Čerpadla - důležitá součást hygienicky bezpečné cirkulace pitné vody
Oběhová čerpadla pitné vody mají v systémech napájení pitnou vodou dva základní úkoly: Zaprvé zajišťování komfortního zásobování pitnou vodou, a to bez jakýchkoliv průtahů během jejího odběru. A zadruhé pak bránit její stagnaci a tím také zajišťovat hygienickou nezávadnost pitné vody. Nové vědecké poznatky v oblasti mikrobiologie pitné vody však stéle větší měrou mění zavedenou praxi v oblasti plánování a vlastní instalace. Vzájemné působení průtoku, odběru a teplot v rozvodech pitné vody například objasňuje, jak důležité je přesné sladění všech komponentů potřebných pro hygienickou cirkulaci pitné vody – včetně oběhových čerpadel pitné vody. Jimi lze totiž rozhodujícím způsobem podpořit udržování určité teploty v systému.
Stefanie Sabinarszová je manažerka projektů u WILO SE, Dortmund
Tři novinové titulky za posledních čtrnáct dnů dokládají, jak nutné jsou kontroly zásobníků pitné vody ve stávajících systémech, které vyžadují legislativní předpisy pro pitnou vodu (TrinkwV): „Legionella ve dvou tělocvičnách ve Friedbergu “ (Bavorsko, „Augsburger Allgemeine“). „Nebezpečná legionella ve školních sprchách v Dormagenu“ (Nordrhein-Westfalen, WDR). „Zákaz sprchování kvůli bakteriím v pitné vodě (Brandenburg, „Märkische Allgemeine“). K těmto zprávám můžeme přidat ještě celou řadu dalších podobných. Vážné riziko představuje každý nález bakterií legionelly, i když naštěstí na obávaný zápal plic, který je důsledkem možné infekční nákazy, ve skutečnosti onemocní jen minimální počet lidí. Neboť jakmile dojde k překročení technické akční hodnoty 100 jednotek tvořících kolonie ve 100 mililitrech vody, vyžaduje předpis TrinkwV analýzu příčiny s následným často velmi nákladným odstraněním příčiny.
Chybějící udržování teploty způsobené stagnací
Chybějící udržování teploty ve stagnující pitné vodě je vlastní příčinou růstu bakterií. Neboť většina mikrobů, včetně legionelly, se velmi razantně množí ve vodě o teplotě 25 °C až 45 °C. A to především tehdy, stojí-li voda v potrubí a bakterie díky tomu mají čas živit se živinami, které tvoří např. biofilm na vnitřním povrchu trubek. V tělocvičně v Friedbergu se např. kolonie legionelly vytvořily na odběrové armatuře, jelikož jedna z kapajících umyvadlových armatur byla odstavena z provozu a nedocházelo tak k jejímu proplachování. V jiném případě byla příčinou zastrčená sprcha, která byla jen málokdy používána. Rozhodující je tak pravidelná výměna vody řádným provozem rozvaděče pitné vody, jakož i udržování teploty studené pitné vody pod 25 °C a teplé pitné vody nad 50 °C.
K zabránění nebezpečného růstu legionelly se pak nabízí především cirkulace teplé pitné vody. Neboť legionella se zpravidla do lidského těla dostává při rozprašování a vdechování kontaminované vody – jako např. při sprchování. Často bez povšimnutí přitom zůstává fakt, že oběhová čerpadla pitné vody mohou výrazně přispívat při udržování potřebné teploty.
Sprcha, která okamžitě dodá příjemně teplou vodu, je v současnosti standardem. Ale právě sprchování může být lidem nebezpečné, pokud je voda kontaminována legionellou. (foto: Wilo)
Mokroběžné oběhové čerpadlo s EC-motorem „Wilo-Stratos PICO Z“ může pomocí regulace otáček udržovat teplotu zpátečky na předem nastavené požadované hodnotě. Má maximální výtlak 6 m a maximální průtok 3,5 m2/hod, a je koncipováno pro cirkulaci pitné vody v činžovních domech nebo průmyslových objektech střední velikosti.
Průtok sladěný s teplotou
Aby nebyly vytvořeny příznivé teplotní podmínky pro růst legionelly, musí mít voda (dle pracovních předpisů DVGW W 551) při výstupu z ohřívače pitné vody > 60 °C [1]. Teplota zpátečky na vstupu do ohřívače pitné vody pak nesmí být nižší, než o 5 K. Pro zajištění tohoto teplotního rozdílu je mimo jiné důležité správné nastavení oběhového čerpadla.
Jeden příklad: Specifická spotřeba tepla vodovodního potrubí volně instalovaného v nevytápěných prostorách, např. ve sklepě, činí 11 wattů pro metr (dle pracovních předpisů DVGW W 553). V případě správného zaizolování všech rozvodů dle vyhlášky o úspoře energií (EnEV) činí paušální tepelné ztráty rozvodného potrubí 4 K. Specifický objemový proud, který zajistí udržení požadovaného teplotního gradientu 60 °C / 55 °C, tak činí 2,3 litrů za hodinu. Je-li tepelná izolace potrubí pitné vody nižší, než předepisuje EnEV, je nutno zvýšit průtok, který vyrovná vyšší tepelnou ztrátu. Na druhé straně je specifická spotřeba tepla potrubí instalovaného v šachtách se 7 watty pro metr potrubí nižší. Potřebný objemový proud pro udržení teploty je tak také nižší a činí všeobecně 1,5 litrů za hodinu. Tyto hodnoty [2] je nutno zohlednit při výpočtu celkového dopravního proudu u dimenzování čerpadla, ale také při nastavování regulačních ventilů jednotlivých větví (viz tabulka 1).
Rychlost odumírání bakterií legionelly závisí na teplotě vody: čerpadla, která rozpoznávají termickou desinfekci prostřednictvím zabudovaného teplotního senzoru, podporují proplachování systému.
Teplotně závislá regulace otáček
Přímou souvislost mezi závislostí udržování teploty a objemového proudu v oblasti cirkulace pitné vody podtrhují pracovní předpisy DVGW W 551: „U hygienicky nezávadných poměrů mohou být cirkulační systémy za účelem úspory energie provozovány s nižší teplotou maximálně 8 hodin během 24 hodin, např. vypnutím oběhového čerpadla“ (§ 6.4). Ve vztahu k tomuto předpisu je třeba zmínit také požadavky vyhlášky EnEV 2016: „Oběhová čerpadla musí být při instalaci do teplovodných systémů vybavena samočinným zařízením k jejich zapínání a vypínání“ (§ 14, odst. 4).
Dvě „neznámé“ v těchto předpisech ztěžují nalezení optimálního rozhraní mezi udržením hygienických podmínek a úsporou energie: Zaprvé nelze ve své podstatě jednoznačně posoudit „hygienicky nezávadné poměry“ v oblasti cirkulace pitné vody. Zadruhé nelze vždy naprosto jasně určit správný moment vypnutí čerpadla, aniž by došlo ke snížení uživatelského komfortu. Na jedné straně proto, že v každém momentě může docházet ke změně chování uživatelů. Na druhé pak proto, že v budovách, jakými jsou činžovní domy, nemocnice, pečovatelská zařízení či hotely, existuje prakticky nepřetržitá poptávky po odběru teplé vody.
Smysluplné řešení nabízí oběhová čerpadla se zabudovaným teplotním senzorem. V modu ovládání na základě teploty dochází k regulaci otáček v závislosti na teplotě vody tak, aby teplota zpátečky byla neustále vyšší, než předem nastavená minimální teplota. Čerpadlo navíc stále udržuje nastavený minimální průtok, pro případ, že by teplotní regulace snížila průtok čerpadla pod nastavenou hodnotu. Čerpadlo tak exaktně automaticky a úsporně přizpůsobuje svůj výkon, aniž by ohrozilo udržování potřebné teploty.
Některá oběhová čerpadla s touto teplotně závislou regulací otáček, jako např. „Wilo-Stratos PICO-Z“, navíc podporují termickou desinfekci pitné vody: rozpozná-li čerpadlo pomocí zabudovaného teplotního čidla, že je nutno provést termickou desinfekci, naběhne s maximálním počtem provozních otáček a podpoří tak rychlý rozvod horké vody až k hydraulicky nevýhodně položenému odběrovému místu.
Logika čerpadla „Wilo-Stratos PICO-Z“ rozpozná nutnost termické desinfekce buď poklesem teploty vody pod 70 °C nebo zjištěním odchylky od vypočtené průměrné teploty. Díky tomu lze termickou desinfekci provádět také za účelem ničení bakterií legionelly v rozsahu pod teplotní mezí 70 °C. To je smysluplné především se zřetelem na ochranu proti opaření.
Vzorové zjištění průtoku v závislosti tepelných ztrát v rozvodním potrubí.
Shrnutí
Udržování teploty, průtoku a konečně také řádný odběr teplé vody jsou rozhodujícími parametry k eliminaci nebezpečného množení bakterií v pitné vodě. V cirkulačním teplovodním potrubí jsou rozhodujícími faktory průměr potrubí, správné nastavení oběhového čerpadla a stanovení optimálního objemového proudu. Pro energeticky úsporné udržování teploty v systému je velmi efektivní regulace otáček čerpadla v závislosti na teplotě – pokud výkon čerpadla pasuje k distribuční síti. Výrobce čerpadel Wilo např. k tomuto účelu vyvinul oběhová čerpadla s těmito funkcemi v různých velikostech - pro instalaci do činžovních domů, malých průmyslových objektů, jakými jsou hotely a pečovatelské domy, nebo do velmi rozvětvených rozvodů pitné vody, jaké se vyskytují např. u nemocnic.
Další informace naleznete na
www.wilo.de
www.wilo-brain.de
[1] Malé systémy rozvodu pitné vody, jaké se typicky vyskytují u rodinných domků a dvojdomků, lze dle pracovních předpisů DVGW W 551 provozovat také s výstupní teplotou na ohřívači teplé vody v hodnotě 55 °C a vstupní teplotou 50 °C. Předpokladem však je pravidelná výměna vody bez uživatelských přestávek delších než tři dny. Za malé systémy jsou považovány rozvody s ohřívačem teplé vody o objemu ≤ 400 l a připojeným potrubím o objemu ≤ 3 l až k poslednímu odběrovému místu.
[2] Standardní hodnoty specifické spotřeby tepla příslušných potrubních délek v různém prostředí lze vyčíst z pracovních předpisů DVGW W 553, tabulka 3.
Čerpadla a čerpací technika pro technická zařízení budov, průmysl a komunální oblast. Kompletní sortiment včetně integrované a externí regulace a dalšího příslušenství. Čerpadla oběhová na topení, chlazení a klimatizaci, cirkulační na TV.
