Warmwasserbereitung Sportstätten, Wohnungen, Altenheime, Krankenhäuser und Hotels

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1 A - Stand der Technik Zentrale Warmwasserbereitung - Warmwasserbereitung Zentrale mit z. B. Gas-Ölheizung - zentrale Warmwasserbevorratung Boiler - Warmwasserverteilungsnetz einschl. Zirkulation, Pumpe - Vorhaltetemperatur Warmwasser 60 C, Zirkulation mind. 55 C, entsprechend VDI 6023, Richtlinie zur Trinkwasserhygiene - Warmwasserverteilung mit automatischen Temperaturabgleichventilen und thermische Desinfektionsschaltung - Wärmeverluste Warmwasser- und Zirkulationsleitung durch 24-Stunden-Betrieb - erhöhter Energiebedarf für thermische Desinfektions-Temperatur mind C - erhöhter Wasserverbrauch für thermische Desinfektionsintervalle mind. 3 Min. 70 C Auslauftemperatur - Mess- und Regelsystem für thermische Desinfektion und Manpower zur Dokumentation - chemische Wasserbehandlung als Hygieneprophylaxe - Wasserenthärtung zur Verhinderung von Kalkausfällen - Abflammbare Probewasserhähne an allen Armaturen und Steigsträngen - Mikrobiologische Überprüfung nach Trinkwasserverordnung und DVGW Arbeitsblatt W 551 Probenahme durch akkreditierte Personen (Gesundheitsamt), Ausarbeitung eines Probenahmeplanes, Dokumentation der jährlichen Ergebnisse - Überprüfung der Einhaltung der technischen Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums nach DVGW W 551 neuste Ausgabe April Mikrobiologischer Kontrollumfang Pseudomonas durch periodische Untersuchungen der gesamten Warmwasserinstallation, Inhalt über Längen Volumen größer 3 Liter Inhalt Dezentrale Warmwasserbereitung für Einzelzapfstellen, z. B. Duschen - Warmwasserbereitung mittels Elektroenergie - elektrische Durchlauferhitzer oder Speicher für dezentrale Warmwasserversorgung - für Sportstätten und größeren Personenkreis nicht geeignet, da die Energiekapazität in der Regel systembedingt nicht vorhanden ist (z. B. 8 Duschen x 18 kw = 144 kw) - nur für einzelne dezentrale Duschanlagen möglich aufgrund der elektrischen Gebäudeund Liegenschaftskapazität - Elektrogeräte müssen außerhalb des Sprühbereiches montiert werden, minimal 60 cm Abstand - Enthärtungsanlage erforderlich durch hohe Temperatur am Elektroheiztauscher - hohe Betriebskosten durch elektrische Primär-Energie Trinkwasserhygiene: - Die VDI 6023 beinhaltet das Regelwerk für hygienebewusste Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung von Trinkwasseranlagen. - Seit dem sind an allen öffentlichen Trinkwasseranlagen mikrobiologische Untersuchungen mind. 1 x jährlich vorzunehmen - Führen eines Inspektionshandbuches mit wöchentlichen Eintragungen der Warmwasserund Zirkulationstemperaturen an allen Probenahmestellen wie Boiler, Strangventile der Verteilung - Im besonderen Maße bezieht sich diese Wasserbeprobung auf den Nachweis des Legionellenwachstums und Pseudomonas-Erreger. - Legionellenwachstum entsteht vermehrt bei Temperaturerwärmung von C. Dies betrifft vor allem zentrale Warmwasserversorgungen und Zirkulationsleitungen. P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 1 von 6

2 - Pseudomonas-Erreger vermehren sich extrem bei Temperaturen von C und sind in Kaltwasseranlagen vermehr zu finden, bedingt durch mangelnde Dämmung und Erwärmung in Installationsschächten und Hohlraumwänden bzw. zu dicht aneinander liegenden Kalt-, Warm- und Zirkulationsleitungen. - Statistisch sind folgende Gebäude bzw. Anlagen betroffen: Sportduschanlagen, z. B. in Turnhallen Duschen in öffentlichen Badeanstalten zentrale Warmwasserversorgungsanlagen mit zu groß ausgelegten Speicher- und Rohrnetzen in Altenheimen und Krankenhäusern Hotels mit schwacher Auslastung, d. h. ungenutzte Duschanlagen - In der Regel ist der Wohnungsbau selten betroffen, da diese Anlagen täglich benutzt werden und die Warmwasserbereiter von ihrer Größe täglich mind. 1 x gespült werden. - Die Infektion findet statt zum größten Teil durch Inhalation während des Duschvorgangs über die Atemwege in die Lunge, wo sich die Legionella festsetzt. - Allgemein-Warmwasserentnahmestellen wie Spüle, Waschtisch sind hiervon bezüglich Infektionsrisiko nicht betroffen. - In bestehenden Altanlagen und verzweigten Warmwasserverteilungsnetzen, die selten genutzt werden, liegen die vorgefundenen Grenzwerte oft weit über dem zulässigen Bereich (bis zu 10-fach). - Besonders gefährdeter Personenkreis: ältere und immungeschwächte Personen und Hochleistungssportler - Die legionelle Infektion verläuft in signifikant verschiedenen Formen, z. B. schwere Lungenentzündung, Beteiligung anderer Organsysteme, Inkubationszeit 2-13 Tage, Therapie erforderlich, relativ hohe Anzahl von Todesfällen bezogen auf die Anzahl der Erkrankungen. - Der Betreiber solcher Anlagen hat dafür Sorge zu tragen, dass die Wasserqualität innerhalb der Norm VDI 2023 liegt und ist bei Verstößen voll haftbar. - Um das Risikopotential auf ein Minimum zu reduzieren, sind die Hygieneprophylaxen der VDI einzuhalten - im Bedarfsfall Warmwassersystemnetze in kurzen Zeitabständen thermisch desinfizieren. Bringt dies keinen Erfolg, muss das Wassernetz chemisch mit z. B. Chlordioxidzugabe aufbereitet werden. B - Aufgabenstellung: Warmwasserbereitung nach DIN Das Infektionsrisiko bezüglich Legionella und Pseudomonas durch geeignete Wassererzeugungsanlagen zu reduzieren, im Besonderen mit erhöhtem Infektionsrisiko durch Inhalation des Wassernebels während des Duschvorgangs. - Hierzu eignen sich grundsätzlich dezentrale Durchlaufwarmwasserbereiter ohne Zirkulationsleitung mit einem Gesamtwasserinhalt unter 3 Liter Volumen, die nur im Bedarfsfall im Durchlaufprinzip das Kaltwasser erwärmen. - Im Bereich der Sportduschen sind Wärmetauscher an jeder Dusche zu empfehlen. Diese Bauteile können auch für den Wohnungsbau für Dusche und Badewanne vorgesehen werden bei kurzen Entfernungen mit Anschluss Waschtisch und Spüle. Bei größeren Entfernungen können diese Kleinverbraucher wie Waschtische und Spüle über Kleinelektro- Durchlauferhitzer mit Warmwasser versorgt werden. - Die Wasserhygiene ist uneingeschränkt einzuhalten entsprechend den gültigen Vorschriften einschl. aller Untersuchungen. - Die Warmwasserverteilungsnetze einschl. Warmwasserspeicher-Inhalt so gering wie nötig zu halten und den Durchfluss an allen Entnahmearmaturen täglich sicher zu stellen. - Auf Wasserspeicherung, ob zentral oder dezentrale Kleinspeicher, wenn möglich zu verzichten. P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 2 von 6

3 - Verwendung preisgünstiger Wärmeerzeugung wie z. B. Brennwertkessel, Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke mit minimierten Betriebskosten für die Warmwassererzeugung - Energiefluss nur während der Nutzungszeit - Wärmeverteilverlust so gering wie möglich halten und auf die Nutzungszeiten beschränken - Brauchwasser durch dezentrale Erwärmung hygienisch nicht zu belastend - Hygieneprophylaxe wie thermische Desinfektion chemische Wasserbehandlung nicht zu benötigen - Warmwassererzeugung entsprechend den Vorschriften thermostatisch am Auslauf zu begrenzen - Wassermenge am Auslauf zeitlich begrenzen - Kaltwasserbeimischung an der Entnahme für individuelle Duschtemperatur - Im Duschbereich keine elektrischen Zuleitungen für Stromversorgung C - Lösung: Dusch-Key (Einsatzbereich Duschanlagen in z. B. Sportstätten) Dezentrale Warmwasserbereitung, dass hygienisch sowie energiesparend das Duschwasser auf kürzestem Weg ohne Zirkulationsnetz und erst bei einer Duschwasserentnahme über einen Wärmetauschervorgang vom Heizungswasser keimfrei erwärmt wird, nachfolgend Dusch-Key genannt. Das Verfahren betrifft eine Duschanlage mit mind. 1 dezentralen Dusch-Key, das kaltwasserseitig an einen Kaltwasserzulauf und warmwasserseitig an einen Warmwasserkreislauf eines Energiepuffers oder einer Zentralheizung angeschlossen wird. Hierbei wird je Dusch-Key bei Entnahme von Duschwasser ausschließlich Heizungswasser aus einem Heizungswasserkreislauf des Energiepuffers oder der Zentralheizung zugeführt und im Dusch-Key durch einen Wärmetauschervorgang das Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf mit dem Heizungswasser aus dem Heizungswasserkreislauf auf eine max. zulässige Duschwassertemperatur erwärmt und benutzerseitig bedarfsabhängig Kaltwasser zugemischt, um die gewünschte Duschtemperatur individuell vorzuhalten. - Dezentrale Warmwasserbereitung als Aufputz-Dusch-Key für die Sanierung und Nachrüstung - Dezentrale Warmwasserbereitung als Unterputz-Dusch-Key für Neuinstallation - Dezentrale Warmwasserbereitung als Deckeneinbau-Dusch-Key zum Anschluss an vorhandenes Auf- oder Unterputzeinheit für Neuinstallation und Sanierungen - Heizung-Aqua-Station HAS-Key Dusch-Key - Bestandteile: - Dezentrales Warmwasser-Hygiene-Dusch-Key bestehend aus Plattenwärmetauscher, primär Heizwasser, sekundär Kaltwasser, für Einzelentnahmestellen, Duschanlagen - Regler ohne Hilfsenergie der im Ruhezustand die Primärenergie Heizung und sekundär Kaltwasserzufluss absperrt - mechanisches Thermostatventil mit Warmwasseraustrittstemperaturbegrenzung im Dusch- Key für Unbefugte unzugänglich - Wassermengendurchfluss-Konstanthalte-Ventil in der primär Heizungszuleitung zum automatischen Energieabgleich ohne Hilfsenergie - Zeitventil mit Mengeneinstellung und Zeitbegrenzung nach Sportstätten-Richtlinien für Einzelduschplätze - Kaltwasserzumischventil, um die vorgegebene Warmwasseraustrittstemperatur zu variieren. P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 3 von 6

4 System - Bestandteile - Heizung, Puffer zur Energievorhaltung der Regelstrecke - Heizungsvor-/-rücklauf Rohrleitung vom Energiepuffer oder Heizkessel zu den einzelnen Dusch-Keys mit Wärmedämmung - automatisches Zirkulationskonstanthalteventil an der letzten Entnahmestelle im Heizungsnetz - Heizungskonstantvorhalteregelung mit Pumpe - Präsenzmeldung bzw. Handtaster im jeweiligen Duschraum zur Systemeinschaltung mit Zeitglied für die Einschaltdauer - Dusch-Key wie zuvor beschrieben, Anzahl je nach Nutzungsgröße, z. B Dusch-Keys parallel geschaltet Systembeschreibung - Im Ruhezustand findet keinerlei Energiefluss auf der Heiz- und Wasserseite statt, dadurch keine Wärmeverteilverluste bis auf die minimale Dämmverluste am Heizungspuffer - keine Stromkosten für Umwälzpumpen zur Energiebereithaltung während des Stillstands - automatische Systemaktivierung durch Präsenzmeldung oder Handtaster im jeweiligen Duschraum - die Wasserhygiene des Kaltwassers wird durch die Warmwasserbereitung dezentral so gut wie nicht verändert, Legionellenvermehrung kann nicht stattfinden durch kurze Aufheizzeit weniger Sekunden und minimaler Wasserinhalt für die Warmwassererzeugung im Tauscher bis zum Duschkopf unter 1 Liter Inhalt - es findet keine Warmwasserbevorratung statt - Kalkansatz im Tauscher wird verhindert durch besondere hydraulische Strömungsschaltung - Enthärtung bei Wasserqualität unter 20 dh nicht notwendig Funktionsbeschreibung - der Nutzer betätigt das Zeitventil am Dusch-Key, dadurch fließt Kaltwasser über den Regler, der gleichzeitig die Primärenergie freigibt für den Austausch Wärme aus Heizung in Brauchwasser am Plattentauscher. - Das erwärmte Wasser fließt über ein mechanisches Thermostatventil, verstellt den Zufluss Kaltwasser/Warmwasser so, dass die eingestellte Solltemperatur als Warmwasseraustritt am Thermostat eingehalten wird. - Durch eine kurze Rohrleitung unter 1 Liter Inhalt fließt das erwärmte Wasser zum Duschkopf. - Die thermostatisch voreingestellte Warmwasser-Duschtemperatur kann durch ein Kaltwasserbeimischventil per Hand geöffnet werden, um so individuell die Duschtemperatur zu erreichen. - Nach der eingestellten Durchflusszeit schließt das Zeitventil den Kaltwasserzufluss und somit automatisch die Heizungsprimärenergie und stoppt den gesamten Energiefluss. - Die Restwärme im Tauscher verteilt sich ohne Stauwärme durch besondere Strömung und kühlt sich optimal ab, dass Kalkausfall im Tauscher verhindert wird. - Die einzelnen Dusch-Keys, z. B Stück sind hydraulisch ohne Hilfsenergie so eingestellt, dass sie sich automatisch abgleichen, den Energiefluss auf der Heizseite bestimmen, der wiederum über eine drehzahlgeregelte Heizungsförderpumpe sich automatisch anpasst. - Durch die gewählte Primärtemperatur Vorlauf 48 C und Rücklauf 24 C ist das System für Brennwertanlagen optimal geeignet. - Nur in der Nutzungszeit entstehen minimale Wärmeverluste P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 4 von 6

5 - Im Duschbereich-Spritzradius nach VDE wird keinerlei Stromversorgung benötigt, somit keine Schutzvorkehrungen zu treffen. - Durch vorgefertigte Modultechnik einfache Montage, keine nachträgliche Einregulierung vor Ort notwendig. D - Lösung: HAS-Key (Einsatzbereich Wohnungsbau, Seniorenheime, Krankenhäuser, Hotels, Gewerbeanlagen) Dezentrale Warmwasserbereitung je Nutzungseinheit, die zur hygienischen Warmwassererwärmung energiesparend auf kürzestem Weg ohne Zirkulation und erst bei einer Entnahme über einen Wärmetauscher vom Heizungswasser keimfrei erwärmt wird, nachfolgend HAS- Key - Heizungs-Aqua-Station genannt. Das Verfahren betrifft eine Warmwassererwärmungsstation, eine Einheit zur Versorgung von Warmwasserverbraucher in Wohnungen, Seniorenheimen, Krankenhäusern, Hotels und Gewerbeeinheiten. Jede HAS-Key-Einheit beinhaltet einen Wärmetauscher, der im Durchflusssystem das Kaltwasser hygienisch erwärmt, auf die eingestellte Solltemperatur des Thermostaten und versorgt so auf kurzem Wege die Verbraucher wie z. B. Wanne, Dusche, Waschtisch, Spüle oder ähnliche Verbraucher. Das Wasser wird nur und ausschließlich erwärmt, wenn Warmwasser entnommen wird. Der Inhalt der Warmwasserverbrauchsleitungen liegt unter 3 Liter. Entsprechend VDI 6023 sind hierdurch keine Hygieneuntersuchungen vorgeschrieben. Erst bei einer Wasserhärte von über 20 sind zusätzlich an zentraler Stelle Enthärtungsanlage empfehlenswert, ansonsten nicht notwendig, da die Primärenergie unter 55 C Vorlauf liegt und die Warmwassertemperatur nicht über 40 C im Regelfall betrieben wird. Als Primärenergie dient die vorhandene Zentralheizungsanlage mit z. B. angeschlossenen Verbraucher wie Heizkörper, Fußbodenheizung. Diese wird als Sockeltemperatur mit 55 C betrieben, um die Warmwasserbereitung sicher zu stellen. An diese Heizwassersteigeleitung können die Badheizkörper direkt über Thermostatzeitschaltventil Tag/Nacht angeschlossen werden (Sommer wie Winter). Es ist keine E-Heizung im Heizkörper für Sommerbetrieb notwendig. Hierdurch entstehen Einsparungen im Invest und niedrigere Betriebskosten. Die Heizungsnutzungseinheit erhält eine Raumtemperaturzeitregelung, wonach individuelle Temperaturen und Zeiten je Wohnung oder Nutzungseinheit eingestellt werden kann. Die Heizungssteigeleitung je Nutzungseinheit versorgt im Heizfall die Wohnung mit Heizwasser. Wird Warmwasser benötigt, schaltet der Regler das Heizventil um als Vorrangschaltung für Warmwasserbetrieb. Hierdurch wird keine zusätzliche Heizleitung für die Warmwasserversorgung benötigt. Nach Beendigung der Warmwasserentnahme wird die Heizenergie wieder dem Heizsystem automatisch umgeschaltet. Diese kurze Heizunterbrechung entspricht der Energieverordnung und minimiert die Wärmeverteilungskosten. Jede Wohnung erhält einen Heizwärmezähler für Heizung und Warmwasser. Es sind keine zusätzlichen Warmwasserzähler erforderlich. Jede Wohnungseinheit erhält einen Kaltwasserzähler, der Kaltwasser sowie Warmwasser in der Summe zählt. Auch hier sind keine zusätzlichen Zähler erforderlich. Die Heizung und der Wasserzähler sind in der Unterstation integriert und können vor Ort oder mittels Fernzählwerk zentral angezeigt werden. Zur Wärmeerzeugung eignen sich zentrale Heizungsanlagen, im Besonderen Brennwertkessel, Blockheizkraftwerk, Solarthermi, Wärmepumpen. Die erzeugte Energie fließt in einen zentralen Puffer, aus dem die Heizwärme über Steigleitungen zur Heizung und Warmwassererzeugung verteilt wird. P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 5 von 6

6 Es sind keine zentrale Warmwasserspeicher, Warmwasser- und Zirkulationsverteilleitungen erforderlich. Bei solarer Energienutzung wird diese ebenfalls in den zentralen Puffer eingespeist, ohne dass zusätzlich Solarspeicher benötigt werden. Bei zentraler Warmwasserbereitung und Heizung werden im Regelfall für jede Wohnungseinheit 2 x Heizung (1 x kalt, 1 x warm) und Zirkulationsleitung benötigt, in der Summe 5 Rohrleitungen. Bei der dezentralen Warmwasserbereitung sind nur 3 Rohrleitungen notwendig (Heizvor- und Heizrücklauf, Kaltwasserleitung), dies minimiert den Installationsplatzbedarf bei der Kellerverteilung und alle Steigeschächte können um diese 2 Rohrleitungen verkleinert werden. Hierdurch vergrößert sich die nutzbare Wohnfläche. Das HAS-Key mit einer Bautiefe von 11 cm kann als Vorsatzwand oder Ständerwand integriert werden (ähnlich wie ein Fußbodenheizverteiler). Die Kosten für eine HAS-Key-Anlage liegen in der Summe niedriger als bei herkömmlichen zentralen Warmwasserversorgungsanlagen im Invest und ganz besonders in den Unterhaltskosten ohne dessen Hygieneprobleme. E - Hygieneprophylaxe Die nach VDI 6023 erforderlichen Hygieneuntersuchungen für Warmwassersysteme, außer bei Inbetriebnahme durch das Gesundheitsamt sind keine weiteren Beprobungen notwendig und damit keine verbundene Kosten. Dies zeichnet sich dadurch aus, dass nicht wie bei üblichem Warmwassersystem Brauchwarmwasser bevorratet und im 24-Stunden-Betrieb aus hygienischen Gründen auf 60 C gehalten werden muss, sondern bei diesem System Heizwasser erst in Umlauf gebracht wird, wenn tatsächlich Warmwasser an der Entnahmestelle zum Duschen entnommen und auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird. F - Hygienepass Der Betreiber erhält durch den Dusch-Key- bzw. HAS-Key-Erwerb einen 2-jährigen kostenfreien Hygienepass, d. h. keine negative Wasserbeeinflussung durch den Dusch-Key- bzw. HAS- Key-Einsatz. Der Hygienepass kann gegen eine Gebühr auf 5 Jahre erweitert werden. G - Kosten Die dezentrale Warmwasserbereitung ist hygienischer. Der Invest ist je nach Anlagenkombination niedriger. Die Betriebskosten liegen deutlich unter der zentralen Warmwassererwärmung, wenn alle Hygienevorschriften nach VDI 6023 eingehalten werden. Techplan Behm Ingenieur GmbH & Co. KG PS: Gebrauchsmusterschutz Nr Markenname Dusch-Key Nr System und Bauteile zum Patent angemeldet Dusch-Key, HAS-Key P:\0500\558 DUSCH-KEY\Beschreibung Dusch-Key + HAS-Key.doc Seite 6 von 6