La fabricación de serpentines (coils, en inglés) es un proceso esencial en la industria HVAC&R a nivel global, y uno de los principales retos de los fabricantes es mejorar el tiempo ciclo o takt time de la línea de producción, para poder ser más eficientes y competitivos.
En este artículo, queremos compartir nuestra experiencia en conjunto con VES Global, en la mejora del proceso de detección de fugas con helio, utilizando solo una cámara de vacío y helio para la prueba de fugas, así como estaciones de reparación con sniffer y carga de nitrógeno para el empaque y envío a cliente final.
¿Por qué es importante hacer detección de fugas con helio a los serpertines o coils?
Antes de entrar en detalles, es importante entender el porqué de la criticidad de la detección de fugas con helio en la fabricación de serpentines o coils.
Para prevenir fugas en el serpentín, es importante realizar detección de fugas con helio regulares durante el mantenimiento del equipo y asegurarse de que se están utilizando los materiales y métodos de soldadura adecuados durante la fabricación del serpentín.
También se pueden utilizar tecnologías avanzadas de detección de fugas con helio, como cámaras de vacío y helio, y con sniffer, para detectar fugas en el serpentín de manera temprana y tomar medidas preventivas para evitar problemas mayores.
¿Cuáles son los mayores problemas de una fuga en un serpentín durante su operación?
La reducción de la eficiencia del sistema, debido a que el refrigerante no podrá transferir el calor de manera adecuada, lo que aumenta el consumo de energía y disminuye la capacidad de enfriamiento o calefacción del equipo.
Las fugas de refrigerante pueden tener un impacto negativo en el medio ambiente, ya que muchos refrigerantes son sustancias que contribuyen al calentamiento global. Si se liberan a la atmósfera, pueden contribuir al agotamiento de la capa de ozono y al cambio climático.
Las fugas en el serpentín también pueden generar problemas de seguridad si el refrigerante es inflamable, como en el caso de algunos refrigerantes de bajo GWP. En estos casos, las fugas pueden aumentar el riesgo de incendio o explosión en el área donde se encuentra el equipo de HVAC/R.
Ahora bien, les platicaremos cuál era el proceso de detección de fugas con helio durante la fabricación de estos serpentines que utilizarían R410-A.
Primeramente, se realizaba una prueba de alta presión (proof test) con nitrógeno para analizar la integridad de las soldaduras y los materiales de fabricación. Tenían 6 estaciones para este proceso de carga a alta presión.
Venteaban el nitrógeno, y pasaban a la siguiente estación para cargar refrigerante.
Una vez cargado el refrigerante, pasaban a una cámara de detección de fugas de refrigerante. Contaban con 3 estaciones de detección de fugas.
Al pasar el producto conforme, en una siguiente estación se recuperaba el refrigerante.
Al finalizar, cargaban con nitrógeno a 100 PSI para el empaque y el envío de la unidad Split.
¿Qué le ofrecimos en VES a esta compañía?
Reducción de su footprint o espacio de piso en el proceso de detección de fugas con helio en un 60%. Desarrollamos una cámara de detección de fugas con helio que pudiese cargar nitrógeno a cierta alta presión permisible para su prueba proof, y posteriormente, realizar la prueba de fugas con helio en una cámara de vacío, y recuperarlo. Todo en una misma estación, y conservando un tiempo ciclo de 30 segundos. Se redujo el footprint a solo 3 cámaras de prueba de fugas y un recuperador de helio
Implementación de una sub-estación para la prueba de fugas con helio puntual con sniffer, permitiendo la reparación de soldaduras durante el mismo proceso o estación. Esta estación se le llamó Repair Station.
Implementación de sub-estaciones de carga de nitrógeno para empaque y envío.
Mayor repetibilidad. Las pruebas de fugas con refrigerante no funcionan muy bien. Es un proceso único en el que no se puede controlar el fondo en la cámara, y no es un buen gas trazador. Sin embargo, el helio, es un gas trazador por excelencia, se expande y se distribuye rápidamente. Podemos limpiar el fondo de la cámara de forma más sencilla, y esto permite mayor repetibilidad.
Automatización. Se entregó una línea de producción semiautomática, permitiendo la reducción de problemas por fallas del operador.
Tiempo de entrega ágil. Pudimos entregar rápidamente el proyecto, debido a que contamos con diseños probados que nos permitieron resolver los problemas específicos de la industria rápidamente.
Reducción de costos. Una vez implementado el proyecto, hubo significativas reducciones por problemas por garantía y devoluciones de campo.
Gracias al aprendizaje de esta implementación, ahora nos encontramos haciendo las adecuaciones al proceso necesarias debido a que los nuevos serpentines estarán utilizando el refrigerante R32.
R-32 tiene algunas características que pueden afectar la operación de los equipos de HVAC/R, como una presión de trabajo más alta en comparación con otros refrigerantes comunes, lo que requiere que los componentes del sistema sean capaces de manejar estas mayores presiones. Asimismo, es más flamable que el R410-A.
Además, los fabricantes pueden tener que ajustar los diseños de los serpentines para mejorar la eficiencia del intercambio de calor, ya que el R-32 tiene una conductividad térmica diferente en comparación con otros refrigerantes. Esto puede requerir cambios en la geometría de los serpentines y en la selección de materiales para asegurar una transferencia de calor óptima.
En cuanto a la calidad, el uso de R-32 puede requerir un mayor control de calidad durante la fabricación de los serpentines para garantizar que sean resistentes a la corrosión y la presión.
El R-32 es ligeramente ácido, por lo que puede ser más corrosivo que otros refrigerantes, y puede requerir el uso de materiales más resistentes a la corrosión para los serpentines.
También puede requerir pruebas de presión adicionales durante la fabricación para asegurar que los serpentines sean capaces de soportar las mayores presiones de trabajo asociadas con el R-32.
