Brevet FR2892938A1 — publié le 20070511

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'UN FLUIDE DE CIRCULATION D'UN CIRCUIT FERME La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement d'un fluide de circulation d'un circuit fermé. Il existe de très nombreuses installations en circuit fermé impliquées dans des systèmes collectifs de climatisation par exemple. Ces systèmes fluides nécessitent de refroidir le fluide circulant, généralement de l'eau avec d'éventuels additifs, au moyen de tours aéroréfrigérantes. Ces tours, dont le principe est bien connu, permettent grâce à l'échange dans un flux d'air de transférer les calories en excès du fluide vers l'air circulant. De telles installations sont généralement disposées sur le toit des constructions pour des raisons d'encombrement et du fait de la vapeur d'eau dégagée. Un milieu fluide à une température comprise entre 34 et 38 C favorise le développement de bactéries, d'algues et notamment de légionelles. On trouve ainsi dans ces fluides circulants des légionelles mais aussi des commensaux tels que Pseudomonas ou des algues telles que la variété Nostoc. Afin d'éviter cette prolifération bactérienne et sa diffusion par les tours aeroréfrigérantes associées, il est prévu d'assainir régulièrement les circuits fermés et leur contenu par des traitements spécifiques. Ces traitements connus consistent à faire circuler un fluide à haute température et à adjoindre également des produits tels que du chlore et/ou des biocides. Ceci nécessite régulièrement une interruption du service et de plus engage des opérateurs qualifiés pour assurer une telle manipulation sans provoquer d'émanations toxiques. De plus tous les aspects d'entretien du circuit ne sont pas traités par ce type d'intervention, voire certains de ces entretiens conduisent à des dégradations des matériels en place. En effet, on sait que les tours aéroréfrigérantes disposent de parois et de 5 surfaces d'échange, généralement sous forme de plaques en métal déployé ou en métal avec un profil en nid d'abeilles. Or durant la circulation, il se produit des dépôts de calcaire. Au fur et à mesure d'une part la surcharge mécanique est telle qu'elle peut conduire à la rupture de ladite plaque et d'autre part, le calcaire déposé est un milieu qui amplifie le 10 développement des bactéries par la présence d'humidité, d'éléments nutritifs et à une température adaptée. Le recours à du chlore provoque aussi des attaques des matériels en acier inoxydable, créant ainsi des sites de développement des microorganismes. Quant à l'environnement, le chlore rejeté peut conduire à des irritations des 15 personnes sensibles par la multiplicité des volumes unitaires et lorsque ces opérations sont menées dans des milieux urbains. Ces installations sont à circuit fermé mais avec un refroidissement par des tours aéroréfrigérantes qui consomment nécessairement de l'eau par évaporation. Ces pertes d'eau sont propres aux conditions d'exploitation, notamment hygrométrie 20 et température extérieures mais aussi fonction de la conception même de l'aéroréfrigérant. Afin de limiter la concentration en pollution accumulée dans le fluide de circulation, il est prévu des opérations de déconcentration en renouvelant régulièrement une partie du volume du fluide. La partie polluée retirée est 25 dirigée directement à l'égout et le renouvellement est issue directement de l'eau du réseau. Ces problèmes soulevés montrent que le traitement des fluides de circulation de circuits fermés de refroidissement avec interposition d'au moins un aéroréfrigérant n'est pas optimisé. La présente invention propose un procédé de traitement qui permet de traiter en continu le contenu d'un circuit fermé, notamment de chauffage/climatisation en état, avec une limitation de la prolifération bactérienne, sans dégradation des matériels, sans interruption pour des opérations ponctuelles. Le procédé permet aussi de renouveler l'eau par apports réguliers, éventuellement sans recourir à l'eau de ville, et évite de polluer le fluide du circuit lors du passage dans la tour 1 o aéroréfrigérante. Le procédé permet un entretien par des opérateurs de façon simple, sans interruption du fonctionnement et sans risque par manipulation de produits toxiques. De plus, le procédé limite aussi la formation d'un biofilm apte au développement de microorganismes. 15 L'invention couvre aussi le dispositif associé permettant la mise en oeuvre du procédé. L'invention est maintenant décrite et le procédé est explicité en accord avec le dispositif représenté sur le dessin annexé qui en montre un mode de réalisation particulier, non limitatif, la figure unique présentant un circuit schématique des 20 différents postes. Sur cette figure unique, l'unité de traitement selon l'invention est référencée 10 et comporte une arrivée 12 d'eau chaude collectée en sortie d'un circuit de climatisation par exemple et une sortie 14 d'eau froide, plus exactement refroidie destinée à être renvoyée vers ledit circuit de climatisation. 25 L'unité 10 de traitement comprend un poste 16 de traitement par rayonnement, une tour 18 aéroréfrigérante, un poste 20 de filtration et un poste 22 de traitement chimique. Il est aussi prévu de façon complémentaire un poste 24 d'alimentation et de traitement de l'eau d'apport. L'eau chaude en provenance du circuit fermé passe dans l'unité 16 de traitement par rayonnement qui émet des rayonnements ultraviolets de type UVc. Ce type de rayonnement détruit les cellules telles que les légionelles lorsqu'il est utilisé à raison de 40j/cm'. Le fluide ainsi traité passe dans la tour aéroréfrigérante, débouche en partie haute 26 d'où elle est pulvérisée sous forme de fines gouttelettes qui chutent dans un courant d'air à contre courant généré par des moyens 28 de ventilation, débouchant en partie basse 30 de ladite tour. En partie supérieure, des grilles 32 en métal déployé limitent l'entraînement des gouttelettes dans le courant d'air, même si une partie est nécessairement perdue par évaporation, ce qui génère souvent un panache d'eau vaporisée au droit de chaque tour. De façon avantageuse et selon un perfectionnement de la présente invention, il est prévu de faire passer l'air aspiré par les moyens de ventilation à travers des moyens 34 de filtration afin de limiter la pollution véhiculée par cet air issu de l'atmosphère des villes généralement. De fait, l'air filtré est propulsé par les moyens 28 de ventilation à contre courant, cet air filtré limitant ainsi l'apport et le transfert de la pollution issue de l'atmosphère de la ville dans l'eau du circuit fermé. L'eau de la tour aéroréfrigérante ainsi refroidie dans le courant d'air à contre courant est collectée dans un bac 36 de rétention. L'eau contenue dans ce bac 36 de rétention est froide et traitée par UV. Une première partie de l'eau contenue dans ce bac 36 de rétention est renvoyée directement dans le circuit fermée par la pompe P de recirculation du réseau tandis qu'une seconde partie de cette eau contenue dans ce bac 36 de rétention est dérivée pour subir un traitement complémentaire. Cette seconde partie d'eau est mise en circulation par une pompe p pour être envoyée à travers le poste 20 de filtration. Ce poste 20 de filtration comporte selon un mode de réalisation préférentielle, une succession de filtres, en l'occurrence trois filtres 38, 40 et 42 avec des seuils de coupure de plus en plus petits. Ces seuils sont avantageusement choisis à 1/m, 0,5m et 0,2m. Ce poste permet d'éliminer les matières en suspension non solubles et d'éliminer les microorganismes détruits par l'unité 16 de traitement par rayonnement. Cette seconde partie d'eau, filtrée, est ensuite renvoyée vers la sortie 12 d'eau froide, en amont de la pompe P de recirculation. Le poste 22 de traitement chimique est interposé en dérivation sur la sortie 12 d'eau froide traitée, de préférence en amont de la pompe P de recirculation. Ce poste comprend une boucle 44 de dérivation afin de dériver une partie seulement du débit circulant. Cette partie est traitée par un générateur 46 d'ions, en l'occurrence un générateur d'ions argent Ag et cuivre Cu. Ces ions sont donc émis dans le fluide dérivé et réinjectés avec ce fluide dérivé 15 dans le circuit fermé. Ces ions ont la particularité de lutter contre la formation d'algues et donc d'un biofilm dans tout le circuit, plus particulièrement dans les lieux où la vitesse de circulation est réduite par exemple les coudes, les têtes de vanne et les robinets de purge ou dans les conduits non circulants conduisant à un appareil en arrêt. 20 De fait, tous les aspects de la lutte contre les microorganismes sont réunis pour traiter le fluide d'un circuit fermé. Il convient d'apporter de l'eau régulièrement de sorte à compenser les pertes par évaporation. Une alimentation 47 par un piquage sur le réseau de ville équipée d'une sonde de niveau disposée dans le bac 36 de rétention permet de maintenir 25 le niveau constant. Selon l'invention, il est prévu un perfectionnement avec un poste 24 d'alimentation et de traitement de l'eau d'apport. Ce poste comprend une boucle 48 de dérivation qui est reliée au bac 36 de rétention d'eau par un piquage et qui est connectée en retour à l'alimentation 46 grâce à une vanne 50 trois voies. Cette boucle 48 de dérivation comprend une cuve 52 de réception, une pompe 54 de circulation, une unité 56 de déminéralisation par résines échangeuses d'ions, une cuve 58 de réserve et une boucle 60 de dérivation secondaire montée sur cette cuve et équipée d'un générateur 62 de rayonnements UVc. Cette boucle utilise pour la circulation une pompe 64 destinée à diriger le fluide de la cuve 58 de réserve vers l'alimentation 47 et plus particulièrement une vanne trois voies 66 qui équipe cette alimentation. La cuve 58 de réserve est équipée d'un capteur 68 de niveau haut et un capteur de niveau bas 70 de sorte à maintenir prêt, de façon continue, un volume d'eau d'apport. De plus, afin de limiter les coûts, il est aussi prévu que cette boucle 48 de dérivation accepte les eaux pluviales collectées issues d'une canalisation 72. Cette eau est traitée dès son introduction dans le circuit contre les microorganismes par le générateur 62 de rayonnements UVc et par l'unité 56 de déminéralisation. La canalisation 72 est montée sur la boucle 48 de dérivation au moyen d'une double vanne 74 trois voies. La troisième voie est en effet reliée à l'égout E afin de pouvoir diriger les eaux pluviales en excès vers le réseau général d'égout et de pouvoir également éliminer une partie du fluide du circuit fermé si nécessaire en cas de vidange totale ou d'intervention sur le circuit par exemple. Le procédé selon l'invention consiste donc à traiter l'eau d'un circuit fermé équipé d'au moins une tour aéroréfrigérante par un rayonnement, notamment aux UVc, par une filtration poussée jusqu'à 0,2m, et par introduction d'ions pour limiter la formation d'algues, en l'occurrence des ions argent et cuivre. Le procédé prévoit aussi de filtrer l'air aspiré par les moyens d'aspiration avant la mise en contact avec le fluide à refroidir pour limiter l'apport de pollution au fluide refroidi. Le procédé prévoit aussi de traiter le fluide de circulation et l'eau d'apport par 5 rayonnement et déminéralisation. Le procédé prévoit encore l'injection dans le circuit fermé de l'eau pluviale collectée et traitée préalablement à son injection par rayonnement et déminéralisation. De fait, le circuit fermé traité par le procédé selon l'invention grâce au 10 dispositif mis en place sur ledit circuit permet de détruire et d'éliminer les microorganismes, de filtrer les matières insolubles en suspension, de déminéraliser le fluide évitant ainsi les dépôts minéraux et la formation de sites propices au développement de microorganismes et évite aussi la formation et la prolifération d'algues totalement préjudiciables au bon fonctionnement d'une 15 telle installation en circuit fermé. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un fluide circulant dans un circuit fermé, notamment du fluide d'un circuit de climatisation incluant des moyens de refroidissement par aéoréfrigérant, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre en continu le fluide à un rayonnement bactéricide, à filtrer en continu au moins une partie du fluide avec des seuils de l'ordre du micromètre de façon à retenir au moins les particules non solubles et à générer des ions pour lutter contre la prolifération d'algues. 2. Procédé de traitement d'un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet au moins une partie du débit de fluide à un traitement de 10 déminéralisation. 3. Procédé de traitement d'un fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on assure un apport d'eau dans le circuit fermé par une alimentation à partir d'un piquage d'eau du réseau de ville. 4. Procédé de traitement d'un fluide selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on assure un apport d'eau dans le circuit fermé par une alimentation à partir du réseau de collecte d'eaux pluviales. 5. Procédé de traitement d'un fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on génère des ions argent 20 et/ou cuivre. 6. Dispositif de traitement d'un fluide pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend - un poste (16) de traitement par rayonnement,- une tour (18) aéroréfrigérante avec des moyens (28) de ventilation et un bac de rétention du fluide refroidi, - un poste (20) de filtration du fluide, et - un poste (22) de traitement chimique. 7. Dispositif de traitement d'un fluide selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poste (16) de traitement par rayonnement est un générateur de rayonnements ultraviolets de type c. 8. Dispositif de traitement d'un fluide selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la tour (18) aéroréfrigérante comprend des moyens (28) de ventilation et des moyens (34) de filtration de l'air aspiré par lesdits moyens de ventilation. 9. Dispositif de traitement d'un fluide selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le poste (22) de traitement chimique est disposé sur une boucle en dérivation apte à générer des ions, au moins des ions argent et/ou cuivre. 10. Dispositif de traitement d'un fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un poste (24) d'alimentation et de traitement de l'eau d'apport comportant une boucle (48) de dérivation avec une cuve (52) de réception, une pompe (54) de circulation, une unité (56) de déminéralisation par résines échangeuses d'ions, une cuve (58) de réserve et une boucle (60) de dérivation secondaire montée sur cette cuve et équipée d'un générateur (62) de rayonnements UVc.