WO2006037868A1 - Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre - Google Patents

Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre Download PDF

Info

Publication number
WO2006037868A1
WO2006037868A1 PCT/FR2005/002358 FR2005002358W WO2006037868A1 WO 2006037868 A1 WO2006037868 A1 WO 2006037868A1 FR 2005002358 W FR2005002358 W FR 2005002358W WO 2006037868 A1 WO2006037868 A1 WO 2006037868A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
circuit
microorganisms according
heating cell
distribution
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/002358
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Aussudre
Marc Berthou
Fabrice Chopard
Original Assignee
Alfa Laval Vicarb
Electricite De France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfa Laval Vicarb, Electricite De France filed Critical Alfa Laval Vicarb
Publication of WO2006037868A1 publication Critical patent/WO2006037868A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04—Heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0073—Arrangements for preventing the occurrence or proliferation of microorganisms in the water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0078—Recirculation systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection

Definitions

  • the present invention relates to a device for destroying microorganisms, in particular legionellae, in a sanitary water network or the like of a community such as a hospital, a retirement home, a school, a hotel, a sports center, etc.
  • Legionella is a Gram-negative bacillus that causes potentially serious pneumonia known as Legionnaires' Disease and a mild flu syndrome called Pontiac fever.
  • Legionella kills in water environments and more easily when the temperature is between 25 and 50 0 C, their survival becoming difficult beyond 50 0 C.
  • the proliferation of Legionella is also favored by areas where water is stagnant, by scaling or corrosion of the pipes of the network, and by the presence of other microorganisms, such as protozoa, algae, amoebae, etc., which together form an agglomerate called biofilm which is deposited on the walls of the mains and in which legionella are integrated. Contamination can occur by inhalation of microdroplets of water containing these bacteria, when using domestic hot water, including taking a shower.
  • this disease poses a difficult problem of prevention, especially in health establishments where there are fragile people who can more easily develop the disease, and in thermal establishments, whose water does not can be treated by conventional means.
  • preventive actions that are recommended aim to prevent a significant development of legionella and to maintain their concentration at an acceptable level. They include discontinuous treatments such as thermal shock disinfection performed periodically but which is reserved only for small domestic hot water networks, and continuous treatments by injection of disinfectants in domestic hot water, which should be reserved for exceptional situations where other preventive actions are not effective or are not applicable.
  • Temporary or temporary curative actions may be necessary when the concentration of legionella in the sanitary water system is greater than 1000 colony forming units per liter of water (CFU / L) or when a case of legionellosis appears whose origin can be associated with the quality of the water distributed.
  • decontamination of the installation can be carried out by means of a treatment that includes one or more stages of temperature rise (70 ° C.) followed by careful rinsing of the pipes and fittings, but the installation must be designed for this purpose because many materials do not support these temperatures, such as galvanized steel that loses its protection against corrosion, and some plastics used to form pipes, fittings and joints.
  • Chlorination at residual levels of large free chlorine is also possible, independently or in combination with the foregoing technique.
  • the present invention is intended in particular to provide a solution to the continuous preventive and curative treatment of sanitary water, which is simple, effective and economical and which does not have the aforementioned disadvantages of known treatments.
  • a device for destroying microorganisms, in particular legionella, in a sanitary or other water network comprising water supply means connected to means for distributing or using water, in particular in a community, characterized in that it comprises at least one heat exchanger and an ohmic water heating cell mounted between the supply means and the distribution or utilization means, the heat exchanger comprising a primary circuit connecting the supply means to the inlet of the heating cell and a secondary circuit connecting the output of the heating cell to the distribution or utilization means, the heating cell comprising electrodes in contact with the water and means for connecting these electrodes to a source of electrical energy, the water being heated in the cell at a temperature sufficient to kill the microorganisms and cedan and then in the heat exchanger part of its heat to the water passing through the primary circuit.
  • the heat exchanger allows the water passing through its primary circuit to be preheated before entering the heating cell, by supply of heat transferred by the water passing through the secondary circuit of the exchanger and exiting the heating cell.
  • the temperature rise of the sanitary water in the heating cell can thus be limited to a few degrees Celsius in continuous mode and therefore remains economical, while allowing the temperature of the water leaving the heating cell is sufficient for a total destruction of the bacteria, in particular legionella possibly present in the water.
  • the ohmic heating cell makes it possible to heat the sanitary water in a homogeneous and almost instantaneous manner by passing a current in the water between the two submerged electrodes. This technique has the advantage that the water is heated directly by Joule effect, with a yield of 100%. There are no hot elements immersed in the water, which considerably reduces the risk of fouling and especially scaling of the heating cell.
  • the ohmic heating cell has the advantage of creating an electric field in water, which weakens legionella and other microorganisms and participates favorably in their elimination.
  • the treatment carried out allows a curative action of the network over the long term and provides an effective solution to the problem of biofilm, which is penetrated by bacteria and is very difficult to destroy by known means.
  • This device also has the advantage of not using chemicals and not changing the qualities of sanitary water. It also allows precise control of the temperature of the water at the outlet of the secondary circuit of the heat exchanger and in the means of distribution or use of water, and the adjustment of this temperature to a value which can be lower than those currently recommended.
  • the treatment carried out does not include thermal shocks and the device according to the invention makes it possible to reduce the distribution temperature of the domestic hot water to a value of between 50 and 55 ° C., while avoiding any risk of legionella contamination.
  • a buffer tank is advantageously connected between the output of the heating cell and the secondary circuit of the heat exchanger. It makes it possible to maintain the water substantially at the temperature acquired in the heating cell for a period of time sufficient to guarantee the destruction of legionellae or other microorganisms.
  • the device according to the invention can be used in a domestic hot water network as in a sanitary cold water network, and is a unit that can be inserted into existing networks. Targeted microorganisms include all bacteria that can be neutralized or thermally destroyed.
  • the device according to the invention can be used to carry out a treatment of water comprising a temperature rise at 110 ° C. in the primary circuit of the heat exchanger, a temperature rise at 120 ° C. in the cell ohmic heating, and cooling to 55 ° C in the secondary circuit of the exchanger before distribution, for the destruction of amoebae.
  • the applications of the invention are diverse and cover all practical cases, in particular:
  • FIG. 1 shows schematically a device for destroying microorganisms according to the invention, for a domestic hot water network
  • - Figure 2 is a schematic sectional view of an ohmic heating cell used in the device according to the invention
  • FIG. 1 shows a device 10 for destroying microorganisms, in particular Legionella, in a domestic hot water network comprising means 12 for feeding in water and a distribution circuit 14.
  • the distribution circuit 14 is here continuous circulation and forms a loop comprising an inlet 16, an outlet 18, and a plurality of means 20 for withdrawing domestic hot water, including such as faucets.
  • the domestic hot water circulates continuously in the distribution circuit 14 by means of a pump 22 connecting the outlet 18 of the distribution circuit 14 to means for preparing domestic hot water supplying the inlet 16 of the distribution circuit 14.
  • These hot water preparation means may comprise a boiler or the like or, as shown, a heat exchanger 24 comprising a primary circuit 26 in which circulates hot water coming from an external heating system (not shown), and a secondary circuit 28 connecting the output of the pump 22 to the inlet 16 of the distribution circuit 14.
  • Cold water auxiliary means 30, for example from the drinking water network of the city, are also provided to compensate the withdrawals of sanitary water made from the withdrawal means 20 of the distribution circuit 14 and are connected to the input of the secondary circuit 28.
  • the hot water from the aforementioned external heating system enters at a temperature T1 of, for example, between 80 and 90 ° C. in the primary circuit 26 of the heat exchanger 24 and leaves at a temperature T2 of, for example, between 50 and 60.degree. About 0 C.
  • Water entering the secondary circuit 28 of the exchanger 24 has for example a temperature T3 below about 50 ° C and leaves at a temperature T4 for example between 50 and 55 ° C.
  • the destruction device 10 comprises a heat exchanger 32 and a cell 34 for electric water heating, mounted between the outlet of the hot water preparation means 24 and the inlet 16 of the distribution circuit 14.
  • the heat exchanger 32 comprises a primary circuit 36 connecting the output of the secondary circuit 28 of the preparation means 24 to the inlet of the heating cell 34, and a secondary circuit 38 connecting the output of the heating cell 34 to the input 16 of the distribution circuit 14.
  • a buffer tank 40 is advantageously connected between the output of the heating cell 34 and the secondary circuit 38 of the heat exchanger 32.
  • the output of the secondary circuit 28 of the preparation means 24 is also connected to the input 16 of the distribution circuit 14 by a conduit 42 bypass on the device 10 according to the invention.
  • Valves 44, 46, 48 are respectively mounted between the secondary circuit 28 of the exchanger 24 and the primary circuit 36 of the exchanger 32, between the secondary circuit 38 of the exchanger 32 and the inlet 16 of the distribution circuit 14, and on the duct 42 between the secondary circuit 28 of the exchanger 24 and the inlet 16 of the distribution circuit 14.
  • valve 48 In normal operation, the valve 48 is closed and the valves 44 and 46 are open.
  • the valve 48 is open and the valves 44 and 46 are closed to isolate the device 10 according to the invention for example to clean it.
  • Pressure or flow sensors 50, 52 are advantageously mounted at the valves 44, 46 at the inlet of the primary circuit 36 of the exchanger 32, and at the outlet of the secondary circuit 38 of the exchanger 32. or identical flow rates at the inlet and the outlet of the device 10 mean that it is free from fouling or scaling.
  • the water that passes into the heating cell 34 is heated to a legionella kill temperature T5 greater than 60 ° C. and preferably between 65 and 70 About 0 C.
  • This water passes into the buffer tank 40 which makes it possible to maintain the water substantially at the temperature T5 reached in the cell 34 for a determined period of time, which depends on this temperature.
  • the time required to maintain the water in the reservoir 40 determines the volume that this reservoir must have.
  • the holding time will be between 1 and 10 minutes for a tank of 50 liters, and between 2 and 20 minutes for a tank of 100 liters.
  • the domestic hot water leaving the buffer tank 40 and entering the secondary circuit 38 of the exchanger 32 has a temperature preferably between 65 and 70 ° C. It transfers heat to the water circulating in the primary circuit 36 of the exchanger 32 and leaves the secondary circuit 38 at a temperature T6 of between 55 and 60 ° C. in this example.
  • the distribution circuit 14 is thus supplied by the device 10 in domestic hot water at a temperature of between 55 and 60 ° C which is adjustable and which is here substantially equal to or slightly different from the temperature T4 (50-55 0 C ) water leaving the preparation means 24 and entering the device 10.
  • the water leaving the primary circuit 36 of the exchanger 32 is preheated to a temperature T7 of between 60 and 70 ° C.
  • T7 the temperature difference between the temperatures T5 and T7 is below about 5 ° C and is for example 2 ° C, which considerably limits the power consumption of the heating cell 34.
  • This consumption typically represents 5% the total energy consumed by the domestic hot water network, the remaining 95% being provided by the external hot water preparation means supplying the exchanger 24.
  • the energy which is necessary for heating the water in the device 10 between the temperatures T4 (approximately 50-55 ° C.) and T5 (approximately 65-70 ° C.) is provided, for 5%, by electrical energy, and for 95%, by heat recovery on the water leaving the tank 40.
  • the pump 22 is preferably variable flow and its flow rate is regulated as a function of the difference between the supply temperature T6 of the circuit 14 and the temperature T8 at the output of this circuit 14.
  • T6 supply temperature
  • T8 temperature at the output of this circuit 14.
  • the temperatures T1 to T8 are measured by probes placed on the entire hot water network. These probes and the above-mentioned pressure or flow sensors 50, 52 are connected to means for acquiring and transmitting measurements, such as communication or telecommunication means, which make it possible to follow the operation of the device according to the invention. and to record the values of the different parameters over time.
  • the electric heating cell 34 used in the device 10 according to the invention is of the ohmic heating type, an embodiment of which is shown in FIG.
  • the ohmic heating cell 34 comprises a body 54 made of a suitable electrically insulating plastic material, for example made of PEEK, in which is formed a channel 56 in U of water circulation, fed at 58 to one end of the channel 56 and exiting at 60 at the other end of this channel, water supply and outlet ducts being formed in plates 62 of dielectric material fixed by screws on the body 54.
  • a suitable electrically insulating plastic material for example made of PEEK
  • the channel 56 opens on the two large opposite faces of the body 54 and is closed by two electrode plates 64, applied to seal on the two plates of the large faces of the body 54 by intermediate platelets 66 of elastomer or the like.
  • Two electrical supply plates 68 made of copper, for example, are applied to the electrode plates 64 by covers 69 made of dielectric material, for example plastic material, fixed to the body 54 by screws, not shown.
  • Ohmic heating is achieved by direct passage of electric current into the water which behaves like a resistor.
  • the passage of electric current in the water acts on legionella and promotes their destruction.
  • the water circulates between the two electrodes 64, between which an alternating electric voltage U is applied.
  • the absence of a very hot surface makes it possible to greatly reduce the fouling and in particular the scaling of the heating cell.
  • U the electrical voltage between the electrodes 64 in volts
  • ⁇ the electrical conductivity of the water in S / m, which varies with the temperature and with the mineral charge of the water (plus the natural water is hard , plus it is conductive)
  • K a coefficient depending on the geometry of the heating cell, which is equal to the ratio of the surface of the electrodes 64 to the distance between them.
  • the power dissipated in the cell is about 7 kW for a temperature increase (T5 - T7) of about 2 ° C of domestic hot water in the heating cell, the water being moderately hard (TH 12-15), the voltage U being about 700 volts, and the electrodes 64 being about 10 cm apart and having a surface of about 60 cm 2 .
  • the electrodes 64 are optionally made of stainless steel or titanium, but must then be supplied with electrical energy at a frequency of the order of 20 kHz, or are preferably produced as described in the document EP-A1 -0.942.629 of ELECTRICITE DE FRANCE, that is to say comprise a titanium support covered with semiconductor layers formed by noble metal oxides (such as ruthenium, tantalum, indium,. ..). These electrodes have the advantage of being able to be supplied with electrical energy at 50 Hz having a very long life.
  • the feed plates 68 applied to the electrodes 64 avoid drilling the electrodes and soldering them to connecting conductors.
  • a temperature of 65 ° C was sufficient to reduce the concentration of legionella below the detection threshold (50 CFU / L), for holding times in the reservoir 40 less than two minutes, and that a temperature of 60 ° C. was sufficient to reduce the concentration of legionella below the detection threshold (50 CFU / L) for holding times in the reservoir 40 of less than five minutes.
  • Ensuring that the water feeding inlet 16 of the distribution circuit 14 contains no Legionella allows for example to reduce its temperature of 60 ° C at 50-55 0 C to reduce the risk of burns to the withdrawal of domestic hot water and to reduce heat losses in the distribution circuit.
  • a hot water distribution network whose water is at a temperature of 41 0 C, which is sometimes encountered in practice.
  • the water is always heated to 65-70 0 C in the heating cell 34 but is distributed in the network at a temperature of 43 0 C for example, with a guarantee of non-contamination by Legionella.
  • the device according to the invention is easily integrable into any existing network of hot water or sanitary cold water.
  • the water entering the device 10 according to the invention may be at a temperature of 16-18 ° C for example, and has a temperature of about 18-20 0 C at the outlet of this device, while being brought to a temperature of 65-70 ° C. in the heating cell 34.
  • automatic withdrawal means such as that a valve will be advantageously installed in these areas and controlled regularly so that the entire network is continuous circulation and all the sanitary water network is treated.
  • FIG. 3 diagrammatically represents an alternative embodiment of the device according to the invention, in which a fraction X% of the total flow of domestic water circulating in the distribution circuit 14 is subjected to the destruction heat treatment of legionella (or other bacteria or microorganisms), the other fraction of this total flow being fed to the inlet 16 of the distribution circuit 14 via the conduit 42 in parallel with the device 10 according to the invention.
  • legionella or other bacteria or microorganisms
  • FIG. 3 we find the same elements as in FIG. 1, designated by the same references, the only difference possibly being the mounting of a suitable flow distribution means 70 arranged at the output of the secondary circuit 28 of the exchanger 24 hot water preparation means and comprising two outputs connected one to the input of the primary circuit 36 of the heat exchanger 32 of the device 10 according to the invention and the other to the branch conduit 42 connected downstream at the input 16 of the distribution circuit 14.
  • the distribution of X% flows passing through the device 10 according to the invention and (100-X)% passing through the branch conduit 42 may be fixed, in which case the flow distribution means 70 can be constituted in a simple manner by a connection whose two outlets have different sections of liquid passage.
  • valve 48 mounted in the branch duct 42 and the valve 44 mounted at the inlet of the primary circuit 36 of the heat exchanger 32 of the device 10.
  • flow distribution means 70 a device comprising flow control means on each of its two outlets.
  • the fraction X of the total flow rate that passes through the device 10 according to the invention can be relatively small. Tests have shown that values of X greater than or equal to 10% of the total flow rate in the distribution circuit 14 are admissible.
  • the continuous circulation of domestic hot water in the circuit 14 ensures, over a period of time corresponding to the circulation of several times the volume of sanitary water contained in the circuit 14, the total destruction of legionella possibly present in the water.
  • the device 10 according to the invention is no longer arranged in series between the domestic hot water preparation means and the distribution circuit 14, but in parallel on the distribution circuit 14 at one or more points thereof, as shown at 10 'and 10 ".
  • each device 10 ', 10 ", ... is fed with domestic hot water by connection to a point 72', 72", ... of the circuit 14 and reinjects the treated water at a point 74 ', 74 ", ... of this circuit.
  • local and decentralized treatment of domestic hot water at several points spaced from a distribution circuit 14 relatively extensive.
  • the device 10 according to the invention is connected in parallel to a storage tank 76 whose water is heated by circulation by means of a pump 78 in the secondary circuit 28 of the exchanger 24 means for preparing hot water and is returned to the upper part of the flask 76. It is taken from the upper part of this flask to supply a distribution circuit 14.
  • the device 10 is connected in parallel to the balloon 76 at its upper and lower ends.
  • the water contained in the flask 76 is taken off at the top and fed via a duct 80 to the inlet of the primary circuit 36 of the exchanger 32. It then passes into the heating cell 34, into the tank 40, then into the secondary circuit 38 of the exchanger 32 and is reinjected, by means of a pump 82, in the lower part of the flask 76 with a supplement 30 in cold water to compensate for the water withdrawals in the distribution circuit 14.
  • the device 10 according to the invention is connected in parallel to a hot water storage tank 76, in the same way as represented in FIG. 5, but the water contained in this balloon is heated by means of electrical resistances 84 and not by passing through the exchanger 24 the hot water preparation means of the preceding figures.
  • the domestic hot water is contained in a storage tank 76 as previously described, and is heated by passing through the secondary circuit 28 of the exchanger 24 water preparation means as in the embodiment of FIG.
  • the hot water contained in the flask 76 is taken from the upper part of this flask to supply a distribution circuit 14 of the continuous circulation type of domestic hot water, whose outlet 18 is connected by a pump 22 mentioned above at the bottom of the balloon 76.
  • the device 10 according to the invention is connected in series in the distribution circuit 14 at the inlet 16 thereof so that the water taken from the upper part of the balloon 76 passes through 86 in the primary circuit 36 of the exchanger 32 of the device 10 and then flows in the heating cell 34, in the reservoir 40 and in the secondary circuit 38 of the exchanger 32 before being reinjected at 88 into the distribution circuit 14.
  • the device 10 is intended for the treatment of water flowing in a cooling tower 90 of a large air conditioning installation 92.
  • the water is taken from a tank 94 located in the lower part of the tower 90 and is brought by means of a circulation pump 96 into the primary circuit 36 of the exchanger 32 of the device 10, it passes into the heating cell 34 and in the tank 40, in the secondary circuit 38 of the exchanger 32 and is reinjected in the upper part of the tower 90.
  • the water taken from the tank 94 is for example at a temperature of
  • the water flow in the tower 90 can be very large (for example 200 to 300 cubic meters per hour), only a small fraction of this flow rate is treated in the device 10 according to the invention, the remainder of this flow passing through. in the bypass duct 42, to save energy and also to reduce the size of the exchanger 32.
  • the treated fraction of the total flow is typically of the order of 10 to 20% of this flow.
  • the device 10 according to the invention is applied to the production of drinking water supplied from a tank 98 by a pump 100 to the inlet of the primary circuit 36 of the exchanger 32 of the device 10.
  • the water After passing through the heating cell 34, the buffer tank 40 and the secondary circuit 38 of the exchanger 32, the water is sent to another tank 102 for consumption. As shown, part of the flow of water leaving the exchanger 32 can be returned to the tank 98 via a conduit 104.
  • the water can be carried out of the heating cell 34 at a temperature well above 70 ° C.
  • FIG. 9 is also used for the treatment of effluent water or water used in industrial installations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

Dispositif (10) de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire comprenant des moyens d'alimentation (12) en eau reliés à un circuit (14) de distribution d'eau, au moins un échangeur de chaleur (32) et une cellule (34) de chauffage ohmique d'eau montés entre les moyens d'alimentation (12) et le circuit de distribution (14), l'échangeur de chaleur (32) comprenant un circuit primaire (36) reliant les moyens d'alimentation (12) à l'entrée de la cellule de chauffage (34) et un circuit secondaire (38) reliant la sortie de Ia cellule de chauffage (34) au circuit de distribution (14).

Description

Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre.
La présente invention concerne un dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre d'une collectivité telle qu'un hôpital, une maison de retraite, une école, un hôtel, un centre sportif, etc.
Les légionelles sont des bacilles Gram négatif qui sont à l'origine d'une pneumopathie potentiellement grave appelée « maladie des légionnaires » et d'un syndrome grippal bénin appelé « fièvre de Pontiac ».
Ces bactéries se multiplient dans les milieux hydriques et plus facilement lorsque la température se situe entre 25 et 500C, leur survie devenant difficile au-delà de 500C. La prolifération des légionelles est également favorisée par des zones où l'eau est stagnante, par l'entartrage ou la corrosion des canalisations du réseau, et par la présence d'autres microorganismes, tels que des protozoaires, des algues, des amibes, etc, qui forment ensemble un agglomérat appelé biofilm qui se dépose sur les parois des canalisations du réseau et dans lequel les légionelles sont intégrées. La contamination peut intervenir par inhalation de microgouttelettes d'eau contenant ces bactéries, lors de l'utilisation d'eau chaude sanitaire, notamment à la prise d'une douche.
Avec un taux de mortalité pouvant atteindre 10%, cette maladie pose un difficile problème de prévention, notamment dans les établissements de santé où se trouvent des personnes fragiles qui pourront plus facilement développer la maladie, et dans les établissements thermaux, dont l'eau ne peut être traitée par les moyens classiques.
Les actions préventives qui sont préconisées visent à éviter un développement important des légionelles et à maintenir leur concentration à un niveau acceptable. Elles comprennent des traitements discontinus tels que la désinfection par choc thermique réalisée périodiquement mais qui est réservée uniquement à de petits réseaux d'eau chaude sanitaire, et des traitements continus par injection de produits désinfectants dans l'eau chaude sanitaire, qui doivent être réservés à des situations exceptionnelles où les autres actions préventives ne sont pas efficaces ou ne sont pas applicables.
De façon générale, ces actions préventives ou curatives sont coûteuses et mobilisent beaucoup de personnel.
Des actions curatives à caractère temporaire ou momentané peuvent être nécessaires lorsque la concentration en légionelles dans le réseau d'eau sanitaire est supérieure à 1000 unités formant colonie par litre d'eau (UFC/L) ou lorsqu'un cas de légionellose apparaît dont l'origine peut être associée à la qualité de l'eau distribuée. Dans le cas des réseaux d'eau chaude sanitaire, on peut procéder à une décontamination de l'installation par un traitement qui comporte une ou plusieurs étapes de montée en température (700C) suivies d'un rinçage soigneux des canalisations et robinetteries, mais il faut que l'installation soit conçue à cet effet car beaucoup de matériaux ne supportent pas ces températures, comme par exemple l'acier galvanisé qui perd sa protection contre la corrosion, et certaines matières plastiques utilisées pour former des canalisations, des raccords et des joints.
La chloration à des niveaux résiduels de chlore libre importants est également possible, indépendamment ou en association avec la technique précédente. Malheureusement, faute de traitement « continu », on assiste dans la majorité des cas à une recolonisation du système dans les semaines qui suivent.
Il existe donc un réel besoin de détruire ces bactéries et d'éviter leur prolifération de façon efficace et continue, dans des conditions économiques favorables et sans effets secondaires néfastes tels que le risque de brûlure ou l'ingestion de chlore ou d'autres produits toxiques ou dangereux (notamment cancérigènes, ou provoquant de l'argyrisme dans le cas de procédés d'ionisation). La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution au traitement préventif et curatif continu de i'eau sanitaire, qui soit simple, efficace et économique et qui ne présente pas les inconvénients précités des traitements connus. Elle propose à cet effet un dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre comprenant des moyens d'alimentation en eau reliés à des moyens de distribution ou d'utilisation d'eau, en particulier dans une collectivité, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un échangeur de chaleur et une cellule de chauffage ohmique d'eau montés entre les moyens d'alimentation et les moyens de distribution ou d'utilisation, l'échangeur de chaleur comprenant un circuit primaire reliant les moyens d'alimentation à l'entrée de la cellule de chauffage et un circuit secondaire reliant la sortie de la cellule de chauffage aux moyens de distribution ou d'utilisation, la cellule de chauffage comprenant des électrodes en contact avec l'eau et des moyens de liaison de ces électrodes à une source d'énergie électrique, l'eau étant chauffée dans la cellule à une température suffisante pour tuer les microorganismes et cédant ensuite dans l'échangeur une partie de sa chaleur à l'eau passant dans le circuit primaire.
Dans ce dispositif, l'échangeur de chaleur permet à l'eau passant dans son circuit primaire d'être préchauffée avant d'entrer dans la cellule de chauffage, par apport de chaleur cédée par l'eau passant dans le circuit secondaire de l'échangeur et sortant de la cellule de chauffage. L'élévation de température de l'eau sanitaire dans la cellule de chauffage peut ainsi être limitée à quelques degrés Celsius en régime continu et reste donc économique, tout en permettant que la température de l'eau en sortie de la cellule de chauffage soit suffisante pour une destruction totale des bactéries, notamment des légionelles éventuellement présentes dans l'eau. La cellule de chauffage ohmique permet de chauffer l'eau sanitaire de façon homogène et quasi-instantanée par passage d'un courant électrique dans l'eau entre les deux électrodes immergées. Cette technique présente l'avantage que l'eau est chauffée directement par effet Joule, avec un rendement de 100%. Il n'y a pas d'éléments chauds immergés dans l'eau, ce qui réduit considérablement les risques d'encrassement et surtout d'entartrage de la cellule de chauffage.
De plus, la cellule de chauffage ohmique présente l'avantage de créer un champ électrique dans l'eau, qui affaiblit les légionelles et autres microorganismes et participe de façon favorable à leur élimination.
Le traitement réalisé permet une action curative du réseau sur le long terme et fournit une solution efficace au problème du biofilm, qui est pénétré par les bactéries et qui est très difficile à détruire par les moyens connus.
Ce dispositif a aussi l'avantage de ne pas utiliser de produits chimiques et de ne pas modifier les qualités de l'eau sanitaire. Il permet également une maîtrise précise de la température de l'eau en sortie du circuit secondaire de l'échangeur de chaleur et dans les moyens de distribution ou d'utilisation d'eau, et le réglage de cette température à une valeur qui peut être inférieure à celles actuellement préconisées. En particulier, le traitement réalisé ne comprend pas de chocs thermiques et le dispositif selon l'invention permet de ramener la température de distribution de l'eau chaude sanitaire à une valeur comprise entre 50 et 55° C environ, tout en évitant tout risque de contamination par les légionelles.
Enfin, ce dispositif est facilement mis en œuvre, fiable et ne nécessite pas une maintenance importante. Un réservoir tampon est avantageusement branché entre la sortie de la cellule de chauffage et le circuit secondaire de l'échangeur de chaleur. Il permet de maintenir l'eau sensiblement à la température acquise dans la cellule de chauffage pendant un laps de temps suffisant pour garantir la destruction des légionelles ou autres miproorganismes. Le dispositif selon l'invention est utilisable dans un réseau d'eau chaude sanitaire comme dans un réseau d'eau froide sanitaire, et constitue une unité insérable dans des réseaux existants. Les microorganismes ciblés comprennent toutes les bactéries qui peuvent être neutralisées ou détruites thermiquement.
Par exemple, le dispositif selon l'invention est utilisable pour réaliser un traitement de l'eau comprenant une élévation de température à 1100C dans le circuit primaire de l'échangeur de chaleur, une élévation de température à 1200C dans la cellule de chauffage ohmique, et un refroidissement à 55°C dans le circuit secondaire de l'échangeur avant distribution, pour la destruction des amibes. Les applications de l'invention sont diverses et couvrent tous les cas pratiques, notamment :
- les réseaux de distribution à circulation continue,
- les réseaux de distribution alimentés par un accumulateur équipé d'un dispositif selon l'invention, monté en parallèle sur l'accumulateur, - les réseaux de distribution alimentés par un accumulateur, avec un dispositif selon l'invention monté en série à la sortie de l'accumulateur,
- les tours aéroréfrigérantes humides des installations de climatisation,
- les systèmes de traitement d'effluents et de production d'eau potable, etc.. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif de destruction de microorganismes selon l'invention, pour un réseau d'eau chaude sanitaire ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une cellule de chauffage ohmique utilisée dans le dispositif selon l'invention ;
- les figures 3 à 9 représentent schématiquement des variantes de réalisation du dispositif selon l'invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif 10 de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau chaude sanitaire comprenant des moyens 12 d'alimentation en eau et un circuit 14 de distribution.
Le circuit de distribution 14 est ici à circulation continue et forme une boucle comprenant une entrée 16, une sortie 18, et une pluralité de moyens 20 de soutirage d'eau chaude sanitaire, tels notamment que des robinets. L'eau chaude sanitaire circule en permanence dans le circuit de distribution 14 grâce à une pompe 22 reliant la sortie 18 du circuit de distribution 14 à des moyens de préparation d'eau chaude sanitaire alimentant l'entrée 16 du circuit de distribution 14.
Ces moyens de préparation d'eau chaude peuvent comprendre une chaudière ou analogue ou, comme représenté, un échangeur de chaleur 24 comportant un circuit primaire 26 dans lequel circule de l'eau chaude provenant d'un système de chauffage externe non représenté, et un circuit secondaire 28 reliant la sortie de la pompe 22 à l'entrée 16 du circuit de distribution 14. Des moyens 30 d'appoint en eau froide, provenant par exemple du réseau d'eau potable de la ville, sont également prévus pour compenser les prélèvements d'eau sanitaire effectués à partir des moyens de soutirage 20 du circuit de distribution 14 et sont reliés à l'entrée du circuit secondaire 28.
L'eau chaude provenant du système de chauffage externe précité pénètre à une température T1 comprise entre par exemple 80 et 900C environ dans le circuit primaire 26 de l'échangeur 24 et en sort à une température T2 comprise par exemple entre 50 et 600C environ. L'eau qui pénètre dans le circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 a par exemple une température T3 inférieure à 5O0C environ et en sort à une température T4 comprise par exemple entre 50 et 55°C environ.
Le dispositif de destruction 10 selon l'invention comprend un échangeur de chaleur 32 et une cellule 34 de chauffage électrique d'eau, montés entre la sortie des moyens 24 de préparation d'eau chaude et l'entrée 16 du circuit de distribution 14. L'échangeur de chaleur 32 comprend un circuit primaire 36 reliant la sortie du circuit secondaire 28 des moyens de préparation 24 à l'entrée de la cellule de chauffage 34, et un circuit secondaire 38 reliant la sortie de la cellule de chauffage 34 à l'entrée 16 du circuit de distribution 14. Dans l'exemple représenté, un réservoir tampon 40 est avantageusement branché entre la sortie de la cellule de chauffage 34 et le circuit secondaire 38 de l'échangeur de chaleur 32. La sortie du circuit secondaire 28 des moyens de préparation 24 est également reliée à l'entrée 16 du circuit de distribution 14 par un conduit 42 en dérivation sur le dispositif 10 selon l'invention.
Des vannes 44, 46, 48 sont montées respectivement entre le circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 et le circuit primaire 36 de l'échangeur 32, entre le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32 et l'entrée 16 du circuit de distribution 14, et sur le conduit 42 entre le circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 et l'entrée 16 du circuit de distribution 14.
En fonctionnement normal, la vanne 48 est fermée et les vannes 44 et 46 sont ouvertes. La vanne 48 est ouverte et les vannes 44 et 46 sont fermées pour isoler le dispositif 10 selon l'invention afin par exemple de le nettoyer. Plus la température dans la cellule de chauffage 34 est élevée, plus le tartre à tendance à se déposer, notamment dans le cas d'une eau sanitaire dure (le dosage par liqueur complexométrique ou hydrotimétrique donnant un TH de 15 à 20 en degrés français) voire très dure (TH > 30). Des capteurs de pression ou de débit 50, 52 sont avantageusement montés au niveau des vannes 44, 46 à l'entrée du circuit primaire 36 de l'échangeur 32, et à la sortie du circuit secondaire 38 de l'échangeur 32. Des pressions ou des débits identiques à l'entrée et à la sortie du dispositif 10 signifient qu'il est exempt d'encrassement ou d'entartrage. Quand la vanne 48 est fermée et les vannes 44 et 46 sont ouvertes, l'eau qui passe dans la cellule de chauffage 34 est chauffée à une température T5 de destruction des légionelles supérieure à 600C environ et de préférence comprise entre 65 et 700C environ. Cette eau passe dans le réservoir tampon 40 qui permet de maintenir l'eau sensiblement à la température T5 atteinte dans la cellule 34 pendant un laps de temps déterminé, qui dépend de cette température. Plus la température T5 est élevée (par exemple 700C environ), plus le temps de maintien de l'eau à cette température, nécessaire pour garantir la destruction des légionelles, est court, et inversement, plus la température T5 est faible (par exemple 600C environ), plus le temps de maintien de l'eau à cette température, nécessaire pour la destruction des légionelles, est long. Pour un débit donné de la pompe 22, le temps nécessaire de maintien de l'eau dans le réservoir 40 détermine le volume que ce réservoir doit avoir. A titre d'exemple, pour un débit de circulation d'eau, imposé par la pompe 22, compris entre 300 et 3000 L/h, qui correspond sensiblement à un établissement de santé pouvant recevoir de 80 à 100 patients, le temps de maintien sera compris entre 1 et 10 minutes pour un réservoir de 50 litres, et entre 2 et 20 minutes pour un réservoir de 100 litres.
L'eau chaude sanitaire qui sort du réservoir tampon 40 et qui pénètre dans le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32 a une température comprise de préférence entre 65 et 70°C environ. Elle cède de la chaleur à l'eau circulant dans le circuit primaire 36 de l'échangeur 32 et sort du circuit secondaire 38 à une température T6 comprise entre 55 et 600C environ dans cet exemple. Le circuit de distribution 14 est donc alimenté par le dispositif 10 en eau chaude sanitaire à une température comprise entre 55 et 60°C environ qui est réglable et qui est ici sensiblement égale à ou peu différente de la température T4 (50-550C) de l'eau sortant des moyens de préparation 24 et entrant dans le dispositif 10.
L'eau qui sort du circuit primaire 36 de l'échangeur 32 est préchauffée à une température T7 comprise entre 60 et 70°C environ. En régime continu, la différence de température entre les températures T5 et T7 est inférieure à 5°C environ et est par exemple de 2°C, ce qui limite considérablement la consommation électrique de la cellule de chauffage 34. Cette consommation représente typiquement 5% de l'énergie totale consommée par le réseau d'eau chaude sanitaire, les 95% restants étant apportés par les moyens externes de préparation d'eau chaude alimentant l'échangeur 24. Par ailleurs, l'énergie qui est nécessaire au chauffage de l'eau dans le dispositif 10 entre les températures T4 (environ 50-550C) et T5 (environ 65-7O0C) est fournie, pour 5%, par l'énergie électrique, et pour 95%, par récupération de chaleur sur l'eau sortant du réservoir 40. La pompe 22 est de préférence à débit variable et son débit est régulé en fonction de la différence entre la température T6 d'alimentation du circuit de distribution 14 et la température T8 en sortie de ce circuit 14. Ainsi, dans l'exemple précité, plus cette différence de température sera importante, plus le débit de circulation d'eau sera important (3000L/h), et inversement, plus cette différence sera faible voire nulle, plus le débit de circulation d'eau sera faible (300 Uh).
Les températures T1 à T8 sont mesurées par des sondes placées sur l'ensemble du réseau d'eau chaude sanitaire. Ces sondes et les capteurs de pression ou de débit 50, 52 précités sont reliés à des moyens d'acquisition et de transmission de mesures, tels que des moyens de communication ou de télécommunication, qui permettent de suivre le fonctionnement du dispositif selon l'invention et d'enregistrer les valeurs des différents paramètres dans le temps.
La cellule de chauffage électrique 34 utilisée dans le dispositif 10 selon l'invention est du type à chauffage ohmique dont un mode de réalisation est représenté en figure 2.
La cellule 34 de chauffage ohmique comprend un corps 54 en une matière plastique appropriée électriquement isolante, par exemple en PEEK, dans lequel est ménagé un canal 56 en U de circulation de l'eau, amenée en 58 à une extrémité du canal 56 et sortant en 60 à l'autre extrémité de ce canal, des conduits d'amenée et de sortie d'eau étant formés dans des plaques 62 en matière diélectrique fixées par des vis sur le corps 54.
Le canal 56 débouche sur les deux grandes faces opposées du corps 54 et est fermé par deux plaques électrodes 64, appliquées à étanchéité sur les deux plaques grandes faces du corps 54 par l'intermédiaire de plaquettes 66 en élastomère ou analogue.
Deux plaques 68 d'alimentation électrique, en cuivre par exemple, sont appliquées sur les plaques électrodes 64 par des couvercles 69 en matière diélectrique, par exemple en matière plastique, fixées sur le corps 54 par des vis non représentées.
Le chauffage ohmique est réalisé par passage direct du courant électrique dans l'eau qui se comporte comme une résistance. Le passage du courant électrique dans l'eau agit sur les légionelles et favorise leur destruction. A la différence d'une cellule à résistance électrique chauffante, il n'y a pas de paroi chaude. L'eau circule entre les deux électrodes 64, entre lesquelles est appliquée une tension électrique alternative U. L'absence de surface très chaude permet de réduire fortement l'encrassement et notamment l'entartrage de la cellule de chauffage.
La puissance dissipée dans cette cellule de chauffage ohmique s'exprime par l'équation suivante :
P = U2 . σ . K dans laquelle U est la tension électrique entre les électrodes 64 en volt, σ la conductivité électrique de l'eau en S/m, qui varie avec Ia température et avec la charge minérale de l'eau (plus l'eau naturelle est dure, plus elle est conductrice), et K un coefficient fonction de la géométrie de la cellule de chauffage, qui est égal au rapport de la surface des électrodes 64 sur la distance entre elles.
Typiquement, dans l'exemple précité, la puissance dissipée dans la cellule est d'environ 7 kW pour une augmentation de température (T5 - T7) de 2°C environ de l'eau chaude sanitaire dans la cellule de chauffage, l'eau étant moyennement dure (TH de 12-15), la tension électrique U étant de 700 volts environ, et les électrodes 64 étant éloignées d'environ 10 cm et ayant une surface de 60 cm2 environ.
Les électrodes 64 sont éventuellement en acier inoxydable ou en titane, mais doivent alors être alimentées en énergie électrique à une fréquence de l'ordre de 20 kHz, ou sont de préférence réalisées comme décrit dans le document EP-A1 -0.942.629 de ELECTRICITE DE FRANCE, c'est-à-dire comprennent un support en titane recouvert de couches de semiconducteurs formés par des oxydes de métaux nobles (tels que ruthénium, tantale, indium, ...). Ces électrodes ont l'avantage de pouvoir être alimentées en énergie électrique à 50 Hz en ayant une très longue durée de vie.
Les plaques d'alimentation 68 appliquées sur les électrodes 64 évitent de percer les électrodes et de les souder à des conducteurs de liaison. Des expérimentations ont montré qu'une température de 65°C était suffisante pour réduire la concentration en légionelles en-deçà du seuil de détection (50 UFC/L), pour des temps de maintien dans le réservoir 40 inférieurs à deux minutes, et qu'une température de 600C était suffisante pour réduire la concentration en légionelles en-deçà du seuil de détection (50 UFC/L), pour des temps de maintien dans le réservoir 40 inférieurs à cinq minutes.
En particulier, on a constaté que, dans le cas où l'eau en sortie des moyens de préparation 24 est à une température T4 de l'ordre de 55°C, elle est en régime permanent à une température T7 de l'ordre de 63-68°C à l'entrée de la cellule 34 et de 65-700C en sortie de cette cellule, l'élévation de température de 2°C dans la cellule 34 étant suffisante et correspondant à une énergie électrique consommée dans la cellule de l'ordre de 2,4 kWh/m3 d'eau traitée.
L'assurance que l'eau alimentant l'entrée 16 du circuit de distribution 14 ne contient pas de légionelles permet par exemple d'abaisser sa température de 60°C à 50-550C pour réduire les risques de brûlure au soutirage de l'eau chaude sanitaire et pour diminuer les pertes thermiques dans le circuit de distribution.
Il est également possible d'équiper d'un dispositif selon l'invention un réseau de distribution d'eau chaude sanitaire, dont l'eau est à une température de 410C, ce qui se rencontre parfois en pratique. Dans ce cas, l'eau est toujours chauffée à 65-700C dans la cellule de chauffage 34 mais est distribuée dans le réseau à une température de 430C par exemple, avec une garantie de non-contamination par les légionelles.
Le dispositif selon l'invention est facilement intégrable dans tout réseau existant d'eau chaude ou d'eau froide sanitaire. Dans le cas d'un réseau d'eau froide sanitaire, l'eau entrant dans le dispositif 10 selon l'invention peut être à une température de 16-18°C par exemple, et a une température d'environ 18-200C en sortie de ce dispositif, tout en étant portée à une température de 65-700C dans la cellule de chauffage 34. Dans le cas d'un réseau comprenant des zones où l'eau est stagnante, des moyens de soutirage automatique tels qu'une vanne seront avantageusement installés dans ces zones et commandés de façon régulière pour que l'ensemble du réseau soit à circulation continue et que la totalité de l'eau sanitaire du réseau soit traitée. La figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, dans laquelle une fraction X% du débit total d'eau sanitaire circulant dans le circuit de distribution 14 est soumise au traitement thermique de destruction des légionelles (ou autres bactéries ou micro-organismes), l'autre fraction de ce débit total étant amenée à l'entrée 16 du circuit de distribution 14 par le conduit 42 en parallèle avec le dispositif 10 selon l'invention.
On retrouve donc en figure 3 les mêmes éléments qu'en figure 1 , désignés par les mêmes références, la seule différence étant éventuellement le montage d'un moyen approprié 70 de répartition de débit agencé en sortie du circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 des moyens de préparation d'eau chaude et comprenant deux sorties reliées l'une à l'entrée du circuit primaire 36 de l'échangeur de chaleur 32 du dispositif 10 selon l'invention et l'autre au conduit de dérivation 42 relié en aval à l'entrée 16 du circuit de distribution 14. La répartition des débits X% passant dans le dispositif 10 selon l'invention et (100-X)% passant dans le conduit de dérivation 42 peut être fixe, auquel cas le moyen 70 de répartition de débit peut être constitué de façon simple par un raccord dont les deux sorties ont des sections différentes de passage de liquide.
Il est également possible de répartir les débits par un réglage approprié de la vanne 48 montée dans le conduit de dérivation 42 et de la vanne 44 montée à l'entrée du circuit primaire 36 de l'échangeur de chaleur 32 du dispositif 10.
On peut également utiliser comme moyen 70 de répartition de débit un dispositif comprenant des moyens de réglage de débit sur chacune de ses deux sorties.
La fraction X du débit total qui passe dans le dispositif 10 selon l'invention peut être relativement faible. Des essais ont montré que des valeurs de X supérieures ou égales à 10% du débit total dans le circuit de distribution 14 sont admissibles. La circulation continue de l'eau chaude sanitaire dans le circuit 14 permet d'assurer, sur une période de temps correspondant à la circulation de plusieurs fois le volume d'eau sanitaire contenu dans le circuit 14, la destruction totale des légionelles éventuellement présentes dans l'eau.
Cela permet, d'une part, de réduire beaucoup la consommation électrique du dispositif 10 pour un débit total donné d'eau chaude sanitaire dans le circuit de distribution 14, et, d'autre part, de traiter avec une puissance électrique donnée un débit d'eau sanitaire beaucoup plus important.
Dans la variante de réalisation de la figure 4, le dispositif 10 selon l'invention n'est plus agencé en série entre les moyens de préparation d'eau chaude sanitaire et le circuit de distribution 14, mais en parallèle sur ce circuit de distribution 14 en un ou plusieurs points de celui-ci, comme représenté en 10' et en 10".
Dans ce cas, chaque dispositif 10', 10", ... est alimenté en eau chaude sanitaire par branchement en un point 72', 72", ... du circuit 14 et réinjecte l'eau traitée en un point 74', 74", ... de ce circuit. Cela permet un traitement local et décentralisé de l'eau chaude sanitaire en plusieurs points espacés d'un circuit de distribution 14 relativement étendu.
Dans la variante de réalisation de la figure 5, le dispositif 10 selon l'invention est branché en parallèle sur un ballon d'accumulation 76 dont l'eau est chauffée par circulation au moyen d'une pompe 78 dans le circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 des moyens de préparation d'eau chaude et est renvoyée en partie supérieure du ballon 76. Elle est prélevée en partie supérieure de ce ballon pour alimenter un circuit de distribution 14.
Le dispositif 10 selon l'invention est branché en parallèle sur le ballon 76, à ses extrémités supérieure et inférieure. L'eau contenue dans le ballon 76 est prélevée en partie supérieure et amenée par un conduit 80 à l'entrée du circuit primaire 36 de l'échangeur 32. Elle passe ensuite dans la cellule de chauffage 34, dans le réservoir 40, puis dans le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32 et est réinjectée, au moyen d'une pompe 82, en partie inférieure du ballon 76 avec un appoint 30 en eau froide permettant de compenser les prélèvements d'eau dans le circuit de distribution 14.
Dans la variante de réalisation de la figure 6, le dispositif 10 selon l'invention est branché en parallèle sur un ballon 76 d'accumulation d'eau chaude, de la même façon que représenté en figure 5, mais l'eau contenue dans ce ballon est chauffée au moyen de résistances électriques 84 et non plus par passage dans l'échangeur 24 des moyens de préparation d'eau chaude des figures précédentes.
Dans la variante de réalisation de la figure 7, l'eau chaude sanitaire est contenue dans un ballon d'accumulation 76 comme précédemment décrit, et est chauffée par passage dans le circuit secondaire 28 de l'échangeur 24 des moyens de préparation d'eau chaude comme dans le mode de réalisation de la figure 5.
L'eau chaude contenue dans le ballon 76 est prélevée en partie supérieure de ce ballon pour alimenter un circuit 14 de distribution du type à circulation continue d'eau chaude sanitaire, dont la sortie 18 est reliée par une pompe 22 précitée à la partie inférieure du ballon 76. Le dispositif 10 selon l'invention est branché en série dans le circuit de distribution 14 à l'entrée 16 de celui-ci de sorte que l'eau prélevée en partie supérieure du ballon 76 passe en 86 dans le circuit primaire 36 de l'échangeur 32 du dispositif 10 puis circule dans la cellule de chauffage 34, dans le réservoir 40 et dans le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32 avant d'être réinjectée en 88 dans le circuit de distribution 14.
Dans la variante de réalisation de la figure 8, le dispositif 10 est destiné au traitement de l'eau qui circule dans une tour aéroréfrigérante 90 d'une installation de climatisation 92 de grande taille.
L'eau est prélevée dans un bac 94 situé en partie inférieure de la tour 90 et est amenée au moyen d'une pompe de circulation 96 dans le circuit primaire 36 de l'échangeur 32 du dispositif 10, elle passe dans la cellule de chauffage 34 puis dans le réservoir40, dans le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32 et est réinjectée en partie supérieure de la tour 90.
L'eau prélevée dans le bac 94 est par exemple à une température de
23°C et est portée à une température supérieure à 700C par passage dans le circuit primaire 36 de l'échangeur 32, sa température étant augmentée par exemple de 2°C dans la cellule de chauffage 34, puis ramenée à 25°C en sortie du circuit secondaire 38 de l'échangeur 32.
Comme le débit d'eau dans la tour 90 peut être très important (par exemple 200 à 300 mètres cubes par heure), seule une petite fraction de ce débit est traitée dans le dispositif 10 selon l'invention, le restant de ce débit passant dans le conduit de dérivation 42, pour économiser l'énergie et aussi pour réduire la taille de l'échangeur 32. La fraction traitée du débit total est typiquement de l'ordre de 10 à 20 % de ce débit.
Le mode de réalisation de la figure 8 s'applique également aux installations de lavage d'air à film d'eau tombant.
Dans la variante de réalisation de la figure 9, le dispositif 10 selon l'invention est appliqué à la production d'eau potable fournie depuis un réservoir 98 par une pompe 100 à l'entrée du circuit primaire 36 de l'échangeur 32 du dispositif 10.
Après passage dans la cellule de chauffage 34, le réservoir tampon 40 et le circuit secondaire 38 de l'échangeur 32, l'eau est envoyée dans un autre réservoir 102 pour sa consommation. Comme représenté, une partie du débit d'eau sortant de l'échangeur 32 peut être renvoyée dans le réservoir 98 par un conduit 104. Lorsque le dispositif 10 selon l'invention est destiné à la production d'eau potable, l'eau peut être portée en sortie de la cellule de chauffage 34 à une température nettement supérieure à 700C.
Le mode de réalisation de la figure 9 sert également au traitement de l'eau d'effluents ou d'eau utilisée dans des installations industrielles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre comprenant des moyens (12) d'alimentation en eau reliés à des moyens (14) de distribution ou d'utilisation d'eau, en particulier dans une collectivité, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un échangeur de chaleur (32) et une cellule (34) de chauffage ohmique d'eau montés entre les moyens d'alimentation (12) et les moyens de distribution ou d'utilisation (14), l'échangeur de chaleur (32) comprenant un circuit primaire (36) reliant les moyens d'alimentation (12) à l'entrée de la cellule de chauffage (34) et un circuit secondaire (38) reliant la sortie de la cellule de chauffage (34) aux moyens de distribution ou d'utilisation (14), la cellule de chauffage (34) comprenant des électrodes (64) en contact avec l'eau et des moyens de liaison de ces électrodes à une source d'énergie électrique, l'eau étant chauffée dans la cellule (34) à une température suffisante pour tuer les microorganismes et cédant ensuite dans l'échangeur (32) une partie de sa chaleur à l'eau passant dans le circuit primaire (36).
2. Dispositif de destruction de microorganismes selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'un réservoir tampon (40) est branché entre la sortie de la cellule de chauffage (34) et le circuit secondaire (38) de l'échangeur de chaleur (32).
3. Dispositif de destruction de microorganismes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les électrodes (64) de la cellule de chauffage ohmique sont en titane recouvert de couches de semiconducteurs formés par des oxydes de métaux nobles, par exemple de ruthénium, de tantale ou d'indium.
4. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les électrodes (64) en contact avec l'eau de la cellule de chauffage ohmique sont reliées à la source d'énergie électrique par des plaques d'alimentation (68), par exemple en cuivre, appliquées sur les électrodes.
5. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de distribution (14) sont à circulation continue et comprennent une entrée
(16) raccordée au circuit secondaire (38) de l'échangeur de chaleur
(32), une sortie (18) raccordée avec des moyens (31) d'appoint en eau à l'entrée du circuit primaire (36) de l'échangeur de chaleur (32), et une pompe de circulation (22) par exemple du type à débit variable.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie (18) des moyens de distribution (14) est raccordée à l'entrée du circuit primaire (36) par des moyens (24) de préparation d'eau chaude.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence des températures de l'eau à l'entrée du circuit primaire (36) et en sortie du circuit secondaire (38) est inférieure à 5°C environ.
8. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de l'eau est de 50-55°C environ à l'entrée du circuit primaire (36), de 60- 7O0C environ à la sortie du circuit primaire (36), de 65-7O0C environ à la sortie de la cellule de chauffage (34), et a une valeur réglable par exemple de 50-550C à l'entrée du circuit de distribution (14).
9. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élévation de température de l'eau dans la cellule de chauffage (34) est de quelques degrés Celsius, en régime continu.
10. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en série entre les moyens (12) d'alimentation en eau et les moyens (14) de distribution ou d'utilisation d'eau.
11. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en parallèle sur les moyens (14) de distribution ou d'utilisation d'eau.
12. Dispositif de destruction de microorganismes selon la revendication 11 , caractérisé en ce que les moyens (14) de distribution d'eau comportent plusieurs dispositifs (10', 10", ...) espacés et branchés en parallèle.
13. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en série entre un ballon (76) d'accumulation d'eau chaude et un circuit (14) de distribution d'eau.
14. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en parallèle sur un ballon (76) d'accumulation d'eau chaude alimentant un circuit (14) de distribution d'eau.
15. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est branché en parallèle sur une tour aéroréfrigérante humide (90) d'une installation de climatisation
(92).
16. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en série dans un dispositif de production d'eau potable, de traitement d'effluents ou de traitement d'eaux de procédés industriels.
17. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il traite une fraction supérieure ou égale à 10% environ du débit total d'eau dans le réseau.
18. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue une unité insérable dans un réseau existant d'eau chaude ou d'eau froide sanitaire ou autre.
19. Dispositif de destruction de microorganismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (50, 52) de détection de température, de pression et/ou de débit de l'eau reliés à des moyens d'acquisition et de transmission de mesures.
PCT/FR2005/002358 2004-10-01 2005-09-22 Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre WO2006037868A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0410421A FR2876125B1 (fr) 2004-10-01 2004-10-01 Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de legionelles, dans un reseau d'eau sanitaire ou autre
FR0410421 2004-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006037868A1 true WO2006037868A1 (fr) 2006-04-13

Family

ID=34949446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2005/002358 WO2006037868A1 (fr) 2004-10-01 2005-09-22 Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2876125B1 (fr)
WO (1) WO2006037868A1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2437308A (en) * 2006-04-21 2007-10-24 Clean Heat Provision Ltd Early entry
WO2010031882A1 (fr) * 2008-09-22 2010-03-25 Inventia 2007, S.L. Système de traitement des eaux
EP2448873A1 (fr) * 2009-07-02 2012-05-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Procédé et appareil pour stériliser en continu de l'eau pour pulvériser les pistons dans une pompe à piston ou un homogénéisateur
EP2876376A2 (fr) 2013-09-07 2015-05-27 Gerd Haberland Agencement et séparateur de circulation d'eau chaude pour un système d'alimentation en eau chaude

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015148356A1 (fr) * 2014-03-24 2015-10-01 Ohio University Système de traitement de fluide à élément chauffant, et procédé associé

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422917A (en) * 1980-09-10 1983-12-27 Imi Marston Limited Electrode material, electrode and electrochemical cell
EP0594020A1 (fr) * 1992-10-17 1994-04-27 Werner Dipl.-Ing. Dünnleder Installation pour chauffer de l'eau sanitaire et pour tuer de la legionella dans cette eau sanitaire
WO2001067001A1 (fr) * 2000-03-10 2001-09-13 Leonardus Wouter Koot Ensemble cuve de stockage pour eau chaude
DE10024447A1 (de) * 2000-05-19 2001-11-29 Asw Aqua System Wassertechnik Verfahren zum Herstellen von Reinstwasser und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
WO2003095367A1 (fr) * 2002-05-07 2003-11-20 The Coca-Cola Company Appareil de traitement d'eau a auto-sterilisation possedant un reservoir pour eau traitee qui comprend un element chauffant
US20040045909A1 (en) * 2002-07-08 2004-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Humidifier

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422917A (en) * 1980-09-10 1983-12-27 Imi Marston Limited Electrode material, electrode and electrochemical cell
EP0594020A1 (fr) * 1992-10-17 1994-04-27 Werner Dipl.-Ing. Dünnleder Installation pour chauffer de l'eau sanitaire et pour tuer de la legionella dans cette eau sanitaire
WO2001067001A1 (fr) * 2000-03-10 2001-09-13 Leonardus Wouter Koot Ensemble cuve de stockage pour eau chaude
DE10024447A1 (de) * 2000-05-19 2001-11-29 Asw Aqua System Wassertechnik Verfahren zum Herstellen von Reinstwasser und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
WO2003095367A1 (fr) * 2002-05-07 2003-11-20 The Coca-Cola Company Appareil de traitement d'eau a auto-sterilisation possedant un reservoir pour eau traitee qui comprend un element chauffant
US20040045909A1 (en) * 2002-07-08 2004-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Humidifier

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2437308A (en) * 2006-04-21 2007-10-24 Clean Heat Provision Ltd Early entry
GB2437308B (en) * 2006-04-21 2010-11-24 Clean Heat Provision Ltd Hot water installations
WO2010031882A1 (fr) * 2008-09-22 2010-03-25 Inventia 2007, S.L. Système de traitement des eaux
ES2340242A1 (es) * 2008-09-22 2010-05-31 Inventia 2007, S.L. Sistema acondicionador de agua.
EP2448873A1 (fr) * 2009-07-02 2012-05-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Procédé et appareil pour stériliser en continu de l'eau pour pulvériser les pistons dans une pompe à piston ou un homogénéisateur
EP2448873A4 (fr) * 2009-07-02 2013-02-06 Tetra Laval Holdings & Finance Procédé et appareil pour stériliser en continu de l'eau pour pulvériser les pistons dans une pompe à piston ou un homogénéisateur
AU2010266775B2 (en) * 2009-07-02 2014-09-04 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. A method and an apparatus for continuously steralizing water for spraying the pistons in a piston pump or a homogenizer
EP2876376A2 (fr) 2013-09-07 2015-05-27 Gerd Haberland Agencement et séparateur de circulation d'eau chaude pour un système d'alimentation en eau chaude
EP2876376A3 (fr) * 2013-09-07 2015-09-02 Gerd Haberland Agencement et séparateur de circulation d'eau chaude pour un système d'alimentation en eau chaude

Also Published As

Publication number Publication date
FR2876125A1 (fr) 2006-04-07
FR2876125B1 (fr) 2008-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5780860A (en) UV water disinfector
WO2006037868A1 (fr) Dispositif de destruction de microorganismes, en particulier de légionelles, dans un réseau d'eau sanitaire ou autre
EP1259309B1 (fr) Dispositif automatique de purification d'eau potable
CA2593214A1 (fr) Dispositif de brumisation a decontamination maximale
CA2500184A1 (fr) Systeme de desinfection de fontaine a eau par chauffage integral, procede, dispositif et fontaines correspondants
WO2004085317A2 (fr) Dispositif de desinfection d’eau par rayonnement ultraviolet
FR3081834A1 (fr) Procédé de désinfection d’un système d’eau d’un aéronef
EP1176989A1 (fr) Procede d'elimination des legionella d'un flux aqueux colonise par electropulsation
EP1517861B1 (fr) Procede de traitement thermique par induction d'une canalisation d'eau sanitaire et systeme pour sa mise en oeuvre
EP3143338B1 (fr) Dispositif de distribution d'eau chaude sanitaire
WO2002011773A1 (fr) Procede et dispositif de traitement sanitaire simultane d'un fluide et de son reseau
EP3707456B1 (fr) Système d'échangeur de chaleur et article à paroi anti-dépôt
FR2875718A1 (fr) Dispositif de brumisation a decontamination maximale
FR3101628A1 (fr) Dispositif de traitement de l’eau et procédé de protection contre l’entartrage
KR101295507B1 (ko) 자동조절 세척부가 장착된 은이온 살균장치
WO2007144544A1 (fr) Procede, dispositif et installation pour la decontamination d'un fluide caloriporteur
CH457302A (fr) Installation de traitement et de distribution d'eau de consommation
FR2794451A1 (fr) Appareil de traitement de l'eau, en particulier pour en eradiquer les micro-organismes
FR2876288A1 (fr) Dispositif de rechauffage et de pasteurisation en continu d'un fluide
FR2850279A1 (fr) Procede de traitement physique de l'eau dans un reseau d'eau chaude pour reduire et maitriser le taux de bacteries, notamment de legionelles contenues dans ladite eau
FR2953510A1 (fr) Purificateur d'eau saumatre a distillation solaire
FR2856675A1 (fr) Dispositif thermique economiseur d'energie anti-legionellose et anti-bacterien
FR2941446A1 (fr) Dispositif de reduction du tartre dans une installation d'ecoulement d'un fluide liquide

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05807287

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1