La récupération de chaleur résiduelle pour éliminer le nouveau coronavirus des systèmes CVC

L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) recommande que les patients atteints de COVID-19 soient isolés dans des chambres à pression négative, ventilées de façon efficace avec un taux minimum de 12 renouvellements d’air à l’heure. Selon le centre américain de contrôle et de prévention des maladies (CDC), les chambres d’isolement devraient avoir un taux minimum de renouvellement d’air de 6 par heure ou 12 par heure pour des locaux nouvellement construits ou rénovés. Il est également recommandé d’utiliser la filtration HEPA de l’air entrant, si l’air est recirculé. Toutefois, il n’y a pas de recommandations pour d’autres aspects des systèmes de CVC, comme la température et l’humidité relative. ^[1] Pourtant, la propagation du SRAS-CoV-2 dépend des caractéristiques des paramètres du système de CVC et des circuits d’air.

 

Plusieurs études ont conclu que les principaux critères d’élimination du coronavirus sont des conditions de température élevée et d’humidité relative faible, ce qui semble réduire le nombre de virus actifs. Certaines études indiquent que le fait d’exposer le SRAS-CoV-2 à une température de 60 °C pendant 5 minutes réduit la concentration virale de plus de 99 %. [2] Malheureusement, ce procedé n’est pas facile à mettre en œuvre dans la pratique clinique. ^[1]

Dans une expérience récente, des chercheurs ont émis l’hypothèse que dans les systèmes de CVC de salle propre, le SRAS-CoV-2 pourrait être éliminé complètement en réchauffant l’air extrait avant filtration. Pour résoudre le problème des gouttelettes de SRAS-CoV-2 qui sortent des systèmes de CVC et se propagent à l’extérieur des bâtiments hospitaliers, ils proposent de concevoir un échangeur thermique pour réchauffer l’air sortant afin que la viabilité du SRAS-CoV-2 puisse être limitée. ^[2]

 

Un système classique de CVC de salle propre se compose de trois éléments principaux : des conduits et commandes d’aspiration d’air extérieur et d’évacuation d’air, une unité de traitement d’air et des systèmes de distribution d’air. Une unité de traitement d’air est elle-même composée d’un filtre HEPA, d’un humidificateur, d’un serpentin refroidisseur ou serpentin de chauffage et d’émetteurs de lumière ultraviolette.

 

Le système de CVC de salle propre proposé dans cette étude est simple à installer. La seule différence entre un système de CVC de salle propre classique et le système proposé est l’utilisation d’un échangeur thermique longitudinal « air – air » pour récupérer la chaleur résiduelle du condenseur du groupe refroidisseur d’eau. Avec le système proposé, fonctionnant en continu à son efficacité optimale, l’échangeur thermique longitudinal « air – air » réchauffe l’air extrait. L’échangeur thermique longitudinal « air – air » est doté d’un long canal pour le transfert de chaleur et contient également une plaque de cuivre pour générer un transfert de chaleur efficace. Le processus de désinfection par la chaleur se produit à l’intérieur de l’échangeur thermique longitudinal « air – air ».

 

Le taux maximal de renouvellement d’air dans la salle propre ainsi conçue était égal à 23 par heure (520 m3/h). Les résultats de l’expérimentation montrent que le système produit de l’air extrait dans une plage de température de 50 °C à 80 °C et une plage d’humidité relative de 40% à 50 %, conditions dans lesquelles il a été observé que le SAR-CoV-2 disparaît rapidement.

 

En outre, il convient de noter que les systèmes de CVC de salle propre sont également une source potentielle d’applications de récupération de chaleur. Les auteurs suggèrent que l’air extrait plus sec et plus chaud peut être converti en énergie électrique ou peut même servir au séchage du linge.

 

Sources

^[1] Saran, S., Gurjar, M., Baronia, A. et al. Heating, ventilation and air conditioning (HVAC) in intensive care unit. Crit Care 24, 194 (2020). https://doi.org/10.1186/s13054-020-02907-5

^[2] Rezaei, Naser, et al. "A novel methodology and new concept of SARS-CoV-2 elimination in heating and ventilating air conditioning systems using waste heat recovery." AIP Advances 10, 085308 (2020); https://doi.org/10.1063/5.0021575