Corrosion formicaire et encrassement de biofilm des serpentins de refroidissement

Par Normand Brais P.Eng., M.A.Sc., Ph.D.

INTRODUCTION

La climatisation est responsable d’une consommation d’électricité substantielle et d’une demande importante dans la plupart des États-Unis. Au cours des dix dernières années, les chercheurs en économie d’énergie ont étudié de plus en plus la climatisation. Une grande partie de ces recherches ont porté sur l’impact du débit d’air, les fuites dans les conduits, et le niveau de charge du réfrigérant sur les performances de refroidissement.

Les chercheurs ont négligé l’encrassement de l’évaporateur et la corrosion formicaire. Connu sous le nom de corrosion du nid de fourmis, de fuites de champagne ou simplement de formicaire, le problème se présente comme une fuite difficile à détecter dans l’embout de l’ailette d’un serpentin d’évaporateur. Cette petite fuite ou série de fuites entraîne une perte de réfrigérant du système au fil du temps. Bien que l’incidence de la corrosion formicaire soit faible à l’échelle nationale, elle est plus fréquente dans les climats chauds et humides que l’on trouve dans les régions méridionales des États-Unis, où des biofilms visqueux recouvrent les ailettes des serpentins.

 QUELLES SONT LES CAUSES ?

L’effet tunnel responsable de la corrosion est provoqué par la présence d’acides organiques mélangés avec de l’humidité sur le tube de cuivre à l’intérieur du serpentin. Deux acides courants connus pour causer la corrosion formicaire sont l’acide formique et l’acide acétique. Certaines huiles de fabrication et certains lubrifiants peuvent contenir des composés qui forment ces acides organiques, mais des articles ménagers courants peuvent également se décomposer en acides formique et acétique. Ceux-ci peuvent inclure des matériaux de construction, tels que des adhésifs au formaldéhyde, des isolants en mousse et des stratifiés, ainsi que des produits d’hygiène personnelle, tels que les cosmétiques, les désinfectants, les désodorisants et les solvants de nettoyage. Pour initier la corrosion, la présence d’eau est nécessaire. Le taux de corrosion est aggravé par la présence de biofilm de moisissures qui garde les ailettes humides.

 COMMENT LES RÉDUIRE ?

Tous les techniciens vous diront que chaque fois qu’ils regardent ces serpentins, ils sont souillés de biofilm de moisissures. Lors d’un entretien courant et d’une mise en service résidentielle, le nettoyage du serpentin de l’évaporateur se fait avec une brosse métallique et un détergent ou un autre produit chimique de nettoyage, et le serpentin extérieur est débarrassé de feuilles et autres débris. Au cours des vingt dernières années, la simple utilisation de rayons ultraviolets germicides appropriés permet d’empêcher cela et de maintenir le serpentin propre et exempte de toute accumulation de biofilm.

La présence de biofilm de moisissures sur le serpentin de refroidissement agit comme une éponge pleine eau qui maintient les ailettes constamment mouillées et collantes, capturant et retenant les particules et les contaminants chimiques, et améliorant ainsi la vitesse de corrosion de l’acide formique. Lorsque le biofilm est éliminé avec un système UV germicide efficace, le serpentin n’est plus mouillé en permanence, ne piège pas et ne retient pas autant de contaminants et, par conséquent, sa vitesse de corrosion est fortement réduite.

                                                         L’accumulation de biofilm de moisissures dans le coin inférieur droit bloque complètement le flux d’air

Les serpentins sont normalement encrassés à cause des bioaérosols et autres matières biologiquement actives omniprésentes dans les climats chauds. Cela entraîne aussi généralement d’importants problèmes de qualité de l’air intérieur susceptibles de déclencher des réactions allergiques respiratoires des occupants du bâtiment.

                                Croissance de biofilm fongique sur un serpentin de refroidissement résidentiel (à gauche) et commercial (à droite)

Le biofilm à l’origine de l’encrassement de l’évaporateur et de sa corrosion accélérée a également une incidence sur les performances de refroidissement et l’efficacité énergétique. Les grands serpentins commerciaux de chauffage et de refroidissement ont les mêmes problèmes et sont sujets aux mêmes types d’encrassement et de corrosion qui en découlent. Leur durée de vie peut également être augmentée, notamment en utilisant un système germicide UV approprié qui empêche la formation de moisissures dans les climats chauds et humides.

La première étape à suivre pour réduire la corrosion formicaire due est de prévenir la formation d’un biofilm de moisissures et de champignons avec un système UV germicide adéquat. Les ailettes sans biofilm seront moins susceptibles de retenir les poussières et les composés potentiellement corrosifs, ainsi que l’humidité qui active l’effet de la corrosion.

Références

Siegel, Jeffrey, I. Walker & M. Sherman. 2002. “Dirty Air Conditioners: Energy Implications of Coil Fouling” Submitted to the 2002 ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings.

Siegel, Jeffrey A. and W.W. Nazaroff. 2002. « Modeling Particle Deposition on HVAC Heat Exchangers. » Submitted to the Indoor Air 2002 conference.

Siegel, Jeffrey and I.S. Walker. 2001. “Deposition of Biological Aerosols on HVAC Heat Exchangers.”

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