Pompen - belangrijke elementen in de hygiënische circulatie van warm tapwater

Drie krantenkoppen op twee weken tijd tonen aan hoe belangrijk het is om drinkwatertanks in bestaande installaties te inspecteren, in overeenstemming met de Duitse drinkwaterverordening (TrinkwV): “Twee sportzalen in Friedberg besmet met legionella” (Beieren, Augsburger Allgemeine). “Legionella-alarm in douches van basisschool Dormagen” (Noordrijn-Westfalen, WDR). “Geen douches meer door bacterie in drinkwater” (Brandenburg, Märkische Allgemeine). Deze lijst kan eindeloos worden aangevuld. Telkens als legionella wordt gedetecteerd, heeft dat ernstige gevolgen, hoewel er in de meeste gevallen gelukkig niemand een longontsteking oploopt door de besmetting. Wanneer er meer dan 100 kolonievormende eenheden per 100 millimeter worden vastgesteld, is een oorzakenanalyse verplicht volgens de Duitse drinkwaterverordening (TrinkwV), gevolgd door vaak dure maatregelen om de oorzaken weg te nemen.

Gebrekkig temperatuurbehoud door stagnatie

Een gebrekkig temperatuurbehoud in stilstaand drinkwater is de ware oorzaak van microbiële verontreiniging. De meeste microben, waaronder legionella, vermenigvuldigen zich immers snel in een watertemperatuur tussen 25ºC en 45ºC. Die situatie doet zich vaak voor in leidingen met stilstaand water. De microben krijgen er ruim de tijd om zich tegoed te doen aan de beschikbare voedingsstoffen, bijvoorbeeld in de biofilm die ontstaat aan de binnenkant van leidingen. In de sportzalen in Friedberg ontstonden de legionellakolonies naar het schijnt in de afloop van een lekkende wasbak die buiten gebruik was gesteld en dus niet meer werd gespoeld. In het andere geval bleek de oorzaak een afgezonderde en zelden gebruikte douche te zijn. Regelmatige verversing van het water door een doordacht gebruik van het drinkwaterdistributienet en maatregelen om de temperatuur van drinkwater onder de 25ºC en die van warm tapwater boven de 50ºC te houden, zijn eveneens cruciaal.

Om de groei van de gevaarlijke legionellabacterie te vermijden, moet vooral de nodige aandacht uitgaan naar de circulatie van warm tapwater. Legionella dringt het menselijke lichaam doorgaans binnen wanneer besmet opspattend water wordt ingeademd, bijvoorbeeld tijdens het douchen. Dat circulatiepompen voor warm tapwater een grote rol spelen in het temperatuurbehoud, is echter niet algemeen geweten.

Stroomsnelheid en temperatuur

Om temperaturen die de groei van legionella bevorderen te vermijden, moet het drinkwater volgens het DVGW-werkblad W 551 de verwarmingsketel verlaten aan > 60ºC [1]. De retourtemperatuur van het drinkwater aan de ingang van de verwarmingsketel mag maximaal 5 K gezakt zijn. Om die temperatuur te garanderen, zijn onder andere een beperkte temperatuurschommeling en een correcte instelling van de circulatiepomp van groot belang.<s></s>

Bijvoorbeeld: een warmwaterleiding die in een onverwarmde ruimte, zoals een kelder, is geïnstalleerd heeft een specifieke warmtebehoefte van 11 watt per meter (volgens het DVGW-werkblad W 553). Wanneer alle leidingen correct geïsoleerd zijn volgens de Duitse energiebesparingsverordening (EnEV), bedraagt het temperatuurverlies in de verdeelleidingen naar schatting 4 K. De specifieke volumestroom, om het vereiste temperatuurbereik van 60ºC/55ºC te garanderen, bedraagt 2,3 liter per uur. Als de thermische isolatie van de drinkwaterleidingen ontoereikend is volgens de EnEV, moet het debiet groter zijn om het grotere warmteverlies te compenseren. Als de leidingen daarentegen door kokers lopen, daalt de specifieke warmtebehoefte met 7 W per meter. Het debiet dat nodig is om de temperatuur te behouden, is bij gevolg lager, namelijk ongeveer 1,5 liter per uur. Deze waarden [2] zijn van belang voor de berekening van het totale debiet bij het ontwerp van de pomp, maar ook voor de afstelling van de regelkleppen (zie tabel 1).

Temperatuurgestuurde snelheidscontrole

Het DVGW-werkblad W 551 benadrukt de directe relatie tussen temperatuurbehoud en debiet in de circulatie van warm tapwater: “In hygiënisch volmaakte omstandigheden kunnen circulatiesystemen gedurende maximaal 8 uur per 24 uur aan lagere temperaturen werken om energie te besparen, bijvoorbeeld door de circulatiepomp uit te schakelen” (artikel 6.4). Deze bepaling moet worden geïnterpreteerd in het licht van de EnEV 2016: “In warmwatersystemen moeten circulatiepompen uitgerust zijn met automatisch werkende in- en uitschakelvoorzieningen” (artikel 14, lid 4).

In beide bepalingen zijn er twee 'onbekenden' waardoor het moeilijk is om het optimale evenwicht te vinden tussen hygiëne en energiebesparing: Ten eerste wordt niet duidelijk gedefinieerd wat 'hygiënisch volmaakte omstandigheden' in circulatiesystemen voor warm water zijn. Ten tweede is het niet altijd eenvoudig om te bepalen wat het juiste ogenblik is om de pomp uit te schakelen zonder in te boeten aan comfort. Enerzijds verschilt het gedrag van gebruiker tot gebruiker. Anderzijds moet er in bepaalde gebouwen, zoals meergezinswoningen, ziekenhuizen, verzorgingstehuizen en hotels praktisch altijd warm water voorhanden zijn.

Circulatiepompen met een ingebouwde temperatuursensor bieden hier een praktische oplossing. In de temperatuurgestuurde modus wordt de snelheid aangepast naargelang de watertemperatuur, zodat de retourtemperatuur altijd boven de ingestelde minimumtemperatuur blijft. De pomp behoudt ook het ingestelde minimumdebiet, zelfs als de temperatuursturing het debiet onder het minimum zou doen zakken. De pomp past het pompvermogen dus nauwgezet aan om energie te besparen, automatisch en zonder het temperatuurbehoud in het gedrang te brengen.

Sommige circulatiepompen met temperatuurgestuurde snelheidscontrole, zoals de Wilo-Stratos PICO-Z, bevorderen bovendien de thermische desinfectie van het drinkwatersysteem: als de pomp via de ingebouwde temperatuursensor een thermische desinfectie detecteert, schakelt zij over op de maximale snelheid om snel warm water naar het hydraulisch minst gunstig gelegen tappunt te brengen.

De pompbesturing van de Wilo-Stratos PICO-Z herkent een thermische desinfectie zodra de watertemperatuur boven de 70ºC stijgt of afwijkt van een gemiddelde temperatuur. Op die manier kunnen ook thermische desinfecties worden uitgevoerd om legionella te bestrijden onder de 70ºC. Dit is vooral interessant wanneer bescherming tegen verbranding vereist is.

Besluit

Het temperatuurbehoud, de circulatie en het mogelijk tappen van warm water zijn doorslaggevende parameters om een gevaarlijke vermeerdering van bacteriën in drinkwater te voorkomen. Voor de circulatie van warm water zijn de opstelling van de leidingen, de correcte afstelling van de circulatiepomp en een optimaal debiet belangrijke factoren. Voor energiebesparend temperatuurbehoud in het systeem is een temperatuurgestuurde snelheidscontrole in de pomp erg doeltreffend, tenminste als de pompcapaciteit geschikt is voor het distributienetwerk. De pompfabrikant Wilo heeft daarom circulatiepompen met deze functies ontwikkeld in verschillende formaten, voor meergezinswoningen, kleine commerciële gebouwen zoals hotels en verzorgingstehuizen of uitgebreide drinkwaternetwerken zoals in ziekenhuizen.

__________

[1] Voor kleine drinkwatersystemen, bijvoorbeeld in woningen, is een vertrektemperatuur van 55ºC en een retourtemperatuur van 50ºC aan de verwarmingsketel geschikt, volgens het DVGW-werkblad W 551. De voorwaarde is dat het water regelmatig wordt ververst, zonder onderbrekingen van meer dan drie dagen. Distributiesystemen met een verwarmingsketel van ≤ 400 l worden beschouwd als kleine drinkwatersystemen als ze leidingen met een inhoud ≤ 3 l hebben tot aan het laatste tappunt.

[2] Zie DVGW-werkblad W 553, tabel 3 voor de algemene waarden van de specifieke warmtebehoefte van leidinglengtes in verschillende omgevingen.