Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
[0002] Die Entdeckung der Legionellen (Legionella pneumophila Serotyp 1) geht auf den Juli 1976 zurück, als eine erste Epidemie akuter Pneumonie in einer Gruppe von Veteranen der American Legion ausbrach, die sich zu ihrem jährlichen Treffen in Philadelphia versammelt hatten. Von den 4400 Teilnehmern erkrankten deren 182 schwer und 29 davon verstarben schliesslich an diesem Infekt (Letalität 16%). Der auslösende Erreger wurde etwa sechs Monate später identifiziert und erhielt den Namen Legionella pneumophila. Die Infektion wurde nachweislich durch die Klimaanlage des Hotels, in welchem die Kongressteilnehmer tagten, verbreitet. Die Übertragung der Legionellen erfolgt z.
B. mittels legionellenverseuchten Wassertröpfchen, welche via Dusche direkt in die Lunge gelangen und hier die schwere Krankheit auslösen. Hohes Fieber, Durchfall bis hin zu Lungenentzündung sind die typischen Symptome. Bei frühzeitig richtigem Befund kann die Krankheit mittels Antibiotika behandelt werden.
[0003] Bis vor wenigen Jahren war in Europa die Legionärskrankheit in der Öffentlichkeit kein Thema. Die Mehrheit wusste mit dem Begriff Legionärskrankheit kaum etwas anzufangen. Erst als es im März 1999 anlässlich einer Blumenschau in den Niederlanden zu 13 Todesfällen kam, wurde das Krankheitsbild auch bei uns zur Kenntnis genommen.
Heute, nach dem massiven Ausbruch der Legionellen-Epidemie im spanischen Mucia, scheint man auch in der Schweiz für Informationen empfänglicher zu sein und reagiert sensibler.
[0004] Die Frage nach der Häufigkeit von Legionellen-Befunden bedarf einer differenzierten Betrachtungsweise. Zumal wir in vielen EU-Ländern über relativ wenig fundierte Untersuchungen über Legionellen-Kontaminationen in haustechnischen Anlagen verfügen. Um zu einem aufschlussreichen Gesamtbild zu gelangen, müssten flächendeckend periodische Messungen in den gefährdeten Bauten (Spitäler, Altersheime, Sportanlagen, Hallenbäder usw.) angeordnet werden.
Nachdem bis dato keine solchen Weisungen bestehen und aufgrund freiwilliger Analysen lediglich Einzelergebnisse vorliegen, ist eine aussagekräftige, abschliessende Beurteilung zurzeit nicht möglich.
[0005] Wasserproben haben ergeben, dass überall Legionellen-Befunde auftreten können. Dabei fallen die Kontaminationen sehr unterschiedlich aus. Wird die Keimzahl von 10 KBE/ml überschritten, ist eine Sanierung der Anlagen angezeigt. Übersteigen die Keimzahlen 100 KBE/ml, wie es leider nicht selten vorkommt, wäre eine Schliessung oder unverzügliche Sanierung zwingend angesagt.
Dass derartige Werte in aller Regel nicht an die Öffentlichkeit gelangen und vom Betreiber der Anlage bis nach der Sanierung derselben hartnäckig unter Verschluss gehalten werden, liegt in der Natur der Sache und wundert wenig.
[0006] Um das Legionellenproblem effizient in den Griff zu bekommen, sind in der Haustechnik ganzheitliche Lösungen und Konzepte gefragt. Die Praxis beweist, dass einzelne Massnahmen meist nicht genügen und nicht oder nur vorübergehend zum erhofften Erfolg der Legionellen-Bekämpfung führen. Mit der Anhebung der Wassertemperatur auf > 60 deg. C, wie immer wieder empfohlen, begegnet man der Gefahr in völlig unzulässigem Masse.
Darstellung der Erfindung
[0007] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art Massnahmen vorzuschlagen, welche die oben dargelegten Unzulänglichkeiten und Defizite zu beheben vermögen.
[0008] Es hat sich gezeigt, dass keine der bis anhin bekannt gewordenen Einrichtungen zur Aufbereitung, Speicherung und Verteilung einer Warmwassermenge eine umfassende Abhilfe und Lösung des zugrundeliegenden Problems bieten konnten.
[0009] Dabei stehen hier erfindungsgemäss drei Massnahmen im Vordergrund, welche sich aneinander ergänzen und Abhilfe gegen die Nachteile von zum Stand der Technik gehörenden Einrichtungen schaffen.
[0010] Zum einen wird eine physikalische Behandlung der zum Gebrauch bestimmten Wassermenge eingeführt. Heute werden meist hohe Warmwassertemperaturen > 60 deg. C verlangt.
Diese hohen Warmwassertemperaturen führen aber bei hartem Wasser schnell zu einer Verkalkung des als Wärmequelle dienenden Wärmetauschers. Mit dem Einbau eines physikalischen Wasserbehandlungsgerätes im Wirkungsbereich der Hochtemperaturstufe wird diese Verkalkung verhindert. Die Leistung des Wärmetauschers bleibt erhalten und die aufwendigen und kostenintensiven Wartungsarbeiten werden hinfällig.
[0011] Wird das Wasser nicht physikalisch behandelt sind massive Kalkablagerungen in Leitungsnetzen die Folge. Kalkablagerungen indessen bieten den Legionellen wiederum idealen Nährboden. Durch die Kalkablagerung wird zudem das Wachstum von Biofilmen in den Leitungen gefördert, was den Legionellenbakterien einen sicheren Überlebensschutz bietet und damit zu rasantem Wachstum neuer Population verhilft.
Deshalb wird der erfindungsgemässe Einbau einer physikalischen Wasserbehandlungsanlage in der Hochtemperaturstufe vorgeschlagen.
[0012] Zum anderen wird durch den Einbau einer lonisierungskomponente das Warmwasser ionisiert. Bei der Ionisierung handelt es sich um eine Kupfer/Silber-Ionisierung. Wird eine solche Massnahme vorgesehen, können die gefährlichen Legionärsbakterien (Legionella pneumophila), welche sich im Leitungsnetz des Warmwassers aufhalten, sicher abgetötet werden.
[0013] Die Ionisierung basiert auf dem Gebrauch von Elektroden, die an das Wasser Teilchen von Silber und Kupfer abgeben. Die bakterizide Wirkung der Ionen Ag+ und Cu++ wird ihrer positiven Ladung zugeschrieben, die an den Orten mit negativer Ladung auf der Bakterienzellwand reagiert und so ihre Lyse bewirkt.
Die Ionisierung wird als akute Bekämpfungsmassnahme und/oder permanente Desinfektion in sanitären Anlagen, Schwimmbädern und auch Klimaanlagen eingesetzt. Wie auch bei allen anderen Methoden hängt der Langzeiterfolg von der Möglichkeit ab, alle Keime in ihren Nischen zu erreichen. Zu bemerken ist, dass Silber und Kupfer auch gegen Amöben, Algen und andere Mikroorganismen, die als Wirte von Legionellen dienen, Wirkung zeigen.
Die Ionisierung wurde vor allem in den Wassersystemen von Spitälern getestet. Im Allgemeinen sind die Resultate gut, aber es ist nötig, den pH-Wert des Wassers zu kontrollieren (Limiten 6-8) und bakteriologische und toxikologische Überwachungen vorzunehmen. Für eine sachgemässe Funktion müssen die Elektroden regelmässig von Belägen befreit und rechtzeitig ersetzt werden.
Nach den Elektroden muss ein Filter, der als dritte Massnahme wirkt, Schwebestoffe auffangen. Anlagen mit Röhren aus Zink sind indessen für die Ionisierung schlecht geeignet, weil sich dieses Metall mit dem Silber verbindet und folglich zu seiner Deaktivierung führt. Im Gegensatz zu der Hyperchlorierung, die bei Heisswasser nicht angewendet werden darf, lässt sich diese Methode unabhängig von der Temperatur einsetzen. Ein nachhaltiger Effekt zeigt sich durch die Tatsache, dass auch nach Abschalten der lonisationseinrichtung das Wachstum von Legionellen währen mehreren Wochen verhindert wird, da sich das Kupfer im Biofilm akkumuliert.
[0014] Die Menge der freien Ionen hängt vom elektrischen Strom ab, der durch die Elektronen fliesst. Die maximalen Toleranzwerte für Trinkwasser in der Schweiz liegen bei 0.1 mg/Liter für Silber und 1.5 mg/Liter für Kupfer.
Das Wachstum von Legionella verringert sich empfindlich ab der Konzentration von 0.04 mg/l für Silber und 0.4 mg/l Kupfer. Die zur Prävention von nosokomialen Legionellosen aufrecht zu erhaltende Dosis wird von amerikanischen Autoren mit 0.02 - 0.08 mg/l für Silber und 0.2-0.8 mg/l für Kupfer angegeben. Diese Konzentrationen, obwohl weit unterhalb der Toleranzgrenze, müssen kontrolliert werden, da das System Fluktuationen unterworfen ist.
[0015] Eine amerikanische Studie schliesst auf eine höhere Wirksamkeit der Ionisierung im Vergleich mit thermischen Verfahren, beschreibt aber auch erhöhte Konzentrationen von Silber und Kupfer in den Sedimenten der Reservoirs.
Unter anderem haben 1.9% der Messungen an der Peripherie einen Silbergehalt ergeben, der über den erlaubten Toleranzwerten liegt.
[0016] Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass hier eine integrale Lösung für eine vorzugsweise vorgefertigte Einrichtung zur Warmwasser-Erwärmung bereitgestellt wird, mit welcher gleichzeitig die aktive Bekämpfung der Legionellen möglich ist.
Einerseits durch die thermische Desinfektion des Speichers und den Leitungen, der gleichzeitigen Ionisierung und der zusätzlichen physikalischen Behandlung des Wassers gegen Ansetzung und Ablagerung von Kalk, und darüber hinaus durch eine effiziente Filterung der Wassermenge, vorzugsweise stromab der lonisierungsstufe.
[0017] Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die gesamte Anlage mit all den vorgängig beschriebenen Komponenten (physikalische Wasserbehandlung, lonisierungsanlage des Wassers und Partikelfilter) als vorgefertigte ganze Einheit, inklusive der kompletten elektronischen Steuerung der kompletten Verrohrung anschlussfertig auf einer verzinkten Rahmenkonstruktion,
oder direkt am Speicher aufgebaut ist und so als ganze Einheit ausgeliefert werden kann.
[0018] Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung unwesentlichen Merkmale und für den Fachmann nahe liegenden Details sind fortgelassen. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0019] Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>Eine Speicher - Ladeeinrichtung zur Erwärmung von Warmwasser, welche dezentral auf einer Rahmenkonstruktion aufgebaut und mit einer ersten integrierten Einrichtung mit Verfahren a) zur physikalischen Behandlung des Wassers und b) einer zweiten Einrichtung mit Verfahren zur Ionisierung des Wassers vorgesehen ist.
<tb>Fig. 2<sep>Eine identische Ladeeinrichtung zur Erwärmung von Warmwasser wie in Fig. 1. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, dass die Einrichtung zur physikalischen Behandlung und zur Ionisierung des Wassers (128) und der Filter (129) vor dem Wärmetauscher (108) eingebaut sind und die Leitung (110) nicht in den Speicher, sondern direkt mit der Leitung (215) verbunden ist.
<tb>Fig. 3<sep>Eine identische Ladeeinrichtung zur Erwärmung von Warmwasser wie in Fig. 1. Der Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, dass die Leitung (110) vor dem Ventil (114) mit der Leitung (110) kurzgeschlossen wird.
<tb>Fig. 4<sep>Eine Speicher - Ladeeinrichtung zur Erwärmung von Warmwasser wie in Fig. 1. Der Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, dass die Ladeeinrichtung nicht auf einen Rahmen, sondern direkt an einem Speicher montiert und aufgebaut ist und mit einer oder zwei integrierten Einrichtungen mit Verfahren a) zur physikalischen Behandlung und b) zur Ionisierung des Wassers versehen ist.
<tb>Fig. 5<sep>Eine identische Ladeeinrichtung wie in Fig. 4. Der Unterschied zu Fig. 4 besteht darin, dass die Leitung (113) vor dem Ventil (114) mit der Leitung (110) kurzgeschlossen ist.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwertbarkeit
[0020] Die Fig. 1 zeigt eine Warmwasseraufbereitung, welche aus verschiedenen Teilkreisläufen besteht. Diese Teilkreisläufe oder Stufen stehen in einer Interdependenz zueinander, sie können indessen jeder für sich als autonome Einheit zum Einsatz gelangen. In der Fig. 1 lassen sich folgende Stufen unterscheiden: Am Anfang in Strömungsrichtung steht die Hochtemperaturstufe (100), nachgeschaltet dieser Hochtemperaturstufe (100) wirkt ein Speichersystem (200).
Entlang einer Zuleitung (101) fliesst von aussen kalorisch aufbereitetes Heizungswasser zunächst über ein Mischventil (102), dessen Einsatz weiter unten näher erläutert wird. Anschliessend wird dieses Heizungswasser von einer Hauptumwälzpumpe (103) mit dem nötigen Druck zu einem Wärmetauscher (108), bevorzugterweise einem Plattenwärmetauscher, weiterbefördert. Das so geförderte Heizungswasser wird in die Primärseite des Wärmetauschers (108) eingeleitet, wobei anströmungsseitig dieses Wärmetauschers ein Thermometer (104) platziert ist, der die kalorische Kontrolle dieses Heizungswassers übernimmt. Nach Durchströmung der Primärseite des genannten Wärmetauschers (108) fliesst dieses Heizungswasser mit einer geminderten Temperatur über eine Rückleitung (106) zur nicht dargestellten Aufwärmstation zurück.
Ein Sicherheitsventil (105) und ein Thermometer (107) sorgen bei diesem Rückfluss für die schaltungstechnische Vorsorge des Kreislaufes. Die Sekundärseite des genannten Wärmetauschers (108) ist im geschlossenen Kreislauf mit einem nachgeschalteten Speicher (202) verbunden. Über eine Leitung (110) strömt das innerhalb des Wärmetauschers (108) kalorisch aufbereitete Wasser aus einem tieferen Temperaturniveau in den genannten Speicher (201) genau in ein Reaktions-Volumen (202a) desselben, auf dessen Eigenschaften weiter unten noch näher eingegangen wird. Entlang dieser Leitung (110) wird das Warmwasser, dessen Temperatur vorzugsweise 65 deg.
C Grad C beträgt, von einem ersten Temperaturregler (123), einem zweiten Temperaturregler (122), einem Sicherheitsventil (126), einem Thermometer (111) und einem Ventil (112) der Reihe nach mengenmässig und kalorisch unter Kontrolle gehalten. Der zweite Temperaturregler (122) steht über eine Regelleitung (125) mit dem Antriebsmotor (124) des Mischventils (102) in Wirkverbindung. Temperaturschwankungen des Warmwassers in der Ableitung (110) aus dem Speicher (202), insbesondere bei Nullverbrauch werden durch eine Steuerung des genannten Mischventils (102) aufgefangen, darüber hinaus sorgt eine Bypassleitung (127) für eine allfällige Rezirkulation im Bereich des Mischventils (102) zwischen Zuleitung (101) und Rückleitung (106).
Der gewürdigte geschlossene Kreislauf zwischen Sekundärstufe des Wärmetauschers (108) und dem Reaktions-Volumen (202a) innerhalb des Speichers (202) wird rückströmungsmässig durch eine Rückleitung (113) aufrechterhalten, über welche eine Warmwassermenge mit einer Temperatur von ca. 63 Grad C zur Sekundärseite des Wärmetauschers (108) geleitet wird. Ist das Reaktions-Volumen (202a) mit einer Nullförderung konfrontiert, so strömt dieses Warmwasser über ein Ventil (114), einen Thermometer (115), ein Mischventil (116) mit einem entsprechenden Antrieb (116a) zunächst in eine Zuleitung (109), die physikalische Wasserbehandlung (130), den Wärmetauscher (108). Die Ionisierung (128), und der Filter (129) sind nach dem Wärmetauscher (108) in der Verbindungsleitung (110) angebracht.
Stromab des Mischventils (116) weist die Rückleitung (113) eine Hauptumwälzpumpe (118) ein Thermometer (119 auf. Soweit aus dem Reaktionsvolumen (202a) Warmwasser zum Verbraucher abströmt, wird diese Menge ersetzt und kalorisch aufbereitet. Dies geschieht, indem das Mischventil (116) entsprechend öffnet, und eine Teilwassermenge aus dem unmittelbar stromab gelegenen Speicher (201) in die Rückleitung (113) einströmen lässt. Zu diesem Zweck zweigt aus dem Speicher (201) eine Ableitung (121), die durch einen Thermometer (120) und ein Ventil (117) ergänzt ist ab, wobei diese Ableitung (121) durch welche relativ kaltes Wasser von ca. 10 Grad C gefördert wird und in das Mischventil (116) mündet.
Diese Gemischbildung ergibt ein Wasser mit einer Temperatur von ca. 47 Grad C, welches innerhalb seiner Durchströmung durch die Sekundärseite des Wärmetauschers (108) wieder auf die erwünschte Warmwasser-Temperatur aufbereitet wird. Ein Thermometer (119) sorgt in der Zuleitung (109) für die entsprechende Information. Der Speicher (201) wird über eine mit einem Sicherheitsventil (205), einem Abstellventil (204), einem Rückschlagventil (202), einem Volumenmesser mit Impulsgeber ergänzten Zuleitung (204) mit Kaltwasser versorgt. Der Volumenmesser (206) überwacht die gezapfte Wassermenge. Wird die im Volumenmesser vorgegebene Wassermenge gezapft, wird ein Impuls an den Elektro-Steuerkasten (131) der Ladestation weitergesendet und die Ionisierung in Betrieb gesetzt.
Die Dauer und Stärke der Ionisierung kann im Steuerkasten frei programmiert werden und richtet sich nach der Grösse des Leitungsnetzes. Die Ein- und Ausschaltung der Ladung erfolgt über die beiden im Speicher montierten Thermostaten (207) und (206). Wird der am Thermostat (207) eingestellte Sollwert unterschritten, schaltet die Pumpe (103) im Primärkreislauf ein. Erreicht die Wassertemperatur am Thermostat (125) den eingestellten Sollwert von 67 deg. C schaltet die Pumpe (118) im Sekundärkreislauf ebenfalls ein. Das Warmwasser im Speicher (202) wird schichtungsweise von oben nach unten erwärmt.
Wird im Speicher (201) der eingestellte Sollwert am Thermostat (206) erreicht, schaltet die Pumpe (103) im Primärkreislauf der Ladestation sofort, die Pumpe (118) im Sekundärkreislauf der Ladestation erst nach Ablauf des Zeitrelais aus.
[0021] Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, welche im Wesentlichen die Philosophie der Einrichtung nach Fig. 1 übernimmt. Der Unterschied besteht darin, dass die Einrichtung mit Verfahren zur Ionisierung (118) des Wassers, mit Filter (129) im Gegensatz zur Fig. 1 vor dem Wärmetauscher (108) angebracht ist.
Weiter mündet die Leitung (110) nicht wie in Fig. 1 gezeigt in den Speicheranschluss (210) ein, sondern ist direkt mit der Speicherabgangsleitung zur Verteilstufe (210) verbunden.
[0022] Die Fig. 3 entspricht im Wesentlichen der Fig. 1, mit dem Unterschied, dass die Verbindungsleitung (113) nicht mehr mit dem Speicheranschluss (202a) verbunden ist, sondern über eine Leitung (114) mit dem Ventil (114) kurzgeschlossen ist. Die Temperaturhochhaltung erfolgt somit nicht mehr über den Speicher, sondern direkt über die Verbindungsleitung (114).
[0023] Die Fig. 4 entspricht im Wesentlichen der Fig. 1. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, dass die Einrichtung nicht wie in Fig. 1 auf eine Rahmenkonstruktion, sondern direkt an den Speicher (201) montiert und aufgebaut ist, was mit dem gestrichelten Rahmen in der Zeichnung verdeutlicht ist.
Ein weiterer Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, dass die Einrichtung gegenüber der Fig. 1 in der Zeichnung spiegelbildlich dargestellt ist.
[0024] Die Fig. 5 entspricht im Wesentlichen der Fig. 3. Der Unterschied zur Fig. 3 besteht darin, dass die Einrichtung nicht wie in Fig. 3 auf eine Rahmenkonstruktion, sondern direkt an den Speicher (201) montiert und aufgebaut ist, was mit dem gestrichelten Rahmen in der Zeichnung verdeutlicht ist.
Ein weiterer Unterschied zur Fig. 3 besteht darin, dass die Einrichtung gegenüber der Fig. 3 in der Zeichnung spiegelbildlich dargestellt ist.
[0025] Als integrierender Bestandteil obiger Beschreibung gilt folgende Bezeichnungsliste:
100 : Hochtemperaturstufe
101 : Zuleitung
102 : Mischventil mit Antrieb (= Pos. 124)
103 : Ladepumpe Primärseite
104 : Thermometer
105 : Sicherheitsventil
106 : Rücklaufleitung
107 : Thermometer
108 : Wärmetauscher
109 : Zuleitung zu Wärmetauscher
110 : Abgang Vorlaufleitung vom Wärmetauscher
111 : Thermometer
112 : Ventil
113 : Rückleitung vom Speicher (Pos. 202) Richtung Wärmetauscher
114 : Ventil
115 : Thermometer
116 : Mischventil mit Antrieb
117 : Ventil
118 : Ladepumpe Sekundärseite
119 : Thermometer
120 : Thermometer
121 : Ansaugleitung vom Speicher (Pos. 201)
122 : Temperatur Regler
123 : Temperatur Regler
124 :
Antrieb des Mischventils Pos. 102
125 : Regelung
126 : Sicherheitsventil
127 : Bypassleitung
128 : Ionisierung
129 : Schmutzfilter
130 : physikalische Wasserbehandlung
131 : Elektro-Steuerkasten
200 : Speichersystem
201 : Speicher
202a : Reaktionsvolumen
203 : Zuleitung zum Speicher
204 : Abstellventil Speicherzuleitung
205 : Sicherheitsventil
206 : Ein-Thermostat
207 : Aus-Thermostat
208 : Volumenmesser mit Impulsgeber
209 : Rückschlagventil
210 : Speicheranschluss Ladeleitung
211 : Zirkulationspumpe
212 : Zapfstellen
213 : Temperatur- Überwachungsthermostat
214 : Temperatur- Überwachungsthermostat
215 : Verbindungsleitung zur Verteilstufe 300
300 : Verteilstufe
Technical area
The present invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
State of the art
The discovery of Legionella (Legionella pneumophila serotype 1) dates back to July 1976, when a first epidemic of acute pneumonia broke out in a group of veterans of the American Legion who had gathered for their annual meeting in Philadelphia. Of the 4,400 participants, 182 of them became seriously ill and 29 of them eventually died of this infection (lethality 16%). The causative agent was identified about six months later and was named Legionella pneumophila. The infection has been proven to be spread through the air conditioning system of the hotel in which the congress participants were meeting. The transmission of Legionella takes place z.
B. by means of legionella-contaminated water droplets, which enter via shower directly into the lungs and trigger the serious illness here. High fever, diarrhea and even pneumonia are the typical symptoms. If the findings are correct at an early stage, the disease can be treated with antibiotics.
Until a few years ago, Legionnaire's disease in Europe was not an issue in Europe. The majority knew little about the term legionnaires' disease. Only when it came to 13 deaths in March 1999 on the occasion of a flower show in the Netherlands, the disease was also noted with us.
Today, after the massive outbreak of the Legionella epidemic in Mucia, Spain, people seem to be more receptive to information in Switzerland and more sensitive.
The question of the frequency of Legionella findings requires a differentiated approach. Especially since in many EU countries we have relatively little research on Legionella contamination in HVAC equipment. In order to arrive at a revealing overall picture, periodic measurements would have to be arranged in the endangered buildings (hospitals, old people's homes, sports facilities, indoor swimming pools, etc.).
Since no such instructions have been issued so far and due to voluntary analyzes only individual results are available, a conclusive, conclusive assessment is currently not possible.
Water samples have shown that Legionella findings can occur everywhere. The contaminations are very different. If the germ count of 10 CFU / ml is exceeded, remediation of the plants is indicated. If the bacterial counts exceed 100 cfu / ml, which unfortunately is not uncommon, a closure or immediate remediation would be mandatory.
The fact that such values usually do not reach the public and are kept by the operator of the plant until after the renovation of the same stubbornly under wraps, lies in the nature of things and is little wonder.
In order to get the legionella problem efficiently under control, holistic solutions and concepts are required in building services engineering. Practice proves that individual measures are usually not sufficient and not or only temporarily lead to the hoped success of the fight against Legionella. With the raising of the water temperature to> 60 deg. C, as recommended again and again, one encounters the danger in completely unacceptable measure.
Presentation of the invention
The invention seeks to remedy this situation.
The invention, as characterized in the claims, the object is to propose measures in a device of the type mentioned, which are able to remedy the shortcomings and shortcomings set out above.
It has been shown that none of the hitherto known facilities for the preparation, storage and distribution of a quantity of hot water could provide a comprehensive remedy and solution to the underlying problem.
In this case, according to the invention three measures are in the foreground, which complement each other and provide relief against the disadvantages of belonging to the prior art devices.
On the one hand, a physical treatment of the amount of water intended for use is introduced. Today, mostly high hot water temperatures> 60 deg. C demands.
However, these high hot water temperatures quickly lead to calcification of the heat exchanger serving as a heat source in hard water. With the installation of a physical water treatment device in the effective range of the high-temperature stage, this calcification is prevented. The performance of the heat exchanger is maintained and the costly and costly maintenance will be obsolete.
If the water is not physically treated massive limescale in mains networks are the result. Lime deposits, on the other hand, provide the Legionella with ideal breeding ground. Lime deposition also promotes the growth of biofilms in the pipelines, providing safe survival protection for legionella bacteria, thereby helping to rapidly grow new populations.
Therefore, the inventive installation of a physical water treatment plant in the high-temperature stage is proposed.
On the other hand, the hot water is ionized by the incorporation of a ionisierungskomponente. The ionization is a copper / silver ionization. If such a measure is provided, the dangerous legionnaire bacteria (Legionella pneumophila), which are in the network of hot water, can be safely killed.
Ionization is based on the use of electrodes which release particles of silver and copper to the water. The bactericidal activity of the ions Ag + and Cu ++ is attributed to their positive charge, which reacts at the sites of negative charge on the bacterial cell wall and thus causes their lysis.
The ionization is used as an acute control measure and / or permanent disinfection in sanitary facilities, swimming pools and air conditioners. As with all other methods, long-term success depends on the ability to reach all the germs in their niches. It should be noted that silver and copper are also effective against amoebae, algae and other microorganisms that serve as hosts of Legionella.
The ionization was mainly tested in the water systems of hospitals. In general, the results are good, but it is necessary to control the pH of the water (limits 6-8) and to carry out bacteriological and toxicological monitoring. For proper function, the electrodes must be regularly freed from coverings and replaced in good time.
After the electrodes, a filter that acts as a third measure must collect suspended matter. Zinc tube systems, however, are poorly suited for ionization because this metal combines with the silver and thus leads to its deactivation. In contrast to the hyperchlorination, which may not be used with hot water, this method can be used regardless of the temperature. A lasting effect is shown by the fact that even after the ionization device has been switched off, the growth of Legionella is prevented for several weeks as the copper accumulates in the biofilm.
The amount of free ions depends on the electric current flowing through the electrons. The maximum tolerance values for drinking water in Switzerland are 0.1 mg / liter for silver and 1.5 mg / liter for copper.
The growth of Legionella decreases sensitively from the concentration of 0.04 mg / l for silver and 0.4 mg / l copper. The dose to be maintained for the prevention of nosocomial legionellosis is given by American authors as 0.02-0.08 mg / L for silver and 0.2-0.8 mg / L for copper. These concentrations, although well below the tolerance level, must be controlled because the system is subject to fluctuations.
An American study concludes a higher efficiency of ionization compared to thermal processes, but also describes increased concentrations of silver and copper in the sediments of the reservoirs.
Among other things, 1.9% of the measurements on the periphery have given a silver content that exceeds the permitted tolerance values.
The main advantages of the invention are to be seen in the fact that here an integral solution for a preferably prefabricated device for hot water heating is provided, with which at the same time the active control of Legionella is possible.
On the one hand by the thermal disinfection of the memory and the lines, the simultaneous ionization and the additional physical treatment of the water against attachment and deposition of lime, and moreover by efficient filtering of the amount of water, preferably downstream of the ionisierungsstufe.
Another significant advantage of the invention is the fact that the entire system with all the previously described components (physical water treatment, ionizing system of water and particulate filter) as a prefabricated whole unit, including the complete electronic control of the complete piping ready for connection on one galvanized frame construction,
or is built directly on the memory and can be delivered as a whole unit.
In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. All features which are immaterial to the immediate understanding of the invention and details which are obvious to a person skilled in the art are omitted. The flow direction of the media is indicated by arrows.
Brief description of the drawings
It shows:
<Tb> FIG. A storage charging device for heating warm water, which is decentralized on a frame construction and provided with a first integrated device with method a) for the physical treatment of the water and b) a second device with methods for ionizing the water.
<Tb> FIG. 2 <sep> An identical charging device for warming hot water as in Fig. 1. The difference from Fig. 1 is that the means for physical treatment and ionization of the water (128) and the filter (129) in front of the heat exchanger ( 108) are installed and the line (110) not in the memory, but directly to the line (215) is connected.
<Tb> FIG. 3 <sep> An identical charging device for warming hot water as in Fig. 1. The difference from Fig. 1 is that the line (110) in front of the valve (114) with the line (110) is shorted.
<Tb> FIG. 4 A memory charging device for warming hot water as in FIG. 1. The difference with FIG. 1 is that the charging device is mounted and constructed not directly on a frame, but directly on a storage and with one or two integrated Facilities provided with process a) for the physical treatment and b) for the ionization of the water.
<Tb> FIG. 5 <sep> An identical charging device as in FIG. 4. The difference with FIG. 4 is that the line (113) in front of the valve (114) is short-circuited to the line (110).
Ways to carry out the invention, commercial usability
Fig. 1 shows a hot water treatment, which consists of different subcircuits. These subcircuits or stages are interdependent, but they can each be used as an autonomous unit. In FIG. 1, the following stages can be distinguished: At the beginning in the flow direction is the high-temperature stage (100), downstream of this high-temperature stage (100) acts a storage system (200).
Alongside a supply line (101), heating water which has been calorically treated from the outside flows first via a mixing valve (102), the use of which will be explained in more detail below. Subsequently, this heating water from a main circulation pump (103) with the necessary pressure to a heat exchanger (108), preferably a plate heat exchanger, further. The thus-promoted heating water is introduced into the primary side of the heat exchanger (108), wherein on the upstream side of this heat exchanger, a thermometer (104) is placed, which takes over the caloric control of this heating water. After flowing through the primary side of said heat exchanger (108) flows this heating water with a reduced temperature via a return line (106) to the warm-up station, not shown.
A safety valve (105) and a thermometer (107) provide the circuitry for this return flow circuit. The secondary side of said heat exchanger (108) is connected in a closed circuit with a downstream memory (202). Via a line (110), the calorically treated water from within the heat exchanger (108) flows from a lower temperature level into said reservoir (201) precisely into a reaction volume (202a) thereof, the properties of which will be discussed in greater detail below. Along this line (110), the hot water, whose temperature is preferably 65 deg.
C degree C is sequentially and calorically controlled by a first temperature controller (123), a second temperature controller (122), a safety valve (126), a thermometer (111) and a valve (112). The second temperature controller (122) is connected via a control line (125) with the drive motor (124) of the mixing valve (102) in operative connection. Temperature fluctuations of the hot water in the discharge (110) from the memory (202), especially at zero consumption are collected by a control of said mixing valve (102), moreover, a bypass line (127) ensures a possible recirculation in the region of the mixing valve (102) between supply line (101) and return line (106).
The valued closed loop between the secondary stage of the heat exchanger (108) and the reaction volume (202a) within the accumulator (202) is maintained backflow by a return line (113) via which a quantity of hot water having a temperature of about 63 degrees C to the secondary side the heat exchanger (108) is passed. If the reaction volume (202a) is confronted with a zero delivery, this hot water first flows into a supply line (109) via a valve (114), a thermometer (115), a mixing valve (116) with a corresponding drive (116a), the physical water treatment (130), the heat exchanger (108). The ionization (128), and the filter (129) are mounted after the heat exchanger (108) in the connecting line (110).
Downstream of the mixing valve (116), the return line (113) of a main circulation pump (118) has a thermometer (119) .When hot water flows from the reaction volume (202a) to the consumer, this quantity is replaced and calorificized. 116) opens, and a partial amount of water from the immediately downstream memory (201) flows into the return line (113) .This purpose branches from the memory (201) a derivative (121) by a thermometer (120) and a valve (117) is added, this discharge (121) through which relatively cold water of about 10 degrees C is conveyed and flows into the mixing valve (116).
This mixture formation results in a water with a temperature of about 47 degrees C, which is recycled within its flow through the secondary side of the heat exchanger (108) back to the desired hot water temperature. A thermometer (119) provides in the supply line (109) for the corresponding information. The reservoir (201) is supplied with cold water via a supply line (204) supplemented with a safety valve (205), a shut-off valve (204), a check valve (202), a volumeter with pulse generator. The volumeter (206) monitors the drawn amount of water. If the volume of water specified in the volume meter is tapped, a pulse is sent to the electrical control box (131) of the charging station and the ionization is put into operation.
The duration and intensity of the ionization can be freely programmed in the control box and depends on the size of the line network. The charge is switched on and off via the two thermostats (207) and (206) mounted in the accumulator. If the setpoint set on the thermostat (207) is not reached, the pump (103) switches on in the primary circuit. When the water temperature at the thermostat (125) reaches the set value of 67 ° C. C also turns on the pump (118) in the secondary circuit. The hot water in the reservoir (202) is heated layer by layer from top to bottom.
If the preset value at the thermostat (206) is reached in the storage tank (201), the pump (103) in the primary circuit of the charging station switches off immediately, the pump (118) in the secondary circuit of the charging station only after the time relay has expired.
Fig. 2 shows a device which essentially takes over the philosophy of the device of FIG. The difference is that the device is mounted in front of the heat exchanger (108) with ion ionization (118), filter (129), as opposed to FIG.
Further, the line (110) does not enter the storage port (210) as shown in Fig. 1, but is connected directly to the storage discharge line to the distribution stage (210).
Fig. 3 corresponds substantially to the Fig. 1, with the difference that the connecting line (113) is no longer connected to the storage port (202 a), but via a line (114) shorted to the valve (114) is. The temperature maintenance is thus no longer via the memory, but directly via the connecting line (114).
FIG. 4 essentially corresponds to FIG. 1. The difference from FIG. 1 is that the device is not mounted and constructed on a frame construction as in FIG. 1, but directly on the memory (201), which is illustrated by the dashed frame in the drawing.
Another difference to Fig. 1 is that the device relative to the Fig. 1 is shown in mirror image in the drawing.
FIG. 5 essentially corresponds to FIG. 3. The difference from FIG. 3 is that the device is not mounted and constructed on a frame construction, as in FIG. 3, but directly on the memory (201), which is illustrated by the dashed frame in the drawing.
Another difference from FIG. 3 is that the device is shown in mirror image relative to FIG. 3 in the drawing.
As an integral part of the above description, the following designation list applies:
100: high temperature stage
101: supply line
102: mixing valve with actuator (= Pos. 124)
103: Charge pump primary side
104: thermometer
105: safety valve
106: return line
107: thermometer
108: heat exchanger
109: Supply to heat exchanger
110: Outlet feed line from the heat exchanger
111: thermometer
112: Valve
113: Return from the tank (item 202) in the direction of the heat exchanger
114: Valve
115: thermometer
116: mixing valve with drive
117: Valve
118: Charging pump secondary side
119: thermometer
120: thermometer
121: Suction line from the tank (item 201)
122: Temperature controller
123: Temperature controller
124:
Drive of the mixing valve pos. 102
125: regulation
126: safety valve
127: Bypass line
128: Ionization
129: dirt filter
130: physical water treatment
131: Electric control box
200: storage system
201: memory
202a: reaction volume
203: Supply to the memory
204: shut-off valve storage supply line
205: safety valve
206: on thermostat
207: Off thermostat
208: Volume meter with pulse generator
209: Check valve
210: Storage connection charging line
211: circulation pump
212: taps
213: Temperature monitoring thermostat
214: Temperature monitoring thermostat
215: connection line to the distribution stage 300
300: distribution level