L'eau est utilisée pour refroidir et chauffer l'air dans les serpentins d'échange thermique à tubes ailetés depuis presque les débuts du chauffage et de la climatisation. Le gel du fluide et les dommages qui en résultent pour les serpentins existent depuis tout aussi longtemps. Il s'agit d'un problème récurrent, souvent évitable.
Dans cet article, nous avons listé quelques conseils pour vous aider à prévenir le gel des serpentins en hiver.
1. Si l'appareil ne fonctionne pas pendant l'hiver, toute l'eau contenue dans le système doit être évacuée afin d'éviter la fissuration du serpentin.
2. En cas d'urgence, comme une coupure de courant ou une opération de maintenance électrique, le registre d'air doit être immédiatement fermé afin d'empêcher toute entrée d'air extérieur dans le système. Le fluide ne circulant plus dans le serpentin, la baisse de température à l'intérieur de la centrale de traitement d'air (CTA) peut entraîner la formation de glace. La température à l'intérieur de la CTA doit être maintenue au-dessus de 5 °C.
3. Nettoyer régulièrement le serpentin et le filtre à eau. Des objets coincés dans la canalisation peuvent entraîner une mauvaise circulation de l'eau. En cas de gel, du liquide peut s'accumuler dans le tube du serpentin et l'endommager.
4. Conception inadéquate du système de contrôle. Certains systèmes de contrôle ajustent uniquement l'ouverture de la vanne d'eau, et non la vitesse du ventilateur, en fonction du thermostat intérieur. Ce manque de contrôle du ventilateur entraîne une faible circulation d'eau et un volume d'air élevé, provoquant le gel de l'eau dans le serpentin. (La vitesse d'eau standard dans le serpentin doit être comprise entre 0,6 et 1,6 m/s.)
Le circuit de la bobine où la pression s'accumule constitue le point faible de ce circuit. Des tests approfondis ont démontré que la défaillance se manifeste par une zone gonflée au niveau du collecteur ou du coude du tube. Dans la plupart des cas, il s'agit de la zone qui se rompt.
Veuillez consulter ci-dessous le calcul de la pression due au serpentin gelé.
P=ε×E kg/cm2
ε = Augmentation du volume (Conditions : pression atmosphérique de 1, 0 °C, volume de 1 kg d'eau)
ε = 1÷0,9167＝1,0909 (augmentation de volume de 9 %)
E = module d'élasticité en traction (Glace = 2800 kg/cm2)
P = ε × E = (1,0909 - 1) × 2800 = 254,5 kg/cm²
La surpression est à l'origine des dommages causés par le gel à un serpentin. Ces dommages, dus au gel d'une conduite de liquide, sont liés à la pression extrême générée lors de la formation de glace. La zone contenant cette glace ne peut supporter cette surpression que jusqu'à un certain point, entraînant des dommages à l'échangeur de chaleur et sa défaillance.
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Date de publication : 13 janvier 2021
