FKT Schleswig Holstein Wasseraufbereitung in der Gebäudetechnik im Krankenhaus

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1 FKT Schleswig Holstein Wasseraufbereitung in der Gebäudetechnik im Krankenhaus Matthias Gade Berkefeld Neumünster 7. Juni 2012

2 08/06/2012 CH 2

3 Wasseraufbereitung im Krankenhaus Individuelle Anforderungen - bedingt durch regionale Unterschiede in der Trinkwasserqualität z.b. Wasserhärte Westerland 3 5 dh, Kiel dh Kieselsäure (Silikat) Wyk auf Föhr 9-10 mg/l, Eutin 40 mg/l -Krankenhaus-spezifischer Leistungsbedarf (Größe der Klinik) - unterschiedliche Qualitäts-/ Produkt-/ Wasseranforderungen der Verbraucher verlangen MAßGESCHNEIDERTE LÖSUNGEN IN DER WASSERAUFBEREITUNG 08/06/2012 CH 3

4 bietet den Mitgliedern des FKT Schleswig Holstein: ortsnahe Betreuung bei Planung, Vertrieb und Service feste Ansprechpartner mit langjähriger Erfahrung im betreuten Gebiet regelmäßig geschulte Servicetechniker, fest angestellt im Unternehmen breitgefächerte, standardisierte Produktpalette, die bedarfsabhängig, vielfach modulartig kombiniert werden kann, um individuelle Krankenhaus-spezifische Lösungen zu verwirklichen Innovative Produkte in der Wasseraufbereitung für: Trinkwasser Brauchwasser Prozeßwasser- Schwimmbadwasser 08/06/2012 CH 4

5 FKT CEDI Kontinuierliche Elektro Deionisation RO + CEDI Kompaktanlagen von Matthias Gade

6 DIN EN Sterilisatoren Parameter Einheit Speisewasser Kondensat Härte mmol/l *1 0,02 0,02 Verdampfungsrückstand mg/l 10 1 Leitfähigkeit µs/cm 5 3 Kieselsäure SiO2 mg/l 1 0,1 Eisen mg/l 0,2 0,1 Schwermetalle (außer Fe) mg/l 0,1 0,1 Chlorid mg/l 2 0,1 *1 1 mmol/l = 5,60 d; 7,02 e und 10,00 f 08/06/2012 CH 6

7 Klassische Verfahren: 2-stufige RO - Typische Leitwerte von ca. 1 4 µs/cm erreichbar - CO 2 kann Membranen passieren - Reinwasserqualität immer noch stark von Rückhalterate der Membranen abhängig 08/06/2012 CH 7

8 Klassische Verfahren: RO + Patrone - Typische Leitwerte von < 1 µs/cm erreichbar - CO 2 wird im Mischbett zurückgehalten, belastet damit aber auch die Standzeit d. Patronen - Reinwasserqualität ist von regelmäßiger Regeneration abhängig menschlicher Faktor 08/06/2012 CH 8

9 Nachteile des Mischbettaustauschers bewirken keine Keimzahlreduzierung müssen regelmäßig extern regeneriert werden (Folgekosten) zur Sicherstellung geringer Silikatwerte sind oft zwei Patronen in Reihe erforderlich Beladungsreihenfolge in einer Mischbettpatrone Ca 2+ SO 4 2- durch unterschiedliche Bindungskräfte Mg 2+ NO 3 - Alternative Na + K + NH + 4 CO 2 SiO 2 Cl - HCO 3 - Mischbettpatronen CEDI - Kontinuierliche Elektrodeionisation 08/06/2012 CH 9

10 Was ist eine Elektro-Deionisation? Weitergehende Vollentsalzung(Polisher), in der Regel nach einer RO-Anlage Kammersystem, gefüllt mit geschichtetem Kationen- und Anionenharz sowie MB-Harz Trennung der Ionen über kationen- oder anionendurchlässige Membranen StändigeRegeneration derharzedurchautoprotolyse(h + und OH - Ionen), häufigkeine Chemikalien erforderlich, nur Strom 08/06/2012 CH 10

11 Feed / Zulauf (Permeat RO) CEDI Funktion Konzentrat / Spülwasser Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Anode + Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Na + Cl- - Kathode Na + Na + Na + Na + Na + Na + Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Konzentrat / Spülwasseraustritt Diluat / Ablauf 08/06/2012 CH 11

12 CEDI - Modulaufbau O-Ring Abdichtung Anionenmembrane Zellenrahmen Kationenmembrane Endplatte Zugstangen CEDI Modul 08/06/2012 CH 12

13 Betriebsmittelverbräuche Abwasser (Konzentrat) ca. 5-10% bezogen auf den Nennvolumenstrom (Diluat) Betriebsspannung: konstante Gleichspannung, abhängig von der Zellengröße (bis 600 VDC je nach Art der Zelle) Zellenstrom: je nach Salzgehalt und Schaltung (bis 10 A) Der Strom wird eingestellt, die Zellspanung ergibt sich dann daraus. Energiebedarf: ca. 0,2 kwh/m³-diluat, abhängig von den Betriebsbedingungen 08/06/2012 CH 13

14 Vorteile der Elektro-Deionisation Kontinuierlicher Betrieb, da eine ständige Elektroregeneration erfolgt (Harze werden kontinuierlich regeneriert, durch die bei der Autoprotolyse entstehendenh + und OH - Ionen) Wartungsarmer Betrieb über eine sehr lange Betriebszeit (ca. 3 5 Jahre), selten ist eine Spülung oder Reinigung erforderlich Keine Regenerationschemikalien oder Abwasserbehandlung erforderlich >> damit eine besonders umweltfreundliche Technologie << Keimreduzierung möglich, jedoch unspezifisch (keine Garantiewerte) Leitwerte bis 0,055 µs/cm (18,2 MegOhm) möglich, typischer Wert: 0,2 1,0 µs/cm je nach Zulaufqualität des RO-Permeates, Erlaubtauchdie Entfernungvon schwachensäuren(co 2 und SiO 2 ) 08/06/2012 CH 14

15 Zulaufbedingungen (RO-Qualität) sind entscheidend, die Anlage muss immer ausgelegt werden! 08/06/2012 CH 15

16 1 VDI 2035 Vermeidung von Schäden in Warmwasserheizungsanlagen VDI 2035 Blatt 1, (Ausgabe 12/2005) Steinbildung in Trinkwassererwärmungsund Warmwasser-Heizungsanlagen VDI 2035 Blatt 2, (Ausgabe 08/2009) Heizwasserseitige Korrosion gilt analog auch für Warmwasserheizanlagen im Verbund mit Fernwärmenetzen nach VdTÜV Tch 1466

17 VDI 2035, Blatt 1 Geltungsbereich Trinkwassererwärmungsanlagen nach DIN 4753 Warmwasser-Heizungsanlagen mit einer Betriebstemperatur 100 C nach DIN EN /06/2012 CH 17

18 VDI 2035, Blatt 1 Schäden durch Steinbildung können auftreten in Abhängigkeit: der Gesamtheizleistung des Anlagenvolumen der Füll- und Ergänzungswassermenge der Art des Wärmeerzeugers (z.b. Umlaufwasserheizer) der Menge an Erdalkali- und Hydrogenkarbonat-Ionen (Gesamthärte und Karbonathärte) 08/06/2012 CH 18

19 VDI 2035, Blatt 1 Richtwerte für das Füll- und Ergänzungswasser: Gesamtheizleistung in kw 50 Summe Erdalkalien in mol/m 3 keine Anforderung Gesamthärte in d keine Anforderung > 50 bis 200 2,0 11,2 >200 bis 600 1,5 8,4 > 600 < 0,02 < 0,11 Dabei wird davon ausgegangen, dass: das 3-fache des Nennvolumens als Füll- und Ergänzungswasser nicht überschritten wird. das spezifische Anlagenvolumen 20 l/kw Heizleistung beträgt (bei Mehrkesselanlagen ist die kleinste Einzel-Heizleistung einzusetzen). alle Maßnahmen zur Vermeidung von wasserseitiger Korrosion nach VDI 2035 Blatt 2 getroffen wurden. 08/06/2012 CH 19

20 VDI 2035, Blatt 1 Fazit: Das Füll- und Ergänzungswasser ist zu enthärten*, wenn: die Richtwerte der Tabelle überschritten werden, und / oder höhere Füll- und Ergänzungswassermengen zu erwarten sind und / oder das spezifische Anlagenvolumen 20 l/kw Heizleistung ist.!! * Eine Entsalzung ist sehr aufwendig und wird nur in Sonderfällen angewandt. Es sind dann entsprechende Maßnahmen zur Einstellung des ph-werts erforderlich. 08/06/2012 CH 20

21 VDI 2035, Blatt 2 heizwasserseitige Korrosion Für die Korrosion hat die Zusammensetzung des Füll- und Nachspeisewassers eine entscheidende Bedeutung. Folgende Parameter sind entscheidend: Sauerstoff ph-wert Elektrische Leitfähigkeit Summe Erdalkalien (Wasser-Härte) CH

22 VDI 2035, Blatt 2 Sauerstoff Korrosionsreaktionen werden im Wesentlichen durch Sauerstoff im Heizwasser bestimmt. Die Sauerstoffkonzentration sollte so gering wie möglich sein. Ständiger Sauerstoffeintrag ist zu vermeiden. Ursachen für Sauerstoffeintag sind u.a.: Unterdruck im System Hauptursachen für die Unterdruckbildung in Heizungssystemen sind falsche Dimensionierung, fehlerhafte Installation, sowie mangelhafte Wartung und Kontrolle von Druckhaltungen. Einschluss von Luft bei Füll- und Nachfüllvorgängen Sauerstoffgehalt des Füll- und Ergänzungswassers Diffusion über permeable Bauteile (z.b. Dichtungen, Kunststoffrohre, Membranen, Schläuche usw.) CH

23 VDI 2035, Blatt 2 ph-wert Eine ph-wert-anhebungist normalerweise nicht notwendig, da sich der geforderte ph-wert durch Eigenalkalisierung nach wenigen Wochen von selbst einstellt. Elektrische Leitfähigkeit Die Korrosionswahrscheinlichkeit nimmt mit sinkender elektrischer Leitfähigkeit des Heizwassers ab. Summe Erdalkalien(Wasser-Härte) beeinflusst vorzugsweise die Steinbildung. Es sind die Anforderung der VDI 2035 Blatt 1 zu beachten. CH

24 VDI 2035, Blatt 2 Die Wahrscheinlichkeit der Korrosion ist bei Beachtung dieser Richtwerte minimiert: salzarm salzhaltig Elektrische Leitfähigkeit bei 25 C Aussehen µs/cm < frei von sedimentierenden Stoffen ph-wert bei 25 C 8,2-10,0 * Sauerstoff mg/l < 0,1 < 0,02 * ph < 8,5, bei Anwesenheit von Aluminium im System Eine ph-wert-anhebungist normalerweise nicht notwendig, da sich der geforderte ph-wert durch Eigenalkalisierung nach wenigen Wochen von selbst einstellt. Bei fachgerechter Planung, Installation und regelmäßiger Wartung und Instandhaltung ist davon auszugehen, dass sich der Sauerstoffgehaltim regulären Betrieb von korrosionstechnisch geschlossenen Anlagen auf Werte unter 0,02 mg/l einstellt. 08/06/2012 CH 24

25 VDI 2035, Blatt 2 Der Planer der Anlage muss folgende Angaben in einem Anlagenbuch dokumentieren (siehe z.b. Blatt 2, Anlage C): die Gesamtheizleistung (bei Mehrkesselanlagen auch die Einzelheizleistungen) das Anlagenvolumen die zu Grunde gelegte Füll-und Ergänzungswassermenge während der Lebensdauer der Anlage Bei Anlagen > 50 kw ist zur Erfassung der Füll- und Ergänzungswassermenge ein Wasserzähler einzubauen. Summe Erdalkalien bzw. Gesamthärte gemäß einer Wasseranalyse Leitfähigkeit und ph-wert Zusätze für die Wasserbehandlung (Art und Menge) 08/06/2012 CH 25

26 VDI 2035, Blatt 2 Überwachung und Kontrolle Alle Inbetriebnahmedaten sind im Anlagenbuch zu dokumentieren Alle Wartungsmaßnahmen mit den Kontrollergebnissen und gegebenenfalls den Instandsetzungs-und Korrekturmaßnahmen sind im Anlagenbuch zu dokumentieren. Füll- und Ergänzungswassermengen Summe Erdalkalien bzw. Gesamthärte des Nachspeise- und Umlaufwassers ph-wert des Umlaufwassers Leitfähigkeit des Umlaufwassers Konzentration der Konditionierungsmittel Es muss ein Anlagenbuch geführt werden, in dem alle Daten der Planung, Inbetriebnahme und des Betriebs (Wartung und Instandhaltung) dokumentiert werden. CH

27 VDI 2035, Blatt 2 Warmwasserheizungsanlagen sind mindestens einmal jährlich zu warten. Die wichtigste betriebliche Wartungsmaßnahme ist die Kontrolle des Anlagendrucks, um insbesondere Unterdruckzustände mit Sauerstoffeintrag zu vermeiden. Bei Überschreitung der Richtwerte für die Leitfähigkeit muss diese, z.b. durch Abschlämmen, gesenkt werden. Bei Anlagen mit mehr als 600 kw Leistung und allen Anlagen mit behandeltem Füll-und Ergänzungswasser sind die Leitfähigkeit und der ph-wert mindestens einmal jährlich zu messen und zu dokumentieren. Das Führen des Anlagenbuches ist Bestandteil der Wartung und Instandhaltung CH

28 VDI 2035 Unsere Empfehlung zur Umsetzung VDI 2035 (Blatt 1 + 2) zur Erinnerung: Fazit Blatt 1: zur Vermeidung von Steinbildung soll ab 50 kw Anlagenleistung enthärtet werden. Eine Entsalzung ist sehr aufwendig und wird nur in Sonderfällen angewandt. Fazit Blatt 2: Sauerstoffeintrag ist zu minimieren Zugabe von Chemikalien soll auf Ausnahmen beschränkt sein Die Korrosionswahrscheinlichkeit nimmt mit sinkender Leitfähigkeit ab Die VDI 2035 Blatt 2 verweist auch auf die DIN EN 14868(11/2005) (Korrosionsschutz metallischer Werkstoffe in geschlossenen Wasser-Zirkulationssystemen) Als Füllwasser wird normalerweise Trinkwasser benutzt. Bezüglich des Auftretens aller lokalen Korrosionsarten ist die Verwendung von vollentsalztem Wasser vorzuziehen. wir empfehlen das Füll- und Ergänzungswasser zu entsalzen CH

29 VDI 2035, Blatt 2 Anlagenbuch nach VDI 2035 Standort der Anlage: Planungsdaten Anzahl der Wärmeerzeuger (WE): Einzelheizleistung WE 1 [kw]: Einzelheizleistung WE 2 [kw]: Einzelheizleistung WE 3 [kw]: Anlagenvolumen [l]: Füll- und Ergänzungswasser chem. Wasserbehandlung: ja nein gesamte, während der Lebensdauer der Anlage zu erwartende Ergänzungswassermenge [l]: Gasamthärte [ dh]: Art: Leitfähigkeit [µs/cm]: Chemikalie: Konzentration [mg/l]: ph-wert: Hersteller: Gesamtheizleistung [kw]: max. Füll- und Anlage mit Aluminium: ja nein kleinste Einzelheizleistung [kw]: Ergänzungswassermenge [l]: spez. Anlagenvolumen [l/kw]: Wasseraufbereitung (Enthärtung / Entsalzung) erforderlich: Art der Wasseraufbereitung: Enthärtung Entzalzung Inbetriebnahmedaten Inbetriebnahme durch Firma: *) vom Planer z.b. nach VDI 4708 Blatt 1 (> pa,min; < pe,max) zu ermitteln Datum der Inbetriebnahme: Spülung der Heizung nach EN erfolgt: ja nein max. Enddruck *): p e, max = bar Druckhaltung nach Herstellervorschrift in Betrieb genommen: ja nein bei Pumpen- oder Kompressordruckhaltung: Solldruck Anlage *): p soll = bar Zählerstand Wasseruhr Füll- und Ergänzungswasser vor Erstbefüllung: Z = m 3 bei MAG: Gasvordruck *): p 0 = bar Datum Zählerstand Wassermenge Gesamthärte ph-wert Leitfähigkeit Anlagendruck konz. Chemikalie Bemerkungen Unterschrift Z neu V = Z neu - Z p Anl [m 3 ] [m 3 ] [ dh] [µs/cm] [bar] Richtwerte - 8,2-10,0 < 1500 *) Inbetriebnahme [mg/l] Betriebsdaten Datum Zählerstand Wassermenge Gesamthärte ph-wert Leitfähigkeit Anlagendruck konz. Chemikalie Bemerkungen Unterschrift Z neu V = Z neu - Z p Anl [m 3 ] [m 3 ] [ dh] [µs/cm] [bar] Richtwerte - 8,2-10,0 < *) [mg/l] 08/06/2012 CH 29

30 VDI 2035 Mobile Anlagen Enthärtung Anlagen zur Heizungswasseraufbereitung Entsalzung Enthärtungsanlagen halbautomatisch Doppelanlage Nachfüllstation Dosieranlage Nachfüllpatrone Inline Heizungswasseraufbereitung BerkeSelect 2035 mini maxi Probenahmekühler kompakte Umkehrosmoseanlage Einziehschleuse 08/06/2012 CH 30

31 VDI 2035 Inline-Heizungswasseraufbereitung BerkeSelect 2035 maxi Entsalzung (oder Enthärtung) und Filtration im Bypass ins System integriert, dadurch ständige Wasserbehandlung temperaturbeständig bis 85 C, PN 6 (PN 10 als Sonderausführung möglich) leicht auswechselbare Einsätze zur: Entsalzung und Filtration Enthärtung und Filtration nur Filtration Differenzdruckmessung integrierte Leitfähigkeitsmessung 0(20) 2000 µs/cm Mikroprozessorsteuerung für: Zeitprogramm für Pumpe Pumpe Stopp bei Differenzdrucküberschreitung Anzeige Leitfähigkeit Ausgang: Sammelstörung pot.-frei; Leitwert analog 0 20 ma CH

32 VDI 2035 Anlagen zur Wasserbehandlung BerkeSelect 2035 maxi Rücklaufverteiler Ein- und Nachspeisung Wasserzähler Vorlauf Nachfüllarmatur BerkeSelect 2035 Inline-Entsalzung (oder Enthärtung) und Filtration mit integrierter Bypass-Pumpe, auch zum nachträglichen Einbau Heizkessel Abschlämmung 08/06/2012 CH 32

33 BerkeSelect 2035 maxi 08/06/2012 CH 33