que contenían 15millones de dichas uniones, ¡fue tan sólode 0.5% en cinco años! ¡Esta es unaproporción de tan sólo una por 2,000uniones, en un período de cinco años!
Nueva TecnologíaSerpentín de Dos Hileras. En lasunidades de gran tonelaje, hemosrediseñado el proceso y latecnología de manufactura de losserpentines de dos hileras SpineFin™ de alta eficiencia.
Trane: Esta sección deSpine Fin™ ha sidomontada sobre plástico.Fue cortada a lo largo y eltubo ha sido extraído.Observe la coberturacompleta del tubo por labase del material de lasaletas. Obsérvesetambién el adhesivoobscuro extruídocontínuamente dentro delos pequeños espaciosentre las bases de lasaletas.
Intento del Competidorpara Alcanzar laTecnología de Spine Fin™:Esta sección de unserpentín de lacompetencia, con el tuboextraído, muestra la pobrecobertura del tubo, unaestrecha base de las aletasy la falta del selladoradhesivo. Retirado delmercado a causa dedemasiados problemas conel producto. (Actualmentefuera de producción).
Trane: Seccióntransversal de SpineFin™ montada sobreplástico. Observe lagruesa pared del tubo ylas aletas más largas,anchas y firmes.
Competidor: Estasección de un serpentínde la competenciamuestra un tubo másdelgado, con aletas másestrechas y cortas. Estasaletas se desprendenfácilmente al toque, o alexponerse a lacorrosión. (Actualmentefuera de producción).
CALIDAD DE FABRICACIÓN A LARGO PLAZO
Tecnología
En las bombas de calor y en losacondicionadores de aire, son muchaslas ventajas de los intercambiadores decalor totalmente de aluminio provistosde aletado radial. Prueba de ésto es quedurante 40 años el líder de la industria,Trane, ha demostrado el uso y laconfiabilidad de los serpentinesmonometálicos de tipo aleta radial.
En Trane, Spine Fin™ se fabricacuidadosamente para maximizar laeficiencia inherente, la durabilidad y losbajos requerimientos de mantenimientode los intercambiadores de calor detubos provistos de aletado radial. Traneselecciona únicamente tubería dealuminio de alta calidad, la cual esextruída y después sellada en unaatmósfera de nitrógeno. Estematerial es controlado químicamente,cuidando su limpieza y templado. Elmaterial de la aleta también esseleccionado por su química especial ysu templado.
En la planta de Trane ubicada en Tyler,Texas, cada día laboral produce más de100 millas del exclusivo Spine Fin™. Enun año típico, Trane produce más de26,000 millas de Spine Fin™, utilizando19 millones de libras de aluminio.Suficientes para dar la vuelta al mundo.
La superioridad del proceso defabricación y del producto Trane, seobserva en dos formas. La primera, a laderecha, es una comparación gráficaentre el intercambiador de calor deTrane y su competidor de antaño tubode aluminio/aleta de aluminio.
La segunda, es un examen de la garantíade Trane. La prueba más convincente dela calidad de Spine Fin™ es laafirmación de Trane, líder industrial,contenida en la página 15 de la garantíade protección al consumidor en bombasde calor XL y acondicionadores de aire.
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Facilidad para Limpieza
Cuando así sea requerido, losserpentines de Spine Fin™ puedenlimpiarse con un flujo de aire inversoa baja velocidad o bien con agua.Aún el peor ofensor, el álamo, puederetirarse fácilmente de un serpentínSpine Fin™, chamuscándolo con unaflama baja y enjuagando los resíduoscon una manguera casera.
Se realizó una prueba paradeterminar los efectos de laacumulación de polvo y la limpiezadel serpentín en dos tipos deserpentines.
VENTAJA ADICIONAL DE SPINE FIN™
Los resultados indicaron que laconfiguración de Spine Fin™ es mástolerante a la acumulación profundade polvo y que respondesatisfactoriamente a la limpieza. (VerPágina 10).
De hecho, hay Seis Maneras Fácilesde Limpiar el Spine Fin™ .. .. ..cepillo, peine, agua de mangueracasera, una flama baja para el álamo,limpiador de serpentín de baseprotéica para pelaje de animal,enjuagues de agua y cualquierlimpiador de serpentín no-ácido.
Carga de Superficie. He aquí lo que sucede al polvo enun serpentín de cara plana. La limpieza de la aleta plana dedos hileras es incluso más difícil.
Carga de Profundidad. Un SpineFin™ de carga de profundidad tienemuchas aletas que siguen transfiriendo elcalor por encima de la capa de polvoacumulado.
Años de experiencia en la aplicaciónhan comprobado una ventajaadicional de Spine Fin™: unapérdida insignificante de efectividadpor la cantidad de incrustación en elintercambiador de calor a causa de laacumulación de polvo. Existen dosrazones para ésto:
Primera, las miles de aletas radialespresentan un área amplia y expuestaa la corriente de aire exterior no-filtrada. Una amplia superficiepermite más flujo de aire a menorvelocidad. Una menor velocidadsignifica que una menor cantidad desólidos (tierra, hierba, hojarasca, etc.)sean recogidos en la corriente de aireexterior, reduciendo así laacumulación normal de basura.
Segunda, Spine Fin™ tiene miles debordes principales (relalción deborde alto).
¡La basura se oculta en el tubo,dejando expuesto el material dealetas para transferir el calor!
Debido a este fenómeno, muchasaletas intersectan la corriente deaire por sobre la acumulaciónnormal de polvo. Así semantiene la capacidad detransferencia del calor.
En contraste, los serpentines de aletaplana tienen un solo borde principal(baja relación de borde). El polvotiende a acumularse aquí, puesto queeste borde “toca” primero lacorriente de aire. Este fenómeno hasido designado como “carga desuperficie”, que puede reducirsignificativamente el flujo de aire y eldesempeño del serpentín como sifuera una malla acumulando depelusa y polvo). El resultado es unapresión elevada de descarga delcompresor, una eficiencia reducida yun alto esfuerzo mecánico.
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LA PROMESA DE NUESTRA GARANTÍA XL …. “Además, si fallara el motocompresorsellado o, si el serpentín delcondensador Spine Fin™ setornara defectuoso, una o ambaseventualidades debidas a defecto defabricación dentro del primerohasta el décimo año de la fechade compra original, Traneproporcionará, sin cargo adicional, lareposición del serpentín delcondensador.
A partir de esta publicación, ¡sóloTrane ofrece una garantía completade 10 años, no prorrateada, en elserpentín del condensador!
.. .. y el Mantenimiento
La tubería Spine Fin™ es uncomponente altamente confiable querara vez requiere de reparación. Suaplicación en la industria de aireacondicionado precedió a la industriade reparación con soldadura hastaentrado el Siglo XX. Durante losaños sesenta y al inicio de lossetenta, la reparación del aluminiocon soldadura de latón o soldaduranormal era difícil debido a la escasezde aleaciones y fundentes efectivos.Los mecánicos de refrigeración sevolvieron temerosos de soldaraluminio.Hoy, sin embargo, la necesidad devarillas de soldadura de aluminio asícomo fundentes, ha sido cubierta conuna gran variedad de productos.Estos productos permiten rápidasreparaciones de alta resistencia dealuminio. La técnica es sencilla. Elreparador utiliza una lija para retirarla capa de óxido que tiene un puntode fusión más alto que el metal base.Una llama carburizante, junto con lasoldadura y fundente apropiados,asegurarán una reparación sólida.
Además de la reparación por
soldadura, la tubería de aluminiopuede ser reconectada utilizandoconexiones mecánicas. Trane ofreceun acoplamiento de compresión tipoaeronáutica. Otros proveedores derefrigeración fabrican una variedadde conexiones con abrazaderas,ganchos y epóxicas.
Debido al amplio uso del aluminio enla construcción de productosavanzados actuales (aviones,automóviles, acondicionadores deaire, ventanas residenciales, sartenes,etc.) la mayoría de los mecánicos derefrigeración moderna conocen lastécnicas y productos para hacer lasreparaciones de aluminio.
Técnica de Reparación
del Serpentín(Pub. N°. 34-4035)Materiales requeridos:
· Soplete· Varilla de Soldadura All State #31
1/16” de All State Sealcor· Fundente Especialmente
Formulado para Uso con All State#31
· Lija
Juego de Acoplamiento Opcionalpara Reparación de Serpentinesde Aluminio
3/8” OD Kit 1146........1/ 2” OD Kit 1147
Todos los Acondicionadoresde Aire y Bombas de CalorTrane utilizan la TecnologíaExclusiva Spine Fin™
Compromiso
Acuda a suDistribuidorLocal paraconocer losprecios y ladisponibilidad.
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La Marina de Guerra aceptó el serpentínSpine Fin™ para ser utilizado enambientes corrosivos - el único serpentínaceptado sin recubrimiento “Heresite”.Muchos serpentines de los competidoresrequieren de su reemplazo, antes de lacaducidad de la garantía estándar delserpentín de Trane. Muchos serpentinesde Trane continúan funcionando despuésde 10 años en estos ambientes corrosivos.“¡Comparado con la aleta plana común,Spine Fin™ dura de 3 a 6 veces más!”.
.. ..o bien deberá construírse unintercambiador de calor completamente dealuminio con tubería de aluminio 3102, quecumpla con las propiedades químicas ymecánicas B-491 de la ASTM y que tengaun mínimo de presión de ruptura de 1,800PSIG, con material de aleta de aluminio7072, que cumpla con la norma B-209 de
ASTM, adherida a la tubería de aluminio conuna capa delgada y contínua de adhesivosólido, altamente térmico, de base acrilica,que impida la entrada en contacto directo deuna solución electrolítica entre la tubería dealuminio y el material de la aleta de aluminio.
Los ingenieros y los diseñadores necesitandefinir las especificaciones de Spine Fin™.Lo que usted necesita es dar estainformación a su especificador y pedirle alingeniero que solicite “Spine Fin™” o su“equivalente”. Las especificaciones queaparecen abajo definen completamente todolo que su especificador necesita saber sobreSpine Fin™ para lograr una especificaciónmuy precisa. Esto es suficiente o igual a lasespecificaciones requeridas para las obras degobierno que requieren de aletas planas quelleven un recubrimiento fenólico protector.
PARA LOS MERCADOS DE OFERTA Y ESPECIFICACIONES….
EspecificacionesSpine Fin™
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El intercambiador de calor singularSpine Fin™ de Trane es lo más avanzadoen tecnología de transferencia de calorpara las aplicaciones actuales de aireacondicionado y de bomba de calor. Sele otorga esta distinción por lo siguiente:
· La configuración Spine Fin™ reducelas fugas.
· El bajo volumen de refrigerante deSpine Fin™ realza la vida delsistema del compresor.
· La configuración menos densa deSpine Fin™ reduce el tiempo delmodo de desescarche de la bombade calor.
· La construcción monometálica dealuminio de Spine Fin™ resiste lacorrosión en ambientes exteriores.
·
Conclusión
La superficie abierta de SpineFin™ y los ángulos de sus aletasevitan la incrustación de la caradel intercambiador de calor.
· El método de fabricación deSpine Fin™ es superior.
· Garantizamos nuestro serpentínde “metal similar” Spine Fin™por 10 años: garantía delfabricante.
· El primer fabricante engarantizar el serpentín exteriorpor 10 años—incluso en áreascosteras de agua salina, de altacorrosión.
El viejo y el nuevo — ¡todavía funcionando y funcionando! Un modelo Trane de 1987muestra corrosión galvánica, más no da muestras de corrosión por separación delserpentín debido a los metales similares y al adhesivo de unión.. Además, se observauna segunda unidad XE 1000 1994 perfectamente reluciente.
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La historia del Spine Fin™ comenzó70 años atrás, lo cual supone muchosaños de investigación básica,evaluaciones comparativas, mejorasen los diseños, aplicación en lossistemas y progreso en la fabricación.Los momentos más importantes deesta historia se indican acontinuación.
1927 - Preparación de un extensoresumen de leyes y datossobre la transferencia de calortomados de la literaturamundial.
1932 - Publicación del resumen; lainformación apoyó el diseñode los primeroscondensadores derefrigeración.
1937 - Investigación fundamentalsobre la transferencia de calorentre la superficie de aleta yuna corriente de aire, enrelación con las dimensionesde la superficie y las caídas depresión. Se lograronimportantes resultados.
1945 - Las mejoras durante la post-guerra con respecto al diseñoy la tecnología de fabricación,hicieron del aluminio el metalelegido como materia primade las aletas en la industria delos intercambiadores decalor.
1950 - La demanda por sistemascentrales pequeños deacondicionadores de aire eintercambiadores de calor dealeta-tubo, aumentónotablemente debido a: (1)crecimiento del mercadoresidencial; (2) desarrollo demotocompresoresherméticos; (3) uso del R-22(4) cambio a condensadoresenfriados por aire; y (5)tendencia hacia el uso deventiladores de propela porsobre los ventiladorescentrífugos para seccionesexteriores.
1954 - Se inició la investigación sobreel desarrollo y fabricación deuna nueva aleta segúnindicaban investigaciionesanteriores. Los resultadosdramaticamente favorablesconfirmaron los hallazgosanteriores.
1957 - Se establecieron los métodosde producción y configuraciónde la tubería Spine Fin™Comenzó la producción a granescala..
1964 - Aplicación a gran escala de latuberia Spine Fin™ en loscondensadores centrales deaire acondicionado.
1967 - Aplicación de Spine Fin™ enlas secciones exteriores de lasbombas de calor.
1969 - Producción a gran escala de latubería de Spine Fin™construída en su totalidad dealuminio (mono-metálica).
1973 - Garantía del serpentín por 5años.
1986 - Trane presenta la primeragarantía por 10 años delintercambiador de calorresidencial. Madura latecnología de la transferenciade calor. El Spine Fin™mejorado de Trane, encabezala industria estadounidense allograr, con muchos esfuerzos,grande ganancias eneficiencia.
1996 - Se inicia la producción normalde Spine Fin™ de 2 hileras.
Historial del Spine Fin™
Desarrollo del Spine Fin™Los principales proyectosemprendidos en 1927, 1937 y 1954proporcionaron la información paradiseñar y construir el intercambiadorde calor Spine Fin™. Las principalestareas, hallazgos y logros fueron:
1. Derivación, a partir de definicionesbásicas, de ecuaciones queexpresaron el área de superficie yárea frontal en términos decoeficiente de transferencia de calory caídas de presión del aire que semueve a través del intercambiadorde calor.
2. Búsqueda de una mejorconfiguración de la aleta.
3. Conceptualización de unamultiplicidad de cintas angostas.
4. La configuración de las espinaspermite el libre flujo del aire yreduce la capa límite o “inactiva” lacual aisla y obstaculiza elfuncionamiento del serpentín dealeta plana. Incremento dramáticoen la eficiencia neta de la superficiede transferencia de calor del nuevo“Spine Fin™”.
5. El alto coeficiente de transferenciade calor de los tubos de “SpineFin™” permite menos hileras, yevita el fenómeno de disminución dela efectividad de las hileras.
6. Los prototipos de máquinas y eldesarrollo de modelos deproducción para lograr altavelocidad en la fabricación de laconfiguración final de la tubería deSpine Fin™.
En 1980, después de 24 años de uso agran escala, se obtuvo esta otraconclusión adicional de ingeniería enrelación a los beneficios de SpineFin™ desde el punto de vista deefectividad térmica y de costo:
“Esta tubería proporciona el menorpeso del material de las aletas y elmenor caudal para un desempeñotérmico específico de cualquier otraforma de tubería aleteada consideradahasta ahora para su uso en loscondensadores del equipo de aireacondicionado».
¿Qué Mostró la investigación?
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Referencias1. Compact Heat Exchanger
History, TecnnologicalAdvancement and MechanicalDesign Problems HTD -Volumen 10 Editado por R. K.Shah, et al. The AmericanSociety of Mechanical Engineers
2. The Corrosion of Light MetalsH.P. Godard et al. John Wiley &Sons, 1967
3. Performance of Uncoated andCoated Nonferrous Heatexchangers in a TemperateMarine Environment for TwoYearsT. Roe Jr. et al. Naval CivilEngineering Laboratory, 1979
4. Attachment “B” CoastalEquipment Installations (9Year Test Period)5 units at U.S. Naval StationMayport, Florida, Building 27 PostOffice, 161 Open Club, 414 HobbyShop and 299 Pass & I.D.BRW0060 BGWA12, BWR960
80 Units Seascape Condos, 1601Ocean Drive South, Jacksonville,Florida (5 miles from Mayport)
Nota: 30% de las unidadesoriginales estaban aún enoperación en área costeradespués de 20+ años.
Referencias
No. de Catálogo 22-8900-02-ES
Fecha Junio 2000
Reemplaza 50-5073-1
Almacenaje La Crosse
En virtud de que The Trane Company mantiene una política de mejoramiento contínuo de sus productos,se reserva el derecho de cambiar sus diseños y especificaciones sin previo aviso.
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