Ökonomische Temperaturhaltung durch Kaltwasser-Zirkulation

Über den KHS Coolflow Kaltwasserkühler (Bild 5) wird dem erwärmten Kaltwasser die Wärme entzogen und abgeführt. Die vormontierte Kompakteinheit mit integrierter Zirkulationspumpe beinhaltet bereits alle benötigten Komponenten der Trinkwasserseite, ist diffusionsdicht gedämmt und vorkonfiguriert. Die Kühlmittelversorgung erfolgt mittels Kaltwassersatz oder über ein bestehendes Kältenetz.

Ausschnitt aus der Berechnungssoftware Dendrit.
Quelle: Dendrit
Bild 7: Ausschnitt aus der Berechnungssoftware Dendrit.

Berechnungsergebnisse zeigen, dass auf Grund der geringen Temperaturdifferenzen zwischen der Umgebungsluft und dem kalten Trinkwasser der Wärmeeintrag gering ist und dadurch auch die zur Temperaturhaltung erforderlichen Zirkulationsvolumenströme (PWC-C) dementsprechend gering ausfallen. Aus diesem Grund weisen die für den hydraulischen Abgleich benötigten Regulierventile sehr niedrige kV-Werte auf. Zudem muss bei länger andauerndem Zirkulationsbetrieb ohne Wasserentnahme der Aufkonzentration der Wasserinhaltsstoffe durch einen gezielten Wasseraustausch entgegengewirkt werden. Kemper hat für diese Aufgabenstellungen ein spezielles Ventil (Bild 6) entwickelt, in dem die Funktionen Spülen, Regulieren und Absperren vereint sind.

Berechnung der Kaltwasserzirkulation

Für die Planung von Kaltwasserzirkulationssystemen wurde in enger Zusammenarbeit mit der Dendrit Haustechnik-Software GmbH die Software Dendrit STUDIO 2.0 (2019) um entsprechende Berechnungs- und Simulationsmodule erweitert. Auf dieser Basis kann im Verlauf der Planung für eine Trinkwasserinstallation der rechnerische Nachweis der Temperaturhaltung bis an die Entnahmestelle - jetzt auch im Bereich der Kaltwasserinstallation - geführt werden. Realistische Umgebungslufttemperaturen werden auf Basis gemessener Temperaturen vorgeschlagen (Bild 7) und können vom Planer den örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Durch die Berücksichtigung realistischer Umgebungslufttemperaturen bei der Berechnung des Wärmeeintrags wird die Planungssicherheit nochmals deutlich erhöht.

Spülvolumina der unterschiedlichen Simulationsvarianten.
Quelle: Dendrit
Tabelle 1: Spülvolumina der unterschiedlichen Simulationsvarianten.

Fazit

Als sichere Temperatur für das kalte Trinkwasser wird international, so auch in der Wasserinformation 90 des DVGW, nur eine Temperatur von < 20°C angesehen. Sofern zur Sicherstellung einwandfreier trinkwasserhygienischer Verhältnisse die Einhaltung dieser Grenze als unabdingbar angesehen wird, muss ein aktiver Prozess zur Temperaturhaltung des kalten Trinkwassers etabliert werden.

Eine ganzjährige Temperaturhaltung unter 20 °C, z.B. in einer Krankenhausinstallation, kann ökonomisch nur mit einer Zirkulation des kalten Trinkwassers über einen Kaltwasserkühler sichergestellt werden. Mit Einsatz der Kaltwasserzirkulation können nicht nur die Temperaturen des kalten Trinkwassers unabhängig von inneren und äußeren Wärmelasten dauerhaft begrenzt werden. Gegenüber dem effektivsten temperaturgeführten Spülverfahren können zusätzlich auch noch die Betriebskosten um etwa 70 % reduziert werden.

Aus wirtschaftlicher und hygienischer Sicht bietet die Zirkulation des kalten Trinkwassers über einen Kaltwasserkühler signifikante Vorteile. Mit einer dauerhaften Temperaturhaltung bis in die Anschlüsse der Entnahmearmaturen hinein, problemlos unter 20 °C, können mit diesem aktiven Prozess die höchsten Anforderungen an die Trinkwasserhygiene erfüllt werden. In Verbindung mit der Warmwasserzirkulation über die Stockwerks- und Einzelzuleitungen in einem KHS System ist eine vollständige Temperaturkontrolle möglich. Stagnationswasser kann durch eine Zirkulation, die alle Teilstrecken der Kalt- und der Warmwasserinstallation umfasst, vollständig vermieden werden.

Nur mit dieser Betriebsweise kann ein Höchstmaß an Sicherheit für den Betrieb einer Trinkwasserinstallation dauerhaft realisiert werden!

In Bezug auf Funktionalität und Wirtschaftlichkeit liefern bereits jetzt eine Reihe von Pilotprojekten in Deutschland, mit einer dauerhaften Temperaturhaltung für das kalte Trinkwasser unter 20 °C, außerordentlich positive Ergebnisse.

Dienstag, 03.12.2019