Obniżanie temperatury ciepłej wody użytkowej: 49 C czy 60 C? Wraz z nowymi technologiami pojawiają się innowacyjne rozwiązania, znajdujące zastosowania w energooszczędnych budynkach. Aktywne źródła energii są zastępowane pasywnymi, a te oparte na paliwach stałych i ciekłych, energią odnawialną. Pojawiają się ulepszone materiały izolacyjne i skomplikowane konstrukcje służące do odzyskiwania energii, dotychczas traconej. Nowości nie omijają obszaru związanego z podgrzewaniem c.w.u. Ilość energii potrzebna do ogrzania c.w.u. w budynku mieszkalnym szacowana jest na poziomie 20-30% całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku. Instalacje przygotowania i dystrybucji c.w.u projektowane są z założeniem oszczędnego zapotrzebowania na energię cieplną, uzyskaniem maksymalnej sprawności układu przygotowania c.w.u. i ograniczaniem strat ciepła. Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja musi spełniać wymogi prawne, zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury [1] oraz Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji [2]. Ustawodawca, mając na uwadze bezpieczeństwo użytkownika instalacji, wskazał wymagane temperatury c.w.u.. Temperatura 60 C na wyjściu z zasobników/wymienników oraz 55 C na powrocie cyrkulacji c.w.u. do zasobnika. Instalacja powinna zapewniać możliwość dostarczania wody o właściwej temperaturze i utrzymywania jej w sposób ciągły. Dodatkowo ustawodawca wskazał, że instalacje powinny posiadać możliwość przeprowadzania okresowej dezynfekcji termicznej (wszystkie elementy instalacji) przy zastosowaniu wody o temperaturze nie niższej niż 70 C. Taki poziom temperatur wymaga dostarczenia do układu przygotowania c.w.u. relatywnie dużej ilości energii, która możliwie z najmniejszymi stratami powinna zostać przekazana do wody użytkowej. Komfortowa dla użytkowników temperatura wody na odbiorze określana jest na poziomie 40-45 C. Uzyskuje się ją poprzez zmieszanie odpowiednich ilości wody ciepłej i zimnej na zaworach czerpalnych. Sugerowane temperatury komfortu cieplnego c.w.u. na poziomie 40-45 C powodują, że niektórzy administratorzy i właściciele budynków szukając oszczędności zapewniają temperaturę wody w instalacjach na tym właśnie, zaniżonym poziomie. Czasami również pompy cyrkulacyjne c.w.u. nie są włączone na stałe ale uruchamiane są w okresach planowanego zwiększonego poboru. W ten sposób oszczędza się znaczne ilości energii potrzebnej do ogrzania c.w.u. W starszych instalacjach, które modernizowano nie w sposób całościowy a jedynie częściowy, straty
ciepła na wytwarzaniu, magazynowaniu i przesyle c.w.u. bywają bardzo duże z uwagi na zastosowane rozwiązania konstrukcyjne i brak właściwej izolacji termicznej rur. W tych instalacjach każde, nawet nieznaczne obniżenie temperatury wody przynosi rzeczywiste efekty ekonomiczne. W instalacjach c.w.u. w których stosowana jest woda twarda nie uzdatniona lub zmiękczona, przy uzyskiwaniu wyższych temperatur wody szybko pojawiają się osady kamienia kotłowego. Wpływa on na sprawności wymiany ciepła w wymiennikach powodując spadek efektywności podgrzewania oraz ma wpływ na efektywne przekroje rur rozprowadzających c.w.u. KLUCZOWE PARAMETRY PROJEKTOWE INSTALACJI C.W.U. możliwie niskie zużycie energii ograniczenie strat ciepła na przesyle i w trakcie magazynowania ograniczenie ryzyka poparzenia użytkownika zbyt ciepłą wodą eliminacja ryzyka zakażenia bakteriami Legionella i innymi zapewnienie odpowiedniej ilości wody w godzinach dużego poboru zabezpieczenie instalacji przed osadami mineralnymi i biologicznymi wysoka sprawność wymiany ciepła Kiedy projektant, wykonawca i właściciel uznają za najważniejszy kluczowy element jaki powinna spełniać instalacja c.w.u. - bezpieczeństwo zdrowotne użytkowników, takie instalacje pozbawione są bakterii i innych organizmów patogennych. Przy oszczędzaniu i obniżeniu parametrów temperaturowych wody, w 100% przypadków wcześniej czy później, pojawia się skażenie wody i skażenie instalacji. Stworzenie przez człowieka sprzyjających warunków środowiskowych do rozwoju bakterii powoduje, że szybkość jej namnażania może być bardzo duża. Przy działającym układzie cyrkulacji c.w.u. do skażenia całej instalacji może dojść w ciągu kilku godzin lub dni. A poziom skażenia może przekroczyć wielokrotnie dopuszczalne normy. O ile skażenie samej wody przez mikroorganizmy patogenne jest stosunkowo łatwe w eliminacji za pomocą dezynfekcji fizycznej lub chemicznej, o tyle dezynfekcja instalacji jako takiej jest bardziej skomplikowana i kosztowna. Szacuje się, że 95% bakterii zamieszkuje we wnętrzu innych organizmów, chroniących je przed możliwością szkodliwego oddziaływania środowiska. Nosiciele natomiast, tworzą wielowarstwowe struktury zlepione zewnątrzkomórkowymi polisacharydami kolonizujące ściany instalacji. Skuteczna i trwała dezynfekcja instalacji wymaga w takim przypadku usunięcia z instalacji osadów biofilmu i często również osadów mineralnych. Zastosowanie środków chemicznych o bardzo wysokim stężeniu jest problematyczne ze względu na ich negatywny wpływ na jakość wody, materiał instalacji i konieczność wyłączenia instalacji z użytkowania. Natomiast długotrwała dezynfekcja termiczna (przegrzew) z zastosowaniem temperatur na poziomie 70-80 C tylko czasowo ogranicza poziom skażenia. Skutecznym rozwiązaniem w wielu przypadkach jest stosownie rozchodzącego się po całej instalacji,
zmiennego sygnału pola elektromagnetycznego, który usuwa z instalacji osady biologiczne i mineralne oraz unieszkodliwia patogeny. Proces ten przebiega w miarę szybko od kilku godzin do kilkunastu dni w zależności od grubości biofilmu i poziomu skażenia. Zaleta tego sposobu dezynfekcji jest brak wprowadzania do wody dodatkowych środków chemicznych oraz że ten sposób dezynfekcji może być realizowany w trakcie normalnego użytkowania instalacji. Trwałe zabezpieczenie wymaga pozostawienia urządzeń emitujących sygnał fali elektromagnetycznej na instalacji. LEGIONELLA Najczęściej występującym problemem związanym z instalacjami przygotowania i dystrybucji c.w.u. są bakterie Legionella. Legionella to wszechobecne organizmy wodne, które intensywnie rozwijają się w wodzie ciepłej. W wielu krajach zachorowania na chorobę legionistów i gorączkę Pontiac wywoływana przez te bakterie, są coraz liczniej odnotowywane. Według raportu European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) z kwietnia 2015 roku, w Polsce w 2013 roku odnotowano tylko 11 przypadków zachorowań związanych z bakterią Legionella, we Francji 1262 przypadki a w Niemczech 805 przypadków [3]. Nie należy jednak wyciągać pochopnych wniosków. Polskie instalacje niestety nie są lepiej zaprojektowane i lepiej nadzorowane niż instalacje w innych krajach europejskich. Ta mała liczba odnotowanych zachorowań nie jest związana z rzeczywistą liczbą zachorowań, ale prawdopodobnie z brakiem właściwego rozpoznania tej choroby. Kolejnym elementem niekorzystnym z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowników jest fakt, że Polsce w przeciwieństwie do innych krajów w Europie i na Świecie, nie są powszechnie przeprowadzanie audyty w zakresie oceny ryzyka występowania zagrożeń i kontroli procedur zarządzania ryzykiem skażenia bakteriami Legionella. W większości przypadków niezależne wyspecjalizowane jednostki przeprowadzają audyt w momencie, gdy odpowiednie służby sanitarne wykażą, że użytkowanie instalacji c.w.u. jest niebezpieczne. W tym momencie administratorzy, czy też właściciele budynków kontaktują się ze specjalistami, którzy proponują oraz wprowadzą skuteczne rozwiązania i procedury pozwalające na trwałe wyeliminowanie problemu skażenia. Audyty przeprowadzane przez wyspecjalizowane firmy, wykazują w większości przypadków poza błędami projektowymi, wykonawczymi i proceduralnymi, niewłaściwe temperatury wody w instalacjach oraz ich zaniżane. Poniżej przedstawione są zakresy temperatur c.w.u. w których występuje lub nie występuje prawdopodobieństwo namnażania się bakterii Legionella. 70 do 80 C: zakres, w którym bakterie są natychmiast eliminowane 66 C: Legionella umiera w ciągu 2 minut 60 C: Legionella umiera w ciągu 32 minut 55 C: Legionella umiera w ciągu 5 do 6 godzin 50 C i więcej: bakterie Legionella mogą przetrwać, ale nie rozmnażają się
35 do 46 C: Legionella namnaża się bardzo intensywnie 20 do 35 C: Legionella namnaża się poniżej 20 C: Legionella może przetrwać, ale jest w stanie uśpienia PRAKTYKA Najczęstszą przyczyną występowania skażeń bakteryjnych są zbyt duże zasobniki służące do magazynowania c.w.u.. Nie tylko zbyt niska temperatura i uwarstwienie temperaturowe wody w tych zasobnikach jest przyczyną namnażania się bakterii, ale również niewłaściwe podłączenie powrotu cyrkulacyjnego c.w.u. [4]. Dość często króciec powrotny ciepłej wody zamiast na zasilaniu zasobnika (woda zimna) umieszczony jest powyżej 2/3 wysokości zbiornika. Takie rozwiązanie służy do zminimalizowania ilości energii dostarczanej do ogrzewanie wody, ale powoduje, że w dolnych częściach zasobnika temperatura nie przekracza zazwyczaj 40 C, nawet w trakcie realizowania dezynfekcji termicznej. Jeżeli w instalacji przygotowania c.w.u. temperatury wody w dłuższym okresie czasu są poniżej 55 C, należy dodatkowo zabezpieczyć instalacje przed możliwością powstawania skażenia bakteryjnego. Konieczne jest zastosowanie stałej technologii służącej do dezynfekcji wody i instalacji. Może to być dezynfekcja chemiczna (biocydy) lub fizyczna (urządzenia emitujące sygnał fali elektromagnetycznej). Nawet chwilowe podgrzanie wody do temperatury 60 C na ostatnim stopniu podgrzewania nie wystarczy do jej skutecznej dezynfekcji gdyż proces dezynfekcji przy tej temperaturze wody powinien wynosić powyżej 30 minut. Kolejnym problemem wielu instalacji są rzadko używane odcinki instalacji i tak zwane ślepe gałązki to potencjalne miejsca namnażania bakterii, grzybów, glonów i innych mikroorganizmów patogennych. Temperatura wody w tych miejscach nigdy nie osiąga poziomu wymaganego. Te odcinki instalacji są połączone z innymi i to z nich migrują bakterie do instalacji. O ile przy rzadko użytkowanych odbiorach problem może być rozwiązany przez służby techniczne lub sprzątające, które cyklicznie (1 raz w tygodniu) powinny dokonać przepłukania instalacji o tyle ślepe gałązki to zagrożenie, które powinno być bezwzględnie wyeliminowane poprzez ich usuniecie. Częstym argumentem wysuwanym przez administratorów i właścicieli obiektów, w których zaniżono temperaturę wody, jest ten związany z ograniczeniem ryzyka poparzenia ciepłą wodą. Od kiedy stosuje się baterie kranowe i prysznicowe z zaworami umożliwiającymi mieszanie ciepłej i zimnej wody jest to argument mało przekonywujący. Podgrzewanie wody do wyższych temperatur powoduje, że rosną straty energii na przesyle i w trakcie magazynowania wody w zasobnikach, ale można podgrzewać mniejsze ilości wody w mniejszych dobrze zaizolowanych zasobnikach oraz stosować mniejsze przekroje dobrze zaizolowanych rur do rozprowadzania c.w.u. Ze względu na fakt, że większość instalacji po krótkim okresie eksploatacji jest w mniejszym lub większym stopniu zakamieniona i zasiedlona przez bakterie żyjące w osadach biologicznych, dezynfekcja termiczna praktycznie bywa mało skuteczna. Często również ten sposób dezynfekcji nie jest możliwy do wykonania, ze względu na czas, w jakim
zostanie ograniczone korzystanie z instalacji c.w.u. (ryzyko poparzenia), materiał, z którego wykonano instalację i wysokie koszty. Do skutecznej dezynfekcji instalacji wodą o temperaturze powyżej 70 C, każdy punkt instalacji powinien być przepłukiwany przez okres minimum 30 minut. DEZYNFEKCJA I PROFILAKTYKA Naprzeciw potrzebom projektantów, administratorów, właścicieli i użytkowników instalacji przygotowania i dystrybucji c.w.u. w zakresie dezynfekcji, wychodzi producent urządzeń HydroFLOW z opatentowaną technologią Hydropath. Te łatwe w montażu i wszechstronne urządzenia, za pomocą sygnału fali elektromagnetycznej nie tylko dezynfekują wodę, ale również zabezpieczają instalacje przed powstawaniem osadów i usuwają osady mineralne oraz biologiczne. Brak osadów na powierzchniach wymiany ciepła poprawia sprawność energetyczną układu przygotowania ciepłej wody użytkowej. Przemysłowe urządzenia HydroFLOW Industrial pozwalają na utrzymywanie skażenia biologicznego wody na bezpiecznym poziomie nawet w przypadku instalacji, w których woda podgrzewana jest do temperatur z zakresu 20-50 C. PODSUMOWANIE Utrzymując temperaturę c.w.u. poniżej wymaganego przepisami poziomu, należy zabezpieczyć wodę i instalację przed skażeniem biologicznym, przy użyciu innych technologii dezynfekcyjnych. Więcej informacji na temat urządzeń HydroFLOW znajdą Państwo na stronie www.hydropath.pl Literatura. 1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki ich usytuowanie (Dz.U. nr 75, poz.690 ze zm.). 2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 16 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych. 3. ECDC SURVEILLANCE REPORT Legionnaires disease in Europe 2013 4. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa, listopad 2011. Ograniczanie zagrożenia bakteriami Legionella w instalacjach wodociągowych i klimatyzacyjnych w istniejących budynkach.
KONTAKT Hydropath E-mail: biuro@hydropath.pl WWW: www.hydropath.pl Tel: + 48 500 068 835 Fax: + 48 324 450 684 Adres: Wierzbowa 111 43-100 Tychy