DE3902113A1 - Water heater for the thermal destruction of legionellae - Google Patents

Water heater for the thermal destruction of legionellae

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Abstract

The object underlying the invention is to destroy by the action of heat any legionellae situated in the water. For this purpose, the entire water volume of the storage tank, particularly the bottom region with deposits, must be uniformly heated in fixed time intervals. By dividing the storage tank heating surface into a high-load tubular spiral heating surface for the central tank part and a bottom heating surface equipped with flow deflection in connection with a flow from bottom to top of heating medium.

Description

  • 1. Wassererwärmer zur thermischen Abtötung von Legionellen (Legionella pneumophila). 1. Water heater to thermally kill Legionella (Legionella pneumophila).
  • Legionellen sind Bakterien, die im Wasser bei Temperaturen zwischen 32-42°C ihr Wachstumsoptimum haben, ab 50°C verringert sich ihre Zahl, um dann bei Temperaturen über 60°C schnell abzusterben.Legionella bacteria are found in the water at temperatures between 32-42 ° C have their growth optimum, from 50 ° C theirs decreases Number to die off quickly at temperatures above 60 ° C.
  • Die Infektion des Menschen erfolgt ausschließlich über die Atemwege durch Einatmen von legionellen-haltige Aerosolen (z. B. Duschbäder). Erscheinungsformen der Krankheit sind Legionärskrankheit (fiebrige Pneumonie) und Pontiac-Fieber, die epidemisch auftreten können.Human infection occurs exclusively through the respiratory tract by inhaling aerosols containing legionella (e.g. shower baths). Symptoms of the disease are legionnaires' disease (febrile Pneumonia) and Pontiac fever, which can be epidemic.
  • Begünstigt durch Energieeinsparungsverordnungen wurde das Niveau von Brauchwassertemperaturen zu sanitären Zwecken in den letzten Jahren allgemein abgesenkt. Dadurch werden thermische Randbedin­ gungen zum Wachstum von Microorganismen in Wasserspeichern verbessert. Gegenmaßnahmen in Form von chemischer Einwirkung, z. B. Stoßchlorierung, scheiden für Trinkwassersysteme aus.The level was favored by energy saving regulations of hot water temperatures for sanitary purposes in the last Years generally lowered. This is a thermal boundary condition conditions for the growth of microorganisms in water reservoirs improved. Countermeasures in the form of chemical action, e.g. B. shock chlorination, are excluded for drinking water systems.
  • Physikalische Behandlungen, wie UV-Bestrahlung, oligodynamische Verfahren haben noch keinen praktischen Stand erreicht oder be­ sitzen andere Nachteile.Physical treatments, such as UV radiation, oligodynamic Processes have not yet reached a practical level or be sit other disadvantages.
  • Bleibt vorerst die periodische, kurzzeitige Aufheizung von Speichern auf Temperaturen um 70°C.What remains for the time being is the periodic, brief heating of Store at temperatures around 70 ° C.
  • Die Entkeimung des nachgeschalteten Wasser-Zirkulationsnetzes ist Gegenstand anderer Innovationen.
    • 1.1 Die Erfindung betrifft einen Wassererwärmer, der für die periodische Aufheizung des gesamten Speicherinhaltes geeignet ist, um Legionellen abzutöten bzw. deren Anzahl dauernd auf einem sehr niedrigen Niveau zu halten.
    • 2.1 Es sind Speicher-Wasserwärmer mit außenliegenden und innenliegen­ den Heizflächen bekannt. Innenliegende Heizflächen sind als Rohr­ bündelwärmetauscher, konzentrische oder archimedische Rohrspiralen bzw. Rippenrohrwärmetauscher in den unterschiedlichen Formen im Gebrauch. Alle Ausführungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß sich unterhalb des untersten Rohres eine kalte Wasserzone ausbildet. Selbst sogenannte Doppelmantel-Wassererwärmer in stehender Ausführung mit beheiztem Boden weisen einen Temperaturunterschied in der Schichtung bis zu 20°C auf. Letzeres ist auf die geringe spezifische Heiz­ flächenbelastung auf die primäre Zirkulationsrichtung von oben nach unten zurückzuführen.
    • Alle diese Speicherwassererwärmer sind aufgrund ihre Konstruktion nicht geeignet, den gesamten Wasserinhalt gleichmäßig auf hohe Tem­ peratur aufzuheizen. Es werden immer bestimmte Zonen nicht oder nicht ausreichend hoch temperiert sein.
    The disinfection of the downstream water circulation network is the subject of other innovations.
    • 1.1 The invention relates to a water heater which is suitable for the periodic heating of the entire storage content in order to kill Legionella or to keep the number thereof at a very low level.
    • 2.1 Storage water heaters with external and internal heating surfaces are known. Internal heating surfaces are used as tube bundle heat exchangers, concentric or Archimedean tube spirals or finned tube heat exchangers in various forms. All versions have the disadvantage that a cold water zone forms below the lowest tube. Even so-called double-jacket water heaters in a standing version with a heated floor have a temperature difference in the stratification of up to 20 ° C. The latter is due to the low specific heating surface load on the primary direction of circulation from top to bottom.
    • Due to their design, all these storage water heaters are not suitable for heating the entire water content evenly to high temperatures. Certain zones will always not be heated or not sufficiently heated.

  • 2.2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gesamten Speicherinhalt auf eine gleichmäßig hohe Temperatur aufzuheizen. Das gilt auch für den Bodenbereich, besonders für Sedimente, die sich darauf ablagern. Aus Veröffentlichungen ist bekannt, daß die Anzahl der Keime in den Ablagerungen den Faktor 150fach, gegenüber dem darüber befindlichen Wasser erreichen.2.2 The invention has for its object the entire memory content heat to a uniformly high temperature. This also applies to the bottom area, especially for sediments that are deposited on it. From publications it is known that the number of germs in the Deposits by a factor of 150 compared to the one above Reach water.
  • Darüber hinaus soll der Boden leicht zu reinigen sein und der Kalt­ wassereintritt während der Reinigung nicht mit Sedimenten vollaufen.In addition, the floor should be easy to clean and the cold Do not fill sediment with water during cleaning.
  • 2.3 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Wärme­ übertragung eine spezifisch hochbelastete Spiralrohr-Heizfläche ge­ wählt wurde, die sich - unterbrochen durch die notwendige, großdimen­ sionierte Reinigungsöffnung - auch in den unteren Speicherraum fort­ setzt.2.3 This object is achieved in that for the heat transfer a specific highly loaded spiral tube heating surface ge was chosen, which - interrupted by the necessary, large dims based cleaning opening - also into the lower storage room puts.
  • Das restlich verbleibende untere Volumen einschließlich Sedimente wird durch den Doppelboden beheizt.The remaining lower volume including sediments is heated by the double floor.
  • Entgegen der üblichen Strömungsrichtung des Heizmediums wird die Führung von unten nach oben gewählt.Contrary to the usual flow direction of the heating medium Guided tour from bottom to top.
  • Der Kaltwasserzulauf erfolgt von hinten, die Bodenmulde wird ohne Anschluß ausgeführt.The cold water inlet is from behind, the floor recess is without Connection made.
  • 2.4 Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Wasserinhalt des Speichers völlig gleichmäßig (Tem­ peraturgradient zwischen unterem und oberen Boden 1,4-2°C) aufge­ heizt wird.2.4 The advantages that can be achieved with the invention are in particular in that the water content of the storage tank is completely even (tem temperature gradient between the lower and upper floor 1.4-2 ° C) is heated.
  • Eine konstante Bodentemperatur über die Fläche wird durch die keil­ förmige Verteilkammer (7) erreicht. Der Vorlauf-Wasserstrom muß einen Hohlraum (6) passieren, der durch den Behälterboden (5) und Doppel­ boden (4) gebildet wird. Der sich bildende Durchflußwiderstand ver­ hindert den direkten Durchlauf zum Anschluß (9) und begünstigt eine radiale Verteilung im Hohlraum (6) (siehe Abb. 2).
    Durch die Umkehrung der Flußrichtung des Heizmittels treten die höchsten Temperaturen in den wärmeabgebenden Flächen des Doppel­ bodens auf.     A constant floor temperature over the surface is achieved by the wedge-shaped distribution chamber ( 7 ). The flow of water must pass through a cavity ( 6 ), which is formed by the tank bottom ( 5 ) and double bottom ( 4 ). The resulting flow resistance prevents direct flow to the connection ( 9 ) and favors a radial distribution in the cavity ( 6 ) (see Fig. 2).
    By reversing the direction of flow of the heating medium, the highest temperatures occur in the heat-emitting surfaces of the raised floor.
  • Bei abgelagerten Sedimenten steigt die Temperatur in den Ablagerungen überproportional an. Die gegenüber Wasser schlechtere Wärmeleitfähigkeit vermindert den Wärmeaustausch mit dem darüberliegenden Wasser, bis durch erhöhte Sedimenttemperatur ein Ausgleich erfolgt.
    Der erzielte Vorteil sind höchste Temperaturen in legionellen­ bevölkerten Ablagerungen.    When sediments are deposited, the temperature in the deposits rises disproportionately. The poorer thermal conductivity compared to water reduces the heat exchange with the water above, until a compensation takes place through increased sediment temperature.
    The advantage achieved is the highest temperatures in legionella populated deposits.

  • 2.5 Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird näher beschrieben. Es zeigt
    Abb. 1 den Wassererwärmer in Seitenansicht
    Abb. 2 die Details im Bodenbereich.
    Erkennbar die Dreiteilung der Heizfläche.
    Die höchsten Temperaturen werden in der Boden-Heizfläche abge­ geben, die sich aus Behälterboden (5) und Doppelboden (4) bildet. Durch den Vorlauf (10) strömt Heizwasser in die Verteilkammer (7), wird keilförmig verteilt (Abb. 2) und setzt den Weg radial im Hohl­ raum (6) fort.
    Dabei wird der gesamte untere Boden beheizt. Die Sammelkammer (8) faßt die Teilströme zusammen und versorgt über den Anschluß (9) die untere Rohrheizfläche (3) bzw. Rohrkreisfläche (2).
    Bewußt wurde der Kaltwasserzulauf nicht im unteren Bodenbereich ange­ ordnet, um eine Verschmutzung des Stutzens während der Reinigung zu verhindern. Die Bodenmulde ist völlig glatt, der Zugang durch die Reinigungsöffnung problemlos.
    Bestandteil des Wassererwärmers zur Abtötung von Legionellen ist eine Steuerung, die in Abständen von 2-4 Tagen (nicht über 6 Tage) eine Aufheizung des Speichers auf 70°C vollzieht.
    Durch eine Zeitschaltuhr wird ein 2. Thermostat eingeschaltet, der den Normalthermostat überlagert.
    Eine Alarmüberwachung kontrolliert die ordnungsgemäße Aufheizung zum eingestellten Zeitpunkt.    2.5 An embodiment is shown in the drawings and will be described in more detail. It shows
    Fig. 1 the water heater in side view
    Fig. 2 the details in the floor area.
    You can see the three-way division of the heating surface.
    The highest temperatures are given in the floor heating surface, which is formed from the tank bottom ( 5 ) and double floor ( 4 ). Heating water flows through the flow ( 10 ) into the distribution chamber ( 7 ), is distributed in a wedge shape ( Fig. 2) and continues radially in the cavity ( 6 ).
    The entire lower floor is heated. The collecting chamber ( 8 ) summarizes the partial flows and supplies the lower pipe heating surface ( 3 ) or pipe circular surface ( 2 ) via the connection ( 9 ).
    The cold water inlet was deliberately not arranged in the lower floor area to prevent the nozzle from becoming dirty during cleaning. The floor recess is completely smooth, access through the cleaning opening is easy.
    A component of the water heater for killing Legionella is a control that heats the storage tank to 70 ° C every 2-4 days (not more than 6 days).
    A second thermostat is switched on by a timer, which overlays the normal thermostat.
    An alarm monitor controls the correct heating at the set time.

Claims (9)

1. Wassererwärmer zur thermischen Abtötung von Legionellen, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Speicherinhalt (1) periodisch auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird.1. Water heater for the thermal killing of Legionella, characterized in that the entire memory content ( 1 ) is periodically heated to high temperatures. 2. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeübertragungsfläche für den mittleren und oberen Speicherteil ein spiralförmige, konzentrische Rohrheizfläche (2) verwendet wird, in der vorrangig erwärmtes Wasser als Wärmeträgermedium zirkuliert.2. Water heater according to claim 1, characterized in that a spiral, concentric tubular heating surface ( 2 ) is used as the heat transfer surface for the middle and upper storage part, in which primarily heated water circulates as a heat transfer medium. 3. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeübertragung für den unteren Speicherteil eine spiralförmige konzentrische Rohrheizfläche (3) verwendet wird, sonst wie Anspruch 2.3. Water heater according to claim 1, characterized in that a spiral concentric tubular heating surface ( 3 ) is used as heat transfer for the lower storage part, otherwise as in claim 2. 4. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeübertragungsfläche für den bodennahen Bereich ein Doppelboden (4) verwendet wird, der mit dem normalen Behälterboden (5) einen Hohlraum (6) bildet, in dem vorrangig erwärmtes Wasser als Wärmeträgermedium zirkuliert.4. Water heater according to claim 1, characterized in that a double floor ( 4 ) is used as the heat transfer surface for the near-ground area, which forms a cavity ( 6 ) with the normal tank bottom ( 5 ) in which primarily heated water circulates as a heat transfer medium. 5. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsflächen nach Anspruch 2, 3 und 4 in Reihe (Serie) geschaltet sind und von unten nach oben beaufschlagt werden, so daß heißes Vorlaufwasser zuerst in den Hohlraum (6) dann unter Abkühlung in die Rohrheizflächen (3) bzw. (2) einströmt.5. Water heater according to claim 1, characterized in that the heat transfer surfaces according to claim 2, 3 and 4 are connected in series (series) and are acted upon from bottom to top, so that hot flow water first in the cavity ( 6 ) then with cooling in flows into the tubular heating surfaces ( 3 ) or ( 2 ). 6. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelboden (4) 2 Ausprägungen besitzt, die als Ver­ teilerkammer (7) bzw. Sammelkammer (8) funktionieren. 6. Water heater according to claim 1, characterized in that the double floor ( 4 ) has 2 versions that function as a distribution chamber ( 7 ) or collection chamber ( 8 ). 7. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verteilerkammer (7) einerseits waagerecht der Vorlauf (10) mündet, andererseits ein verengter Spalt durch Doppelboden (4) und Behälterboden (5) gebildet wird.7. Water heater according to claim 1, characterized in that in the distribution chamber ( 7 ) on the one hand horizontally the flow ( 10 ) opens, on the other hand, a narrowed gap is formed by the double floor ( 4 ) and container bottom ( 5 ). 8. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Sammelkammer (8) einerseits der verengte Spalt, gebildet aus Doppelboden (4) und Behälterboden (5) mündet, andererseits senkrecht nach oben der Anschluß (9) der Rohrheizfläche (3) abgeht.8. Water heater according to claim 1, characterized in that in the collecting chamber ( 8 ) on the one hand the narrowed gap, formed from the double floor ( 4 ) and container bottom ( 5 ) opens out, on the other hand the connection ( 9 ) of the tubular heating surface ( 3 ) extends vertically upwards . 9. Wassererwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatisch, periodischen Aufheizung eine externe Steuerung verwendet wird, die mittels Zeitschaltuhr und Hochtemperaturthermostaten sowie integriertem Alarmmelder, die Abtötung der Keime sicherstellt.9. Water heater according to claim 1, characterized, that for automatic, periodic heating an external Control is used, which means by timer and High-temperature thermostats and integrated alarm detector, ensures the germs are killed.
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