Dispositif de traitement des réseaux d'eau et de piscines par ionisationTreatment device for water networks and swimming pools by ionization
cuivre argent. Le dispositif comporte une unité centrale électronique ainsi qu'une chambre d'ionisation. La chambre d'ionisation, dans laquelle se produit l'électrolyse, renferme les électrodes en alliage homogène de cuivre et d'argent purs mais aussi les capteurs permettant de mesurer en continu le cuivre libéré dans l'eau et donc d'ajuster en temps réel la puissance de l'appareil (l'électrolyse et le temps d'inversion de polarité). L'unité centrale électronique peut être externe (Figure 1) ou totalement intégrée à la chambre d'ionisation (Figure 4), et joue le rôle de dispositif de lecture et écriture des paramètres de contrôle, à distance ou in situ. D'autres capteurs sont disposés en amont et en aval de la chambre d'ionisation tout au long du réseau d'eau. Des capteurs de température sont associés au dispositif, toutes les données étant envoyées par onde radio ou filaire vers un ordinateur stockant ces données sur un disque dur. La présente invention concerne un dispositif de traitement des eaux contre les algues et les bactéries par ionisation cuivre argent permettant de contrôler le développement de microorganismes. En effet les principaux dispositifs d'ionisation par la méthode cuivre argent existants se limitent à générer en continu des ions cuivre argent dans les circuits d'eau sans vérification des concentrations hautes et basses de cuivre dans l'eau : une faible concentration d'ion cuivre ne permet pas d'éradiquer les microorganismes ; une surconcentration en cuivre a des effets néfaste sur la potabilité de l'eau. Par ailleurs les dispositifs de prélèvement et d'analyse de concentration de cuivre existants imposent un prélèvement manuel de l'eau et une analyse par comparaison colorimétrique à ',œ il humain après mélange du prélèvement avec un révélateur. Il existe également des méthodes spectrophotométriques bâties avec des appareils d'analyse colorimétriques plus ou moins complexes et qui nécessitent aussi la présence d'un opérateur humain. Il en résulte que la diffusion des appareils d'ionisation cuivre argent pour limiter la prolifération des algues et bactéries est freinée par ce manque d'analyse in situ et en temps réel de la concentration de cuivre dans l'eau, qui permet corrélativement d'assurer une absence de bactérie à partir d'une certaine concentration de cuivre. Idéalement la méthode la plus efficace consisterait à mesurer directement la concentration des bactéries dans l'eau. Bien que très efficace, cette méthode est difficilement réalisable en l'état de la technique dans des coûts qui permettront d'assurer sa diffusion large et rapide. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients, et de répondre à ces besoins et leurs finalités, puisque celui-ci se propose de procéder à l'automatisation de la mesure en temps réel de la concentration de teneur en cuivre dans l'eau par capteur colorimétrique avec révélateur chimique de cuivre. Par ailleurs ce dispositif est autorégulé en ce qui concerne la diffusion des ions cuivre et argent et permet également un suivi des températures en continu ainsi que d'autres paramètres physico-chimiques tels le pH et la dureté de l'eau. C'est donc un dispositif de gestion global de la prolifération bactérienne dans les réseaux d'eau. Le dispositif global, selon l'invention, comporte un ordinateur central dénommé unité de contrôle auquel est connecté un interface de liaison avec les modules d'ionisation et de lecture des paramètres physico-chimiques à mesurer dans le réseau d'eau, modules alimentés par source d'énergie autonome batterie ou pile solaire. copper silver. The device comprises an electronic central unit and an ionization chamber. The ionization chamber, in which the electrolysis takes place, contains the homogeneous alloy electrodes of pure copper and silver but also the sensors making it possible to continuously measure the copper released in the water and thus to adjust in time. real power of the device (electrolysis and polarity reversal time). The electronic central unit may be external (Figure 1) or totally integrated with the ionization chamber (Figure 4), and acts as a device for reading and writing the control parameters, remotely or in situ. Other sensors are arranged upstream and downstream of the ionization chamber along the water network. Temperature sensors are associated with the device, all data being sent by radio or wired waves to a computer storing these data on a hard disk. The present invention relates to a water treatment device against algae and bacteria by copper silver ionization to control the development of microorganisms. In fact, the main existing silver copper ionisation devices are limited to continuously generating silver copper ions in the water circuits without checking the high and low concentrations of copper in the water: a low concentration of ion copper does not eradicate microorganisms; overconcentration of copper has detrimental effects on the potability of water. In addition, the existing copper concentration sampling and analysis devices require manual water sampling and colorimetric comparison with the human sample after mixing the sample with a developer. There are also spectrophotometric methods built with more or less complex colorimetric analysis devices and which also require the presence of a human operator. As a result, the diffusion of copper silver ionization devices to limit the proliferation of algae and bacteria is hampered by this lack of real-time in situ analysis of the copper concentration in water, which correlatively allows ensure an absence of bacteria from a certain concentration of copper. Ideally the most effective method would be to directly measure the concentration of bacteria in the water. Although very effective, this method is difficult to achieve in the state of the art in costs that will ensure its wide and rapid distribution. The device according to the invention overcomes these drawbacks, and to meet these needs and their purposes, since it proposes to automate the measurement in real time of the concentration of copper content in the metal. water by colorimetric sensor with copper chemical developer. Moreover, this device is self-regulating with regard to the diffusion of copper and silver ions and also allows continuous temperature monitoring as well as other physico-chemical parameters such as pH and water hardness. It is therefore a device for global management of bacterial proliferation in water networks. The overall device, according to the invention, comprises a central computer called a control unit to which is connected a connection interface with the ionization modules and reading physico-chemical parameters to be measured in the water network, modules powered by Autonomous energy source battery or solar cell.
L'interface de liaison pourra être de type filaire ou sans fil. L'unité de contrôle dispose d'un logiciel de pilotage du réseau de capteurs et d'ionisateurs installés dans des endroits du réseau judicieusement choisis à l'installation et au démarrage du système. Par le biais de son interface de liaison, l'unité de contrôle pourra commander et corriger les paramètres de rétroaction qui constituent la boucle de commande et de rétroaction du système. Le système de rétroaction et de compensation de la concentration de cuivre dans l'eau constitue l'organe d'autorégulation du dispositif. Ainsi on distinguera indifféremment des modules autonomes qui permettront d'une part de réaliser la fonction ionisation par commande ou télécommande d'une paire d'électrodes intimement liées au module de commande, et d'autre part des modules de mesure des paramètres d'influence de la boucle rétroactive du système global. Les modules de mesure des paramètres physicochimiques et de turbulence de l'eau circulant dans le réseau permettront l'analyse en temps réel de tous les paramètres pour lesquels ces derniers seront destinés. Les modules de mesure des paramètres d'influence intégreront toutes les interfaces électroniques de conditionnement et de mesures des paramètres de base de contrôle de l'eau : température, pH, turbidité, état d'usure des électrodes. Chaque module de commande dispose d'une interface autonome de commande de polarisation des électrodes d'ionisation (Figures 1 et 4). L'alimentation du module de commande pourra être extérieure mais aussi autoalimentée de préférence par une batterie ou pile solaire (Figures 4 et 5) afin de garantir une parfaite autonomie du module vis-à-vis de l'alimentation électrique, et faciliter ainsi l'installation des modules dans tous les endroits du réseau d'eau sans se préoccuper de la présence d'une alimentation électrique 220 V. Les électrodes sont alimentées par le module de commande par une tension continue à inversion de polarité et rapport cyclique variable. Une inversion de polarité est appliquée aux électrodes et leur fait jouer le rôle, de manière alternative, d'anode ou de cathode, dans le but de limiter leur encrassement et de leur assurer une usure équivalente. Selon un modèle de réalisation, le module de commande disposera d'un dispositif automatique de nettoyage des électrodes et de contrôle automatique de leur état d'usure : un générateur à pulsations électriques alternatives avec une fréquence et une modulation qui permettront d'assurer la fonction de détartrage des électrodes par procédé galvanique. Selon un autre mode de réalisation le module de commande disposera d'une commande de haut parleur étanche ultrasonore dont la pulsation et le volume sonore sera assez efficace pour assurer la même fonctionnalité de détartrage des électrodes d'ionisation. Le haut parleur ultra sonore sera lié mécaniquement à l'enceinte d'ionisation, sa position sera judicieusement calculée pour assurer la destruction des éléments chimiques indésirables pour le bon fonctionnement du dispositif. Le dispositif comporte également un T en PVC-C dénommé chambre d'ionisation résistant aux hautes températures et pressions, positionné en série ou en parallèle sur le réseau d'eau, dans lequel viennent s'insérer les électrodes, fixées sur un support. L'étanchéité est assurée par un collier ainsi qu'un joint se positionnant sur la sortie haute du T (Figures 2 et 3). La fixation des électrodes s'effectue à l'aide de tiges filetées aux deux extrémités, le corps de la tige sera exempt de tout filetage afin de prémunir les remontées d'eau à l'extérieur de la chambre par effet capillaire, tout autre moyen d'étanchéité de la chambre est partie intégrante du dispositif. Les électrodes disposent d'un moyen de mesure de leur usure, sans être exhaustif, ce moyen pourra consister en la mesure de la tension résiduelle produite par injection dans les électrodes d'un courant constant et calibré, il en résulte dans ce mode opératoire que les électrodes disposent d'une entrée sortie filaire permettant de mesurer leur état d'usure, la mesure s'opérant dans un état de repos et de stabilité des électrodes. Selon un modèle de réalisation non exclusif, la chambre d'ionisation contient également les capteurs permettant de mesurer les concentrations de cuivre. Les signaux mesurés sont accessibles directement à l'opérateur sur l'écran à cristaux liquides du module de commande associé à la chambre d'ionisation ou par télé contrôle sur le poste de contrôle par simple requête au module, ou par action sur des boutons poussoir intégrés dans le module de commande, il en résulte que tout autre type d'interface homme machine vis-à-vis du module de commande est une partie constituante de l'invention. Selon un autre modèle de réalisation le module de mesure de concentration de cuivre comporte une mesure de débit ainsi qu'un paramètre de distance et d'éloignement du module d'ionisation le plus proche auquel il est associé, cette fonctionnalité résultant du besoin de corréler la concentration de cuivre dans l'eau et le débit et volume d'eau à traiter dans une branche du réseau d'eau à traiter. Le dispositif, selon l'invention, est pourvu d'une autorégulation : la concentration de cuivre est détectée en continu dans l'eau. Cependant, afin de ne pas saturer les capteurs d'ions cuivre, les prélèvements ainsi que l'immersion des capteurs potentiomètriques se feront de manière séquentielle à des cycles et périodes judicieusement ajustés pour ne pas générer un vieillissement prématuré des capteurs de cuivre. Dans le cas d'une mesure optique de la concentration de cuivre, la mesure s'effectuera par prélèvement d'un échantillon d'eau et par lecture colorimétrique après mélange avec un révélateur chimique de cuivre. Selon les concentration relevées à différents endroits du réseau, le système agira par rétroaction du module de commande sur la tension appliquée aux électrodes, le temps de latence lors de l'inversion de polarité, la durée d'alimentation des électrodes, etc. permettent d'ajuster les teneurs en cuivre dans l'eau et donc de conserver des concentrations en cuivre et en argent suffisamment importantes pour avoir une efficacité optimale de l'appareil mais restant inférieures aux seuils règlementaires. De plus, il est connu qu'une bonne gestion des températures associée au dispositif de traitement cuivre argent permet de limiter d'autant plus les risques de prolifération d'algues ou de bactéries. En effet, nous savons qu'à certaines températures, les légionelles et plus généralement les bactéries qui provoquent des infections nosocomiales sont inactivées voir même détruites. Parfaitement connaître les températures des réseaux d'eaux est donc primordial dans une optique de limitation de la prolifération de bactéries dans les réseaux d'eau. De plus parfaitement connaître le débit de l'eau et déduire ainsi la cinématique des fluides dans le réseau d'eau permettra de mieux asservir et réguler le système d'ionisation cuivre argent. The link interface may be wired or wireless type. The control unit has software for controlling the network of sensors and ionizers installed in network locations judiciously chosen during installation and system startup. Through its link interface, the control unit can control and correct the feedback parameters that constitute the control and feedback loop of the system. The system of feedback and compensation of the concentration of copper in the water is the organ of self-regulation of the device. Thus, it will be possible to differentiate between autonomous modules that will make it possible, on the one hand, to perform the ionization function by command or remote control of a pair of electrodes intimately linked to the control module, and on the other hand modules for measuring the influence parameters. of the feedback loop of the global system. The modules for measuring the physicochemical parameters and turbulence of the water circulating in the network will allow real-time analysis of all the parameters for which they will be intended. The influence parameter measurement modules will integrate all the electronic conditioning and measurement interfaces of the basic water control parameters: temperature, pH, turbidity, state of wear of the electrodes. Each control module has an independent polarization control interface of the ionization electrodes (Figures 1 and 4). The power supply of the control module can be external but also self-powered preferably by a battery or solar cell (Figures 4 and 5) to ensure a perfect autonomy of the module vis-à-vis the power supply, and thus facilitate the installation of the modules in all the places of the water network without worrying about the presence of a 220 V power supply. The electrodes are fed by the control module by a variable voltage with reversal of polarity and variable duty cycle. A polarity inversion is applied to the electrodes and makes them play the role, alternatively, of anode or cathode, in order to limit their fouling and ensure their equivalent wear. According to an embodiment, the control module will have an automatic device for cleaning the electrodes and automatic control of their state of wear: a generator with alternating electrical pulsations with a frequency and a modulation that will ensure the function descaling electrodes by galvanic process. According to another embodiment the control module will have an ultrasonic waterproof speaker control whose pulsation and sound volume will be effective enough to provide the same functionality of descaling ionization electrodes. The ultrasonic speaker will be mechanically linked to the ionization chamber, its position will be judiciously calculated to ensure the destruction of unwanted chemical elements for the proper operation of the device. The device also comprises a PVC-C T called ionization chamber resistant to high temperatures and pressures, positioned in series or in parallel on the water network, in which are inserted the electrodes, fixed on a support. The seal is provided by a collar and a seal positioned on the top outlet of the T (Figures 2 and 3). The electrodes are fixed using threaded rods at both ends, the body of the rod will be free of any threads to protect the water up to the outside of the chamber by capillary action, any other means sealing of the chamber is an integral part of the device. The electrodes have a means of measuring their wear, without being exhaustive, this means may consist in measuring the residual voltage produced by injection into the electrodes of a constant and calibrated current, it results in this operating mode that the electrodes have a wired output input for measuring their state of wear, the measurement taking place in a state of rest and stability of the electrodes. According to a non-exclusive embodiment, the ionization chamber also contains the sensors for measuring the copper concentrations. The measured signals are accessible directly to the operator on the LCD display of the control module associated with the ionization chamber or by remote control on the control station by simple request to the module, or by action on push buttons. integrated in the control module, it follows that any other type of man-machine interface vis-à-vis the control module is a constituent part of the invention. According to another embodiment, the copper concentration measurement module comprises a flow measurement as well as a distance and distance parameter of the closest ionization module with which it is associated, this functionality resulting from the need to correlate the concentration of copper in the water and the flow rate and volume of water to be treated in a branch of the water network to be treated. The device according to the invention is provided with self-regulation: the concentration of copper is detected continuously in water. However, in order not to saturate the copper ion sensors, sampling and immersion potentiometric sensors will be sequentially cycles and periods carefully adjusted not to generate premature aging of copper sensors. In the case of an optical measurement of the copper concentration, the measurement will be carried out by taking a sample of water and by colorimetric reading after mixing with a copper chemical developer. Depending on the concentrations found at different points in the network, the system will act by feedback from the control module on the voltage applied to the electrodes, the latency time during the polarity inversion, the electrode supply time, etc. allow to adjust the copper contents in the water and thus to keep copper and silver concentrations large enough to have optimal efficiency of the device but remaining below the regulatory thresholds. In addition, it is known that good temperature management associated with the silver copper treatment device makes it possible to further limit the risks of proliferation of algae or bacteria. Indeed, we know that at certain temperatures, legionellae and more generally bacteria that cause nosocomial infections are inactivated or even destroyed. Perfectly knowing the temperatures of the water networks is therefore essential in order to limit the proliferation of bacteria in the water networks. In addition, to perfectly know the flow of the water and thus to deduce the kinematics of the fluids in the water network will better enslave and regulate the silver copper ionization system.