REA-Erfahrungswerkstatt : Trinkwasserhygiene. Ultrafiltrationssysteme zur Steigerung von Energieeffizienz und Hygiene in Warmwasseranlagen

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1 REA-Erfahrungswerkstatt : Trinkwasserhygiene Ultrafiltrationssysteme zur Steigerung von Energieeffizienz und Hygiene in Warmwasseranlagen Helmut Jäger, Solvis GmbH Kontakt: Fon: Stand:

2 SolvisClean: Hygiene in der Warmwassererwärmung Entfernt Legionellen aus dem Warmwasser und kann den Energiebedarf um 20 bis 40 Prozent senken.

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4 Ultrafiltration reinigt das Trinkwasser von Legionellen, unerwünschten Mikroorganismen und Partikeln Wasser Reinwasser Schmutzkonzentrat

5 Legionellen haben 10-fach größeren Durchmesser als die Poren des Filtermoduls

6 SolvisClean filtert alle Bakterien aus dem zirkulierenden Warmwassernetz und ersetzt thermische Prävention Zapfstellen Zapfstellen 53 C 50 C

7 Innenleben der SolvisClean mit EXERGENE -Technologie 1 Anschluss Vorlauf Rohwasser ¾ AG 2 3 Kugelhahn Vorlauf 1. Rückflußverhinderer 7 4 Pumpe Durchflusssensor 6 UF-Filtermodul Steuerung / Modem Ausdehnungsgefäß Probenentnahmehahn Rückflußverhinderer Anschluss Rücklauf Reinwasser ¾ AG Spülventil 2 13 Freier Ablauf für Spülwasser

8 Unterschätztes Risiko und häufige Ursache für wiederkehrende Verkeimung: VBNC Zustand Bakterien können in Stresssituationen (Temperatur, Strahlung, mangelnde Nahrung, usw. ) vom Vermehrungszustand in den Erhaltungszustand übergehen und sind dann vorübergehend nicht kultivierbar, d.h. bei der Beprobung ist das Ergebnis: 0 KBE - heißt nicht kein Legionellenpotential, sondern nur aktuell keine Vermehrung! Lebensfähigkeit und DNA bleiben erhalten, Stoffwechsel und Atmungsaktivität sind reduziert Dieser Zustand ist aber unter günstigen Umgebungsbedingungen (Stichleitungen) reversibel Nach Wiederbelebung sind die Legionellen und Pseudomonas aeruginosa wieder vermehrungsfähig Dieser Effekt kann insbesondere bei Bestandsanlagen mit Biofilm nach Sanierung/Desinfektion zu wiederholten Verkeimungen führen

9 Barrieren gegen unzulässige Vermehrung von Legionellen gemäß DIN : Installationstyp Trinkwassererwärmung Barrieren gegen Legionellen-Vermehrung Mindesttemperatur TWE Quelle Zentrale TWE: Speicher, Durchflusssystem Zentrale TWE mit hohem Wasseraustausch < 3 Tage Temperatur 60 C DIN : Temperatur hoher Wasseraustausch 50 C DIN : Dezentrale Wassererwärmer: Leitungsinhalt < 3 l schneller Wasseraustausch keine Anforderung an Temperatur DIN : Zentrale TWE: Speicher, Durchflusssystem andere technische Maßnahmen und Verfahren, z. B. Ultrafiltrationssystem keine Anforderung an Temperatur mikrobiologische Untersuchungen, Absprache mit GA DIN : 9.1 Bei zentralen Trinkwassererwärmern in Kombination mit dem EXERGENE-Ultrafiltrationssystem kann die Barriere Temperatur 60 C durch die Barriere Filterung und Entfernung ersetzt werden. Damit ist der Einsatz der SolvisClean im Rahmen der geltenden Richtlinien und Normen möglich. Die Entfernung aller Bakterien und Viren > 30 nm wirkt auch positiv in die Stichleitungen.

10 DVGW W-551 erlaubt ausdrücklich Alternativen zur thermischen Prävention Rechtliche Grundlagen: TrinkwV.: 1. Hygiene muss in jedem Fall gewährleistet werden (unabhängig v. der Beprobungspflicht). 2. DVGW W-551: Das Ziel ist die Vermeidung einer unzulässigen Vermehrung von Legionellen. Einleitung, Seite 5: Grundsätzlich besteht die Möglichkeit auch mit anderen technischen Maßnahmen und Verfahren das angestrebte Ziel dieses Arbeitsblattes einzuhalten. In diesen Fällen müssen die einwandfreien Verhältnisse durch mikrobiologische Untersuchungen nachgewiesen werden. In Niedersachsen hat das Landesgesundheitsamt Leitplanken für Modellprojekte entwickelt: - Minimale Temperatur 50 C - Trinkwasserinstallation entspricht den a.a.r.d.t. - Permanente Online-Überwachung - Einsatz in gewerblichen Gebäuden - Probeentnahmeplan in Abstimmung mit den örtlichen Gesundheitsämtern Umweltbundesamt September 2011: Für alternative technische Verfahren fordert das UBA den wissenschaftlichen Nachweis der hygienischen Unbedenklichkeit vom Hersteller.

11 EXERGENE -Schutzsystem garantiert dauerhafte Hygiene Bislang bekannter Stand der Ultrafiltration: Filter ohne Schutzmechanismus, die in geschlossene Rohrleitungssysteme eingebaut werden, verkeimen unter den typischen Bedingungen einer Trinkwasserinstallation auf der Reinwasser-Seite. Der EXERGENE -Schutzmechanismus verhindert dauerhaft eine Verkeimung der Reinwasser-Seite. Von der EXERGENE -Filtrationsanlage geht keine Gefahr aus EXERGENE -Filtrationssysteme können überwacht in verkeimten Trinkwasserinstallationen betrieben werden. Zitat aus dem Gutachten Universitätsklinikum Schleswig-Holstein(UKSH), Dezember 2014: Eine Verkeimung des Ultrafiltrations-Moduls durch retrograde Kontamination aus dem Leitungssystem ist nicht nachweisbar. Der eingebaute Schutzmechanismus verhindert ein Eindringen von Bakterien auf der Permeatseite des Ultrafiltrationsmoduls.

12 Sicherheit durch geprüfte Komponenten und wissenschaftlichen Nachweis für Gesamtsystem Alle Komponenten außer Filtermodul haben DVGW-Prüfzeichen. KIWA Zulassung für Filtermembranmodule (Kontakt mit Trinkwasser). Filtermodul mit Prüfzeichen vom Hygieneinstitut des Ruhrgebietes (Durchbruchsicherheit für Legionellen). Wissenschaftliche Untersuchungen unter Labor- und Praxisbedingungen UKSH - Stellungnahmen und Prüfberichte zu begleiteten Musterprojekten. CE Zertifikat.

13 Betriebsphasen von SolvisClean Installation Bestandsinstallation Hygienestatus TrinkwV nicht eingehalten (technischer Maßnahme/ Grenzwert ist überschritten) 1. Phase 2. Phase 3. Phase Absicherung der Desinfektions - und Sanierungsmaßnahmen bei 60 C (Verhinderung wiederholter Verkeimung aus z.b. VBNC-Stadium) Reinigung bei 60/55 C Reinigung bei 53/50 C Qualitätsmanagement nach Abstimmung mit UKSH-MUA / PPF Neuinstallation (auch alternativ zu dezentralen Wohnungsstationen) TrinkwV eingehalten Absicherung der Inbetriebnahme bei 60 C Reinigung bei 60/55 C Reinigung bei 53/50 C (Vermehrung durch gelöste Kohlenstoffe, Verunreinigungen vermeiden) Qualitätsmanagement nach Abstimmung mit UKSH-MUA / PPF

14 Effizienzgewinne durch Reduzierung Warmwassertemperatur von 60/55 C >> 53/50 C oder 45/42 C Effizienzpotentiale in %

15 Wichtige Hinweise für die Umsetzung und Installation Installation in den Wohnungen sollte möglichst als Reihenleitung ausgeführt werden, um optimalen Wasseraustausch zu gewährleisten. Zirkulationsregulierventile sollten für den Bereich von C geeignet sein, z.b. Viega EasyTop oder statische Ventile. Zirkulationsregulierventile sollten mit Probenahmeventil ausgestattet werden. Einbeziehung des zuständigen Gesundheitsamt für die Planung und Beprobung.

16 Einsatzmöglichkeiten der SolvisClean Ziele Beteiligung Gesundheitsamt (GA) 1 Verbesserung der Hygiene bei 60/55 C. Info an GA. 2 Unterstützung von Sanierungen bei 60/55 C sowie vorübergehend bei reduzierten Trinkwasser- Temperaturen 3 Steigerung der Energieeffizienz durch Temperaturreduktion in nicht kontaminierten Installationen bis minimal 50 C am Zirkulationsrücklauf. (Förderung von bis zu 40 % in Stadt/Region Hannover) 4 Einsatz in Trinkkaltwasser Installationen zur Verbesserung der Hygiene oder Sanierung. Ist bei Sanierungen immer beteiligt. Ja, bei Festlegung der Beprobungen. Bei Vorbeugung Info an GA; Ja, bei Sanierung zur Festlegung d. Beprobungen.

17 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung / Einsparung durch Temperaturabsenkung WW von 60 C auf 50 C Objekt: Beispielobjekt Wohnungen 40 Heizungen TWE Gasbrennwertheizung Speichersystem Wirtschaftlichkeitsberechnung kwh EUR Energiebedarf Warmwasser 60 C ,00 Zirkulationsverluste ,00 Gesamtbedarf Warmwasser + Zirkulation ,00 Einsparung an Zirkulationsverlusten 25 % ,00 Einsparung durch Verringerung Mischverluste 5 % ,00 Verbesserung Effizienz Kessel + Speicher 6 % ,00 Energieeinsparung Gas pro Jahr 22 % ,00 Kosten 15 Jahre(Invest, Wartung, Monitoring, Beprobung, Filtertausch, Förderung) Gesamt: pro Jahr: 1.600,00 Stromverbrauch SolvisClean (50 W) ,40 Wasserverbrauch Spülungen (14 m³/a) 84,00 Einsparungen pro Jahr (ohne Finanzierung) 572,60

18 Region Hannover fördert 10 Projekte mit

19 Förderung über BAFA möglich Wird im Rahmen einer Heizungsmodernisierungsmaßnahme : heizungsoptimierung_node.html eine installierte Warmwasserzirkulationspumpe durch eine Hocheffizienzpumpe ausgetauscht und gleichzeitig eine SolvisClean mit Temperaturabsenkung eingebaut, sind die gesamten Kosten mit 30 % vom Netto-Betrag im Rahmen der Richtlinie förderfähig. Wichtige Voraussetzung ist eine Registrierung auf folgendem BAFA-Portal vor der Auftragserteilung: Danach muss die Maßnahme innerhalb von 6 Monaten umgesetzt und durch Rechnungsbelege nachgewiesen werden. 19

20 Ca. 30 Refenzen, alle in Abstimmung mit den örtlichen Gesundheitsämtern in Nds./S-H/Berlin/Kassel Nutzung Inbetriebnahme UF Systemtemperatur Besonderheiten Legionellen KBE / 100ml Hotel, 43 Zi., Hamburg /42 C Energieoptimierung, totraumfreie Install./ automatischer hyd. Abgleich 0 MFH, 26 WE, Hamburg /42 C Energieoptimierung, totraumfreie Install./ automatischer hyd. Abgleich 0 MFH, 24 WE, Pinneberg ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 MFH, 35 WE + Büro Etagen, HH ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion, hohe Belastung aus KW << 100 MFH, 20 WE, Pinneberg C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 Kita, 7 Gruppen, HH ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 FeWo, 62 WE ca. 52 C Begleitung Sanierung, zeitweise hoher Leerstand 0 (zirk. Netz) MFH, 44 WE, HH ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 MFH, 30 WE, HH ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 MFH, 22 WE, HH ca. 60 C wiederholte Verkeimung nach Desinfektion 0 Gewerbe, Energieoptimierung, Braunschweig /42 C Verkeimung nach Umbau/Außerbetriebnahme 0

21 Ca. 30 Refenzen, alle in Abstimmung mit den örtlichen Gesundheitsämtern in Nds./S-H/Berlin/Kassel Nutzung Inbetriebnahme UF Systemtemperatur Besonderheiten Legionellen KBE / 100ml MFH, 200 WE, Hamburg Eimsbüttel ca. 20 C Beseitigung Kaltwasserverkeimung < 100 Sporthalle, Elmshorn ca. 60 C Prävention 0 FeWo, 8 WE, St. Peter ca. 48 C Beseitigung Verkeimung 0 FeWo, 16 WE, Timmendorf ca. 60 C Beseitigung Verkeimung < 100 FeWo, 64 WE, Timmendorf ca. 60 C Beseitigung Verkeimung < 100 MFH diverse, Hamburg ca. 55 C Prävention / Energetische Optimierung 0 MFH 3 Gebäude, Hamburg ca. 56 C Prävention / Energetische Optimierung 0 Gewerbe, Hamburg ca. 60 C Prävention 0 Hotel, 79 Zi., Kiel ca. 50 C Energetische Optimierung 0 Klinik, Föhr ca. 55 C Prävention /Energetische Optimierung 0

22 Ca. 30 Refenzen, alle in Abstimmung mit den örtlichen Gesundheitsämtern in Nds./S-H/Berlin/Kassel Nutzung Inbetriebnahme UF Systemtemperatur Besonderheiten Legionellen KBE / 100ml Hotel, Föhr ca. 55 C Prävention / Energieoptimierung 0 Wohnhaus, Föhr ca. 55 C Prävention / Energieoptimierung 0 Hotel / Wohnen Hamburg ca. 60 C Prävention / Energieoptimierung 0 MFH, 24 WE, Hildesheim /50 C Energieoptimierung 0 MFH, 30 WE, Hannover /55 C MFH, 36 WE, Berlin Lichterfelde MFH, 70 WE, Berlin Lichterfelde /50 C ( ) 53/50 C ( ) Prävention Energieoptimierung Energieoptimierung MFH, 63 WE, Hannover /50 C Energieoptimierung 0 MFH, 75 WE, Hannover /50 C Energieoptimierung

23 Hemmnis für LowEx-Konzepte im Bestand: WW 60 C C bisher: 60 C jetzt: C

24 Trinkwassererwärmer ohne Zirkulationstrennung erreichen keine niedrigen Rücklauftemperaturen 70 C 70 C 60 C 60 C 15 C 15 C Herkömmliche Einbindung der Zirkulation führt zu starker Vermischung. Rücklauftemperatur zum Wärmerzeuger wird durch Zirkulationstemperatur und nicht durch Kaltwassertemperatur bestimmt.

25 Trennung von Wassererwärmung und Zirkulation + SolvisClean erreicht maximal kalte RL-Temperaturen 60 C vom Pufferspeich er oben Zapf- PWÜ Trinkwasser 50 C gereinigt 55 C warm in die Pufferspeichermitte Zirku - PWÜ Zirkulationspump e UF-Anlage SolvisClean Abwasser Trinkwasser 15 C 20 C kalt in den unteren Pufferspeicher

26 Frischwasserstation SolvisVital 3 Trinkwassererwärmung Frischwasserstation: FWS-20, 40, 80, 120 FWS-20: Maximale Schüttmenge 120 l/min bei 60 C, Nenn-Entladeleistung 69 kw bis 21 WE FWS-120: Maximale Schüttmenge 20 l/min bei 0 C, Nenn-Entladeleistung 416 kw über 90 WE

27 SolvisVital ermöglicht LowEx-Konzept: WW 53/50 C + NT-Heizkreiskaskade + BW/ BHKW + Solar Trinkwasser kalt UF Wärme - erzeuger 7 Trinkwasser warm 50 C Führungsspeicher SolvisStrato / SR-XX 2. Frischwasserstation mit Systemregler FWS 3. Verteiler VTL 4. Heizkreisstation HKS-G (HT) 5. Heizkreisstation HKS-4W (NT) 6. Wärmeerzeuger 7. Pufferladestation PLAS-G (bei Bedarf) 10. Solarkollektoren SolvisFera 11. Solarwärmeübergabestation SÜS

28 SolvisVital ermöglicht LowEx-Konzept bei Netzen: WW 53/50 C + NT-Heizkreiskaskade + Rücklaufauskühlung Wärmenetz + Solar 5 4 Trinkwasser kalt UF C C Trinkwasser warm 50 C Führungsspeicher SolvisStrato / SR-XX 2. Frischwasserstation mit Systemregler FWS 3. Verteiler VTL 4. Heizkreisstation HKS-G (HT) 5. Heizkreisstation HKS-4W (NT) 6. Nah-Fernwärmenetz 10. Solarkollektoren SolvisFera 11. Solarwärmeübergabestation SÜS

29 SolvisVital ermöglicht LowEx-Konzept mit Saisonspeicher: WW 53/50 C + NT-Heizkreiskaskade + Sole-WP + Saisonspeicher etank + Solar Trinkwasser kalt UF Trinkwasser warm 50 C Führungsspeicher SolvisStrato / SR-XX 2. Frischwasserstation mit Systemregler FWS 3. Verteiler VTL 4. Heizkreisstation HKS-G (HT) 5. Heizkreisstation HKS-4W (NT) 6. Sole-Wasser-Wärmepumpe 8. Saisonwärmespeicher etank 9. Solare Solaranhebung 10. Solarkollektoren SolvisFera 11. Solarwärmeübergabestation SÜS

30 Ergebnisse des Institut für Solarenergieforschung Hameln bestätigen Effizienz von SolvisVital + SolvisClean 60 C WW 60 C WW 47 C WW Gasbedarf (kwh) - 9 % (nur Vital) - 16,5 % (Vital+Clean)