EP3033575A1 - Desinfektion in einer kreiselpumpe oder in einem mindestens eine kreiselpumpe enthaltenen pumpensystem - Google Patents

Desinfektion in einer kreiselpumpe oder in einem mindestens eine kreiselpumpe enthaltenen pumpensystem

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Publication number
EP3033575A1
EP3033575A1 EP14747841.6A EP14747841A EP3033575A1 EP 3033575 A1 EP3033575 A1 EP 3033575A1 EP 14747841 A EP14747841 A EP 14747841A EP 3033575 A1 EP3033575 A1 EP 3033575A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
centrifugal pump
medium
pump system
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14747841.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schwarz
Daniel BÜNING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilo SE
Original Assignee
Wilo SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilo SE filed Critical Wilo SE
Publication of EP3033575A1 publication Critical patent/EP3033575A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0073—Arrangements for preventing the occurrence or proliferation of microorganisms in the water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/004—Priming of not self-priming pumps
    • F04D9/005—Priming of not self-priming pumps by adducting or recycling liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection

Definitions

  • the invention relates to a method for thermal disinfection in a drinking / drinking water, wastewater or other liquid media promotional
  • Centrifugal pump or pump system with at least one centrifugal pump which / has an opening to the suction side of the centrifugal pump or the pump system suction port and opening to the pressure side pressure port.
  • the media used in the pump or in the pump system may be, for example, drinking or service water,
  • Disinfection method disadvantageous that the materials / components can be chemically attacked in the pump or in the pump system. This can lead to material damage, leaks and shortened life. In addition, unwanted and harmful chemical
  • the object of the invention is to provide a method for disinfection in centrifugal pumps and pump systems with at least one centrifugal pump, which is technically less expensive and requires no chemicals.
  • the medium via a the pressure side with the suction side hydraulically temporarily short-circuiting within the centrifugal pump or the pump system befindliches connection such in circulation promotes that the medium and thereby the media-contacting parts of the centrifugal pump or the pump system to a predetermined, disinfecting temperature, e.g. 70 ° C is heated, and this unfolds over a certain exposure time in particular of at least 3 minutes, a disinfecting effect.
  • a predetermined, disinfecting temperature e.g. 70 ° C
  • shut-off valves are located directly on the pump in order to ensure convenient removal during servicing.
  • Typical elements are valves, especially shut-off valves for simplified service work, control valves or also pressure reducing valves, furthermore non-return valves, especially gravity brakes or
  • Membrane filter furthermore sensor technology, especially pressure or flow sensors or water meter.
  • the warm-up time is significantly shortened because of the high
  • the maximum temperature achievable by the process is increased because the shortened warm-up time does not heat the entire casing of the centrifugal pump or the pump system, but instead
  • the temperature distribution through the promotion in the circulation is much more homogeneous, so that a more uniform heating of the medium and the media-contacting pump part takes place. Accordingly, the effect of the later disinfection is also more uniform, and the more secure the detection of the medium temperature is with e.g. only one measuring point.
  • the proposed method can be applied to all centrifugal pumps such as single-stage horizontal pumps and pump systems with at least one centrifugal pump, such as pressure booster systems with multistage vertical centrifugal pumps. It is advantageous if suction and pressure side are spatially close to each other, because then the connection between the two can be made relatively easy. Preferably, this connection between the pressure and the suction side is an externally operable shut-off device for opening and closing the connection.
  • the obturator in be stored a pump outer wall of the pump housing of the centrifugal pump, as shown in FIG. 1.
  • the medium may be a specially introduced for the process medium such as demineralized water or disinfectant or cleaning solution, for. when heating, to increase the disinfecting effect or to achieve positive side effects. This is particularly advantageous when the
  • the medium delivered in normal operation of the centrifugal pump or the pump system can also be used, or a mixture of both. If necessary, therefore, the centrifugal pump or the pump system must be closed both at the suction connection and at the pressure connection, a part of the medium conveyed in normal operation be drained off, and optionally the desired medium be introduced simultaneously.
  • the temperature of the medium is detected, whether by direct measurement via a sensor in the medium or on the pump casing, be it an observed quantity such as the power consumption and a fluid temperature calculation model or an estimated value.
  • the detection is set up only temporarily, e.g. for the period of the procedure with a contact sensor.
  • a measuring point is preferably selected which has a high heat transfer from the medium to the measuring point.
  • a measuring point which receives a high heat transfer from the medium to this measuring point by special design and appropriate choice of materials. This results in a reliable measurement result.
  • This detected temperature value is included in a control of the pump operation, so that the predetermined temperature of, for example, 70 ° C complied becomes.
  • the speed is selected depending on the difference between the detected temperature and the predetermined temperature; During warm-up, therefore, the maximum speed is selected in order to introduce as much heat as possible into the medium. If there is no speed control, eg a two-point control can be realized by switching the centrifugal pump on and off.
  • a temporal temperature profile is then created from predetermined temperatures or detected temperatures, such as e.g. a recorded media temperature of 70 ° C over a period of at least 3 minutes, see Fig. 2.
  • this method is a proof of the
  • This proof can therefore be in the form of a protocol in which the recorded temperature profile is displayed.
  • a material is used that changes its state as a result of the influence of temperature over the necessary period of time. This can e.g. a coating or even a sticker that discolors. The position of this material is selected analogously to the measuring point so that a high heat transfer from the medium to the measuring point is ensured.
  • Subsequent cooling of the reaction space takes place e.g. by draining the heated medium and flowing cold medium, for. B. by opening a drain valve, which is preferably the shut-off valve simultaneously.
  • this also takes place in the circulation within the centrifugal pump or the pump system, so that a uniform cooling is achieved by homogeneous temperature distribution, and thus the temperature detection works more reliable.
  • the heat transfer to the medium is kept low, z. B. by an intermittent operation by turning on and off the centrifugal pump or by speed control of
  • Centrifugal pump at low speeds For the protection of the operator and the pump material is preferably waited until the medium, e.g. cooled to 40 ° C, see Fig. 2.
  • the opening of the short-circuiting connection and the start of the control operation along the temperature profile is not done manually, but is automated.
  • This requires in particular an electric valve in place of the shut-off valve, as well as automated devices for
  • Fig. 2 is a temperature / time diagram.
  • a one, two or more stages engine centrifugal pump 1 has in
  • the pump shaft is from one above the pump 1
  • Pump shaft is connected or merges coaxially into the pump shaft, possibly via a coupling.
  • the suction side 1 has a suction chamber, which is connected to the suction nozzle 13. Further, located above the uppermost stage housing 6, a pressure chamber 0 with a pressure port, wherein the drinking or service water is conveyed from the pressure chamber via the annular space 9 down to the pressure port.
  • the annular space 9 also surrounds the lower suction chamber 11, wherein the
  • Suction chamber is separated from the annular space by a cylindrical wall in which there is a connection opening which forms a connection 15 between the annular space 9 and the suction chamber 11. If the connection 15 or the connection opening is opened, then the pumped medium flows in the circuit through the pump according to the three arrows 17.
  • these check valves are located directly on the pump to be in
  • shut-off (check valve) 18 To close the connection 15 and the connection opening is a shut-off (check valve) 18 with a locking member, which in the
  • Rotary adjustment is brought into the connection opening to close the connection 15 for normal operation.
  • the medium circulation enabling connection 15 may instead of a
  • Connection opening also be formed by a connecting channel. This depends on the design of the pump.
  • a check valve is then arranged in the connecting channel, which can be actuated from the outside.
  • the shut-off valve 18 and the locking member is electrically actuated.
  • the pressure-side service valve is closed to prevent water loss.
  • a circuit in the pump is made possible by opening the connection 15, eg by unscrewing the locking member. Compared to heating without circulation, the following values are increased:
  • the circulating in the pump water is preferably heated to 70 ° C.
  • the achieved water temperature of> 70 ° C for e.g. held for three minutes by the heat supply is controlled by the pump speed and thereby the pump is disinfected, as shown in FIG. 2.
  • this process is monitored, in particular via temperature sensors.
  • the compliance with these specifications is preferably documented directly on the basis of a proof. This document may include a graph of the temperature history over time.
  • the heated water is drained directly via the drain plug and the pump is flushed with cold fresh water.
  • the internal circulation is preferably used, and with low speeds to increase the heat transfer from steel to water. This is called
  • the short-circuiting connection is preferably equipped with sensors such as temperature and flow meter.
  • sensors such as temperature and flow meter.
  • the detection of the fluid temperature is carried out by direct measurement via a sensor in the fluid, or indirect measurement via a sensor on the pump jacket or bleed screw or an observed quantity such as the power consumption and a fluid temperature calculation model.
  • an external heat source is arranged such.
  • Immersion heater which accelerates the heating process.
  • drainage nozzles are recommended on the beams or
  • Detection and drainage of the water are analogous to the single pump.
  • a targeted operation of the centrifugal pump (s) for adjusting the detected fluid temperature can be done by two-step control by switching on and off the centrifugal pump or by speed control of the centrifugal pump by a frequency converter.
  • a subsequent cooling of the reaction space is carried out by draining the heated fluid and subsequent flow of cooler fluid, eg. B. by completely opening the screw.
  • cooler fluid eg. B.
  • a subsequent cooling of the reaction space is carried out by draining the heated fluid and subsequent flow of cooler fluid, eg. B. by completely opening the screw.
  • cooler fluid eg. B.
  • a storage of the detected measured values is preferably provided for the detection of the performed thermal disinfection, z. B. as a protocol with a diagram of the temperature or as a sticker with the function to prove the thermal disinfection over discoloration with sufficiently long heating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Desinfektion in einer/m Trink- Brauch-, Abwasser oder sonstigen flüssige Medien fördernden Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit mindestens einer Kreiselpumpe, die/das einen zur Saugseite der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems mündenden Sauganschluss und einen zur Druckseite mündenden Druckanschluss aufweist, wobei die Kreiselpumpe oder das Pumpensystem bei geschlossenem Sauganschluss und/oder geschlossenem Druckanschluss das Medium über eine die Druckseite mit der Saugseite hydraulisch zeitweise kurzschließende, innerhalb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems befindliche Verbindung derart im Kreislauf fördert, dass das Medium und dadurch die medienberührenden Teile der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems auf eine desinfizierende Temperatur erwärmt werden.

Description

Desinfektion in einer Kreiselpumpe oder in einem mindestens eine
Kreiselpumpe enthaltenen Pumpensystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Desinfektion in einer/m Trink- Brauch-, Abwasser oder sonstigen flüssige Medien fördernden
Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit mindestens einer Kreiselpumpe, die/das einen zur Saugseite der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems mündenden Sauganschluss und einen zur Druckseite mündenden Druckanschluss aufweist. Bei den Medien, welche in der Pumpe oder im Pumpensystem verwendet werden, kann es sich beispielsweise um Trink- oder Brauchwässer,
Industriewässer, Schmutz- oder Abwässer oder sonstige Medien handeln.
Es ist bekannt, eine Kreiselpumpe oder ein Pumpensystem mit Kreiselpumpe physikalisch oder chemisch zu desinfizieren, um Mikroorganismen abzutöten oder zu inaktivieren. Hierzu wird beispielsweise bei der thermischen Desinfektion die Medienerwärmung aufwändig durch eine externe Wärmequelle erhitzt. Bei der chemischen Desinfektion ist eine externe Bereitstellung der
Desinfektionslösung notwendig. Ferner ist bei der chemischen
Desinfektionsmethode nachteilig, dass die Materialien/Bauteile in den Pumpen bzw. im Pumpensystem chemisch angegriffen werden können. Dies kann zu Materialschäden, Undichtigkeiten und zu einer verkürzten Lebensdauer führen. Außerdem können unerwünschte und gesundheitsschädliche chemische
Reaktionsprodukte entstehen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Desinfektion in Kreiselpumpen und von Pumpensystemen mit mindestens einer Kreiselpumpe zu schaffen, das technisch wenig aufwändig ist und keine Chemikalien benötigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kreiselpumpe oder das Pumpensystem bei geschlossenem Sauganschluss oder
geschlossenem Druckanschluss das Medium über eine die Druckseite mit der Saugseite hydraulisch zeitweise kurzschließende innerhalb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems befindliche Verbindung derart im Kreislauf fördert, dass das Medium und dadurch die medienberührenden Teile der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems auf eine vorgegebene, desinfizierende Temperatur, z.B. 70°C erwärmt wird, und diese über eine bestimmte Einwirkzeit insbesondere von mindestens 3 Minuten eine desinfizierende Wirkung entfaltet. Dabei kann das Strömen des erwärmten Mediums in das umliegende Systems durch
Absperren des Druck- oder Sauganschlusses z.B. durch Ventile im System nahe der Pumpe verhindert werden. In der Regel befinden sich dort Sperrventile direkt an der Pumpe, um im Servicefall einen komfortablen Ausbau zu gewährleisten.
Durch das Vorherrschen dieser Bedingungen werden alle Mikroorganismen im zirkulierenden Medium und an den medienberührenden Pumpenteilen wie zum Beispiel an den Innenwänden der Pumpe, am Laufrad und ggf. in den Leitungen und Kanälen des Pumpensystems sicher abgetötet oder inaktiviert.
Das schließt auch die medienberührenden Teile von im Kreislauf befindlichen Elementen mit ein. Typische Elemente sind Ventile, speziell Absperrventile für vereinfachte Service-Arbeiten, Regelventile oder auch Druckminderventile, weiterhin Rückflussverhinderer, speziell Schwerkraftbremsen oder
Rückschlagklappen, weiterhin Ausdehnungsgefäße, speziell Membran-,
Faltenbalg- oder Kolbenspeicher, weiterhin Filter, speziell Sieb- oder
Membranfilter, weiterhin Sensorik, speziell Druck- oder Durchflusssensoren oder Wasserzähler.
Hierbei sind keine zusätzlichen technischen Aufwendungen in Form einer zusätzlichen Heizquelle oder von Chemikalien erforderlich. Ein naheliegenderes Verfahren scheint der Betrieb der Pumpe gegen ein geschlossenes Ventil am Druckanschluss der Pumpe, doch das hier vorgestellte Verfahren bietet drei Vorteile:
Erstens wird die Aufwärmzeit deutlich verkürzt, da durch die hohe
Fließgeschwindigkeit im Kreislauf mehr elektrische Leistung von der
Kreiselpumpe oder des Pumpensystems aufgenommen wird, und diese gesteigerte aufgenommene Leistung zum größten Teil in die Aufwärmung des Mediums umgesetzt wird. Fig. 2 zeigt diese Gegenüberstellung.
Zweitens ist die durch das Verfahren maximale erreichbare Temperatur gesteigert, da bei der verkürzten Aufwärmzeit nicht das komplette Gehäuse der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems durcherwärmt wird, sondern
hauptsächlich der medienberührende Teil der Kreiselpumpe oder des
Pumpensystems. Dadurch verkleinern sich die Wärmeverluste über das
Gehäuse, und ermöglichen speziell bei kleinen Gehäusen mit kleinen Motoren erst das Erreichen einer desinfizierenden Temperatur wie 70°C.
Drittens ist die Temperaturverteilung durch die Förderung im Kreislauf wesentlich homogener, so dass eine gleichmäßigere Erwärmung des Mediums und des medienberührenden Pumpenteils stattfindet. Dementsprechend gleichmäßiger ist auch die Wirkung der später stattfindenden Desinfektion, und desto sicherer ist die Erfassung der Medientemperatur mit z.B. nur einer Messstelle.
Das vorgestellte Verfahren kann auf alle Kreiselpumpen wie z.B. einstufige horizontale Pumpen sowie Pumpensysteme mit mindestens einer Kreiselpumpe, wie z.B. Druckerhöhungsanlagen mit mehrstufigen vertikalen Kreiselpumpen angewendet werden. Vorteilhaft ist es, wenn Saug- und Druckseite räumlich nah zueinander geführt werden, denn dann kann die Verbindung zwischen beiden relativ einfach hergestellt werden. Vorzugsweise ist diese Verbindung zwischen der Druck- und der Saugseite ein von außen betätigbares Absperrorgan zum Öffnen und Verschließen der Verbindung. Hierbei kann z.B. das Absperrorgan in einer Pumpenaußenwand des Pumpengehäuses der Kreiselpumpe gelagert sein, wie Fig. 1 zeigt.
Das Medium kann dabei ein speziell für das Verfahren eingebrachtes Medium wie demineralisiertes Wasser oder Desinfektions- oder Reinigungslösung sein, um z.B. beim Erwärmen die Desinfektionswirkung zu erhöhen oder positive Nebeneffekte zu erreichen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das
Erwärmen des im Normalbetrieb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems geförderten Mediums zu negativen Nebeneffekten wie z.B. Ausfällungen von Kalk führt. Alternativ kann auch das im Normalbetrieb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems geförderte Medium benutzt werden, oder eine Mischung von beiden. Gegebenenfalls muss also die Kreiselpumpe oder das Pumpensystems sowohl am Sauganschluss als auch am Druckanschluss geschlossen werden, ein Teil des im Normalbetrieb geförderten Mediums abgelassen werden, und gegebenenfalls gleichzeitig das gewünschte Medium eingebracht werden.
Bei diesem Verfahren wird die Medientemperatur erfasst, sei es über direkte Messung über einen Sensor im Medium oder am Pumpenmantel, sei es über eine beobachtete Größe wie der Leistungsaufnahme und einem Rechenmodell für die Fluidtemperatur oder einem Schätzwert. Dabei kann auf dauerhaft vorhandene Temperaturerfassungen zurückgegriffen werden, oder die Erfassung wird nur zeitweise eingerichtet, z.B. für die Zeitspanne des Verfahrens mit einem Anlegefühler.
Für die Messung mit einem Sensor wird vorzugsweise eine Messstelle gewählt, die eine hohe Wärmeübertragung vom Medium zur Messstelle aufweist. Bei mehrstufigen Kreiselpumpen bietet sich z.B. die Pumpenaußenwand an, wie die markierte Stelle in Fig. 2. Für andere Kreiselpumpen oder Pumpensysteme bietet es sich an, eine Messstelle zu gestalten, die durch spezielle Formgestaltung und geeignete Materialauswahl eine hohe Wärmeübertragung vom Medium zu dieser Messstelle erhält. Dadurch wird ein zuverlässiges Messergebnis erzielt.
Dieser erfasste Temperaturwert wird in eine Regelung des Pumpenbetriebs aufgenommen, so dass die vorgegebene Temperatur von z.B. 70°C eingehalten wird. Das bedeutet, dass z.B. bei Drehzahlregelung der Kreiselpumpe durch einen Frequenzumrichter die Drehzahl abhängig von der Differenz zwischen erfasster Temperatur und vorgegebener Temperatur gewählt wird; während der Aufwärmung wird also die Drehzahl maximal gewählt, um möglichst viel Wärme in das Medium einzubringen. Liegt keine Drehzahlregelung vor, kann z.B. eine Zweipunktregelung durch An- und Abschalten der Kreiselpumpe realisiert werden.
Aus einer zeitlichen Abfolge von vorgegebenen Temperaturen wird dann ein zeitliches Temperaturprofil aus vorgegebenen Temperaturen oder erfassten Temperaturen erstellt, wie z.B. eine erfasste Medientemperatur von 70°C über eine Zeitspanne von mindestens 3 Minuten, siehe Fig. 2. Durch das
Vorherrschen dieser Bedingungen werden alle Mikroorganismen im
zirkulierenden Medium und an den medienberührenden Pumpenteilen wie zum Beispiel an den Innenwänden der Pumpe, am Laufrad und ggf. in den Leitungen und Kanälen des Pumpensystems sicher abgetötet oder inaktiviert. Hierbei sind keine zusätzlichen technischen Aufwendungen in Form einer zusätzlichen Heizquelle oder von Chemikalien erforderlich.
Vorzugsweise wird dieses Verfahren um einen Nachweis über die
desinfizierende Wirkung ergänzt, indem das Vorherrschen der desinfizierenden Temperatur über den notwendigen Zeitraum erfasst wird. Dieser Nachweis kann also in Form eines Protokolls geschehen, in dem der erfasste Temperaturverlauf dargestellt wird. Vorzugsweise wird aber ein Material genutzt, dass infolge der Temperatureinwirkung über den notwendigen Zeitraum seinen Zustand ändert. Dies kann z.B. eine Beschichtung oder auch ein Aufkleber sein, der sich verfärbt. Die Position dieses Materials wird analog zur Messstelle dabei so ausgewählt, dass ein hoher Wärmeübergang vom Medium zur Messstelle sichergestellt wird.
Eine anschließende Kühlung des Reaktionsraumes erfolgt z.B. durch Ablassen des erhitzten Mediums und Nachströmen von kaltem Medium, z. B. durch Öffnen eines Ablassventils, das vorzugsweise gleichzeitig das Absperrventil ist.
Vorzugsweise erfolgt hierbei ebenfalls ein Fördern im Kreislauf innerhalb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems, so dass eine gleichmäßige Kühlung durch homogene Temperaturverteilung erreicht wird, und dadurch auch die Temperaturerfassung zuverlässiger funktioniert. Dabei wird die Wärmeabgabe an das Medium gering gehalten, z. B. durch einen intermittierenden Betrieb durch An- und Abschalten der Kreiselpumpe oder durch Drehzahlregelung der
Kreiselpumpe auf niedrige Drehzahlen. Zum Schutz der bedienenden Person und des Pumpenmaterials wird dabei vorzugsweise solange abgewartet, bis das Medium sich z.B. auf 40°C abgekühlt hat, siehe Fig. 2.
Vorzugsweise wird das Öffnen der kurzschließenden Verbindung sowie das Starten des Regelbetriebs entlang des Temperaturprofils nicht manuell getätigt, sondern erfolgt automatisiert. Dies erfordert insbesondere ein elektrisches Ventil an der Stelle des Absperrventils, sowie automatisierte Vorrichtungen zum
Schließen des Druck- oder Sauganschlusses und zum anschließenden Ablassen des Mediums. Dieser Mehraufwand bringt den Nutzen, dass dieses Verfahren zur thermischen Desinfektion bei hygienisch kritischen Systemen z.B. in festen Zeitintervallen durchgeführt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine vierstufige Pumpe,
Fig. 2 ein Temperatur/Zeit-Diagramm.
Eine ein-, zwei oder mehrstufige Motorkreiselpumpe 1 weist im
Ausführungsbeispiel vier Laufräder 2 auf, die auf einer senkrechten Pumpenwelle 3 befestigt sind. Die Pumpenwelle ist von einem oberhalb der Pumpe 1
befestigten Elektromotor angetrieben, dessen Motorwelle koaxial mit der
Pumpenwelle verbunden ist bzw. koaxial in die Pumpenwelle übergeht, ggf. über eine Kupplung.
In den vier Stufengehäusen der vier Pumpenstufen befindet sich jeweils ein Laufrad 2, wobei die zylindrischen Außenwände 7 der Stufengehäuse koaxial übereinander stehen und eine Gesamtwand bilden, die von einer Pumpenaußenwand 8 derart koaxial umgeben ist, dass zwischen der
Gesamtwand und der Pumpenaußenwand 8 ein Ringraum 9 besteht. Hierbei weist die Saugseite 1 eine Saugkammer auf, die mit dem Saugstutzen 13 verbunden ist. Ferner befindet sich oberhalb des obersten Stufengehäuses 6 eine Druckkammer 0 mit einem Druckanschluss, wobei das Trink- oder Brauchwasser von der Druckkammer über den Ringraum 9 nach unten zum Druckanschluss gefördert wird.
Der Ringraum 9 umgibt auch die untere Saugkammer 11 , wobei die
Saugkammer von dem Ringraum durch eine zylindrische Wand getrennt ist, in der sich eine Verbindungsöffnung befindet, die eine Verbindung 15 zwischen dem Ringraum 9 und der Saugkammer 11 bildet. Ist die Verbindung 15 bzw. die Verbindungsöffnung geöffnet, so strömt das geförderte Medium im Kreislauf durch die Pumpe entsprechend den drei Pfeilen 17. Hierbei ist eines der umliegenden Sperrventile, am Druckanschluss oder am Sauganschluss der Pumpe, geschlossen, so dass die Pumpe nicht mehr nach außen fördern kann. In der Regel befinden sich diese Sperrventile direkt an der Pumpe, um im
Servicefall einen komfortablen Ausbau zu gewährleisten.
Zum Verschließen der Verbindung 15 bzw. der Verbindungsöffnung besteht ein Absperrorgan (Sperrventil) 18 mit einem Sperrglied, das in der
Pumpenaußenwand 8 gelagert ist und von außen betätigbar durch
Dreh verstellen in die Verbindungsöffnung gebracht wird, um die Verbindung 15 für den Normalbetrieb zu schließen.
Die den Medienkreislauf ermöglichende Verbindung 15 kann statt einer
Verbindungsöffnung auch durch einen Verbindungskanal gebildet sein. Dies ist abhängig von der Bauart der Pumpe. Hierbei ist dann im Verbindungskanal ein Sperrventil angeordnet, das von außen betätigbar ist. Vorzugsweise ist das Absperrventil 18 bzw. das Sperrglied elektrisch betätigbar.
Zur Desinfektion in einer Trink- oder Brauchwasserpumpe wird das druckseitige Serviceventil geschlossen, um die Wasserabnahme zu unterbinden. Zusätzlich wird ein Kreislauf in der Pumpe ermöglicht durch Öffnen der Verbindung 15, z.B. durch Herausdrehen des Sperrglieds. Im Vergleich zur Aufheizung ohne Umlauf werden folgende Werte gesteigert:
- der Durchfluss (von 0 auf etwa maximalen Durchfluss der Pumpe),
- die Leistungsaufnahme der Pumpe
- und entsprechend die Leistungsabgabe ans Wasser
Durch die auftretenden Turbulenzen ist zudem die Durchmischung in der Pumpe besser, so dass sich homogenere Temperaturen einstellen. Das in der Pumpe umlaufende Wasser wird vorzugsweise auf 70°C erwärmt.
Anschließend wird die erreichte Wassertemperatur von > 70°C für z.B. drei Minuten gehalten, indem die Wärmezufuhr über die Pumpendrehzahl geregelt wird und dadurch die Pumpe desinfiziert wird, wie dies Fig. 2 zeigt. Für die Einhaltung normativer Vorgaben wird dieser Prozess überwacht, insbesondere über Temperatursensoren. Das Einhalten dieser Vorgaben wird vorzugsweise direkt anhand eines Nachweises belegt. Dieser Beleg kann ein Diagramm des Temperaturverlaufs über die Zeit beinhalten.
Das erhitzte Wasser wird über die Ablassschraube direkt abgelassen und die Pumpe wird mit kaltem Frischwasser durchspült. Auch hierbei wird vorzugsweise die interne Zirkulation angewendet, und zwar mit niedrigen Drehzahlen zur Erhöhung des Wärmeübergangs Stahl zu Wasser. Dies wird als
Einzelmaßnahme bei Bedarf oder als Vorsorgemaßnahme in bestimmten
Abständen durchgeführt.
Bei Pumpensystemen insbesondere bei Druckerhöhungsanlagen wird druckseitig das komplette System und nicht die Einzelpumpen abgeschiebert. Zusätzlich wird eine Verbindung zwischen Saug- und Druckseite hergestellt, so dass ein Wasseraustausch von der Druck- zur Saugseite stattfindet. Damit wird auch das Wasser in den Balken ausreichend für die desinfizierende Wirkung erhitzt.
Die kurzschließende Verbindung ist vorzugsweise mit Sensorik wie Temperatur und Durchflussmessem ausgestattet. Das Erfassen der Fluidtemperatur erfolgt durch direkte Messung über einen Sensor im Fluid, oder indirekte Messung über einen Sensor am Pumpenmantel bzw. Entlüftungsschraube oder über eine beobachtete Größe wie der Leistungsaufnahme und einem Rechenmodell für die Fluidtemperatur.
Gegebenenfalls ist eine externe Wärmequelle angeordnet wie z. B. ein
Tauchsieder, der den Aufheizvorgang beschleunigt. Für den Anschluss dieser Verbindung empfehlen sich Ablassstutzen an den Balken bzw.
Blindflanschen/Schraubkappen der Balken. Diese Ablassvorrichtungen bieten auch den hygienischen Vorteil, im Normalbetrieb Stagnationswasser ablassen zu können. Aufheizen, Halten der Temperatur, Monitoring, Erfolgskontrolle,
Nachweis und Ablassen des Wassers verlaufen analog zur Einzelpumpe.
Für eine Temperaturregelung auf einen vorgegebenen Sollwert kann ein gezielter Betrieb der Kreiselpumpe(n) zum Anpassen der erfassten Fluidtemperatur erfolgen durch Zweipunktregelung durch An- und Abschalten der Kreiselpumpe oder durch Drehzahlregelung der Kreiselpumpe durch einen Frequenzumrichter.
Eine anschließende Kühlung des Reaktionsraumes erfolgt durch Ablassen des erhitzten Fluids und Nachströmen von kühlerem Fluid, z. B. durch komplettes Öffnen der Schraube. Hierbei erfolgt ein ebenfalls Pumpen-interner bzw.
Anlagen-interner Kreislauf durch Pumpen-internen bzw. Anlagen-internen
Verbindung in der Art, dass eine Wärmeabgabe an das Fluid gering gehalten wird, z. B. durch einen intermittierenden Betrieb durch An- und Abschalten der Kreiselpumpe oder durch Drehzahlregelung der Kreiselpumpe auf niedrige
Drehzahlen. Dies hat den Vorteil einer homogenen Temperaturverteilung, einer gleichmäßigen Kühlung des gesamten Reaktionsraumes und einer vereinfachten Erfassung der Fluidtemperatur.
Eine Speicherung der erfassten Messwerte ist vorzugsweise vorgesehen zum Nachweis der durchgeführten thermischen Desinfektion, z. B. als Protokoll mit Diagrammverlauf der Temperatur oder als Aufkleber mit der Funktion, die thermische Desinfektion zu belegen über Verfärbung bei ausreichend langer Erhitzung.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur thermischen Desinfektion in einer/m Trink- Brauch-, Abwasser oder sonstigen flüssige Medien fördernden Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit mindestens einer Kreiselpumpe, die/das einen zur Saugseite (11 ) der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems mündenden Sauganschluss (13) und einen zur Druckseite (9) mündenden Druckanschluss aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselpumpe oder das Pumpensystem bei geschlossenem Sauganschluss und/oder geschlossenem Druckanschluss das Medium über eine die Druckseite (9) mit der Saugseite (11 ) hydraulisch zeitweise kurzschließende, innerhalb der Kreiselpumpe oder des
Pumpensystems befindliche Verbindung (15) derart im Kreislauf fördert, dass das Medium und dadurch die medienberührenden Teile der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems auf eine desinfizierende Temperatur erwärmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein speziell für das Verfahren eingebrachtes Medium insbesondere ein demineralisiertes Wasser oder eine Desinfektions- oder Reinigungslösung ist oder das im Normalbetrieb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems geförderte Medium oder eine Mischung von beiden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Mediums zeitweise oder dauerhaft erfasst wird, wobei die Erfassung über einen Sensor, eine Berechnung oder eine
Schätzung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Betrieb der Kreiselpumpe oder des
Pumpensystems geregelt oder gesteuert wird auf das Übereinstimmen der erfassten Temperatur mit einer vorgegebenen Zieltemperatur.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass während des Förderns im Kreislauf die Pumpe mit einer gegenüber der aktuellen Drehzahl höheren Drehzahl insbesondere mit der maximalen Drehzahl oder einer bis zu 20 Prozent höheren Drehzahl als die Maximaldrehzahl läuft.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Betrieb der Kreiselpumpe oder des
Pumpensystems geregelt wird auf ein zumindest zeitweise zeitlich definiertes Profil aus Zieltemperaturen oder erfassten Temperaturen.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Nachweis über das Einhalten der desinfizierenden Wirkung erbracht wird, indem das Vorherrschen der desinfizierenden Temperatur über den notwendigen Zeitraum erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Erfassung der Temperatureinwirkung über ein Material geschieht, das seinen Zustand infolge der Temperatureinwirkung über den notwendigen Zeitraum ändert.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Öffnen der kurzschließenden Verbindung sowie das Starten des Regelbetriebs entlang des Temperaturprofils
automatisiert erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Medium nach der Erwärmung auf eine desinfizierende Temperatur zur Desinfektion mindestens ein außerhalb des Kreislaufes befindlichen Elements in einen der Kreiselpumpe oder dem
Pumpensystem nachgelagerten Abschnitt weitergeleitet wird, der das Element beherbergt.
11. Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit mindestens einer Kreiselpumpe mit einem zu einer Saugseite (11 ) der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems mündenden Sauganschluss (13) und einem zu einer Druckseite (9)
mündenden Druckanschluss insbesondere nach dem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kreiselpumpe oder des Pumpensystems eine die Druckseite (9) mit der Saugseite (11) hydraulisch kurzschließende Verbindung (15), insbesondere eine Verbindungsöffnung oder ein Verbindungskanal zum Öffnen besteht, so dass durch Förderung des Mediums im Kreislauf das Medium auf eine desinfizierende Temperatur erwärmt wird.
12. Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit mindestens einer Kreiselpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung (15) zwischen der Druck- und der Saugseite (9, 11) ein von außen
betätigbares Absperrorgan (18) zum Öffnen und Verschließen der Verbindung vorhanden ist.
13. Kreiselpumpe oder Pumpensystem mit einer Kreiselpumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselpumpe oder das Pumpensystem eine Messstelle für einen Temperatursensor aufweist, die durch spezielle Formgestaltung und geeignete Materialauswahl eine hohe Wärmeübertragung vom Medium zu der Messstelle aufweist, um ein
zuverlässiges Messergebnis zu erreichen.
14. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h
gekennzeichnet, dass der Kreislauf sich innerhalb des
Pumpengehäuses befindet.
EP14747841.6A 2013-08-13 2014-08-04 Desinfektion in einer kreiselpumpe oder in einem mindestens eine kreiselpumpe enthaltenen pumpensystem Withdrawn EP3033575A1 (de)

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