Um dem Klimawandel zu begegnen, muss der Energieeinsatz fossiler Energieträger in Gebäuden verringert werden. Mit dem Trinkwasser--Management-System „AquaVip Solutions“ hat Viega eine Lösung entwickelt, durch die auch in Großobjekten verstärkt Wärmeerzeuger auf Basis regenerativer Energien eingesetzt werden können, beispielsweise Wärmepumpen. Dafür sind aber die Systemtemperaturen von Trinkwasser warm auf etwa 48/45 °C abzusenken. Durch „AquaVip Solutions“ ist das ohne Risiken für die Trinkwasserhygiene möglich.
Über das zum Jahreswechsel verabschiedete Klimapaket sind konkrete Schritte eingeleitet worden, um den Energieverbrauch in Gebäuden drastisch zu verringern. Der Hintergrund: Mit einem Anteil von etwa 23 Prozent am Gesamtenergieeinsatz kann eine signifikante Reduzierung des CO2-Ausstoßes nur gelingen, wenn im Gebäudebestand weniger Wärmeenergie verbraucht wird. Bei Niedrigenergie- oder Passivhäusern rücken daher immer stärker die energetischen Aufwendungen für die Bereitstellung von Trinkwasser warm in den Fokus: Je nach Effizienz-Niveau machen sie heute schon bis zu 30 Prozent des gesamten Primärenergiebedarfs aus.
Mit dem Trinkwasser-Management-System „AquaVip Solutions“ hat Viega einen umfassenden Ansatz entwickelt, diesen Energiebedarf ohne Risiken für die Trinkwasserhygiene künftig deutlich zu reduzieren. Dafür werden sowohl die vier Einflussfaktoren auf den Erhalt der Trinkwassergüte – Temperaturhaltung, Durchströmung, Wasseraustausch und Nährstoffangebot – als auch die zwischen ihnen bestehenden Wechselbeziehungen in der Trinkwasser-Installation ganzheitlich betrachtet. Im Ergebnis ist es dadurch möglich, die Systemtemperaturen von 60/55 °C auf etwa 48/45 °C abzusenken. Wärmeerzeuger auf Basis regenerativer Energiequellen, wie Wärmepumpen, können dann selbst in größeren Objekten in ihrem optimalen Betriebsbereich arbeiten. Elektrisches Nacherhitzen, um Trinkwasser warm im hygiene-unkritischen Temperaturbereich zu halten, ist nicht mehr notwendig.
„Viptool Engineering“ als Grundlage
„AquaVip Solutions“ setzt dafür schon in der Planungsphase einer Trinkwasser-Installation an, denn hier werden bekanntlich die entscheidenden Grundlagen für einen hygienisch einwandfreien Betrieb gelegt. Mit der Software „Viptool Engineering“ hat Viega das passende Tool schon heute im Programm: Mit dieser Planungssoftware können große Trinkwasser-Installationen – als typischem Einsatzbereich von „AquaVip Solutions“ – bedarfsgerecht und klar strukturiert ausgelegt werden. Dazu gehören eine möglichst „schlanke“ Rohrdimensionierung sowie die eindeutige Trennung von kalt und warm gehenden Rohrleitungen, um den bestimmungsgemäßen Betrieb zu unterstützen und die risikobehaftete Erwärmung von Trinkwasser kalt zu verhindern.
Über ein aktuelles Update werden sukzessive die Produktneuheiten des Trinkwasser-Management-Systems in „Viptool Engineering“ eingepflegt.
Innovative Produkte für Betriebssicherheit
Installationsseitig setzt Viega bei „AquaVip Solutions“ an allen vier zentralen Einflussgrößen für den Erhalt der Trinkwassergüte bei reduziertem Energieeinsatz an: der Reduktion von Nährstoffen im Trinkwasser, einer auf das Bedarfsminimum reduzierten Bereitstellung von Trinkwasser warm, dem bestimmungsgemäßen Betrieb der Trinkwasser-Installation sowie einer Absicherung der Betriebstemperaturen < 20 °C von Trinkwasser kalt. Dafür ist die Entwicklung zahlreicher Installationskomponenten und Produktinnovationen notwendig, die jetzt sukzessive in den Markt eingeführt werden.
Über den neu konstruierten „AquaVip-Durchfluss-Trinkwassererwärmer (DTE)“ wird bei „AquaVip Solutions“ die Menge des bevorrateten erwärmten Trinkwassers warm minimiert. Die Energie wird dabei nicht wie bei herkömmlichen Trinkwasserspeichern im Trinkwasser, sondern im Heizwasser gespeichert. Das verringert die Menge des Wassers im System für Trinkwasser warm und Zirkulation um bis zu Faktor 100. In Kombination mit dem „AquaVip-Ultrafiltrationsmodul (UFC)“ kann die Temperatur im Trinkwasser warm zusätzlich abgesenkt werden, ohne die hygienische Betrachtung außer Acht zu lassen.
Elektronisch gesteuerte Zirkulationsregulierventile sorgen in den Zirkulationssystemen für Trinkwasser warm und Trinkwasser kalt dafür, dass die für ein mögliches Verkeimungsrisiko entscheidenden Grenztemperaturen von 55 °C für Trinkwasser warm bzw. 20 °C für Trinkwasser kalt nicht unter- bzw. überschritten werden.
Der bestimmungsgemäße Betrieb der Trinkwasser-Installation und damit der Schutz vor stagnationsbedingten Verkeimungsrisiken in Nutzungseinheiten wiederum ist über automatisch auslösende Spülstationen, Spülkästen und Auslaufarmaturen abgesichert.
Kaltwasser gezielt kühlen
Wurde in Simulationsmodellen berechnet, dass es in den Rohr¬leitungen für Trinkwasser kalt zu einem hygienekritischen Temperaturanstieg kommen kann, wird auch für dieses Rohrleitungsnetz ein Zirkulationssystem aufgebaut. Das zirkulierende Trinkwasser kalt wird dann über einen ebenfalls neu entwickelten „AquaVip-Durchfluss-Trinkwasserkühler (DTK)“ geführt und in diesem gekühlt.
Diese Funktion ist auch für die Optimierung von Trinkwasser-Installationen mit „AquaVip Solutions“ in Bestandsobjekten notwendig, wenn beispielsweise durch parallele Warmwasser-Zirkulationssysteme, Heizungsleitungen oder sonstige Wärmequellen auf das Kaltwasser einwirkende Wärmelasten nicht vermieden werden können, wie zum Beispiel in gedämmten Schächten oder abgehängten Decken.
Ultrafiltration gegen Bakterien und Nährstoffangebot
Neben der bedarfsgerechten Auslegung mit entsprechender Wasserdynamik, dem bestimmungsgemäßen Betrieb und der hygienegerechten Temperaturhaltung von Trinkwasser warm und kalt rückt bei „AquaVip Solutions“ jetzt aber noch ein weiterer Aspekt zum Erhalt der Trinkwassergüte in den Fokus: der Nährstoffgehalt als grundsätzliche Basis für die Entwicklung von Krankheitserregern im Trinkwasser.
Viega hat als Schutz davor ein Ultrafiltrationsmodul im Bypass der Warmwasserzirkulation (UFC-Technologie) vorgesehen. Durch diese Ultrafiltration wird sowohl die Gesamtzahl an Bakterien im Rohrleitungsnetz wie das ihnen zur Verfügung stehende Nährstoffangebot reduziert. Des Weiteren kann bei Einhaltung der „UFC-Herstellerrichtlinie für Pilotprojekte mit Einsatz der UFC-Technologie zur Absenkung der PWH-Temperatur in der Trinkwasser-Installation als Bestandteil des Trinkwasser-Management-Systems „AquaVip Solutions“ die Temperatur im System für Trinkwasser warm und Zirkulation herabgesetzt werden. Das verringert den Primärenergieeinsatz signifikant, unterstützt also unmittelbar den effizienten Einsatz regenerativer Wärmeerzeuger, beispielsweise Wärmepumpen.
Vernetzte Elektronik als Herzstück
Damit diese einzelnen Maßnahmen effizient und zuverlässig greifen und nach der Inbetriebnahmephase der Trinkwasser-Installation die Systemtemperaturen sukzessive auf ein gewünschtes Temperaturniveau von beispielsweise 48/45 °C abgesenkt werden können, hat Viega eine vernetzte Elektronik als Herzstück von „AquaVip Solutions“ entwickelt. Mittels spezieller Controller sind dabei alle wesentlichen Installationskomponenten miteinander verbunden.
Über eine Vielzahl von Sensoren erfassen diese Controller die Betriebszustände der Trinkwasser-Installation sowie die für den Erhalt der Trinkwassergüte entscheidenden Parameter. Dazu gehören zum Beispiel das Temperaturniveau in Trinkwasser warm und kalt, unzureichende Durchströmung sowie eventuelle Nutzungsunterbrechungen und Stagnationszeiten. Bei Über- oder Unterschreiten definierter Soll-Werte wird dann automatisch eine bedarfsgerechte Hygienespülung ausgelöst oder die Temperaturhaltung in einzelnen Strängen hygienegerecht nachgeregelt.
Durch die rechts- und manipulationssichere Speicherung aller Messwerte und Aktionen kann der Betreiber dabei den bestimmungsgemäßen Betrieb der Trinkwasser-Installation jederzeit nachweisen. Auch ein zentrales Monitoring für mehrere Liegenschaften ist über die Integration von „AquaVip Solutions“ in ein bestehendes Gebäudeautomationssystem möglich.
Die „AquaVip-Controller“ sind logisch nach dem Prinzip der verteilten Architektur miteinander verknüpft, die Daten werden also verteilt auf mehreren Controllern redundant gespeichert. So sind selbst beim Ausfall eines Controllers alle Daten noch auf den anderen verteilt vorhanden.
Fazit
Mit „AquaVip Solutions“ hat Viega als erster Hersteller einen technologischen Ansatz über die ganzheitliche Betrachtung einer Trinkwasser-Installation entwickelt. Die Systemtemperaturen von Trinkwasser warm können ohne Risiken für den Erhalt der Trinkwassergüte abgesenkt werden. Das trägt unmittelbar zu einem geringeren Primärenergieverbrauch bei und unterstützt so den Einsatz von Wärmeerzeugern auf Basis erneuerbarer Energien.
Extra Kasten:
„AquaVip-Zirkulationsregulierventil elektronisch“ hoch präzise elektronisch gesteuert
Nach DIN/DVGW-Arbeitsblatt W 551 ist in Trinkwasser-warm-Installationen eine Speicheraustrittstemperatur von ≥ 60°C sicherzustellen. Zirkulationsleitungen sind so zu bemessen, dass im zirkulierenden Warmwassersystem die Warmwassertemperatur um nicht mehr als 5K gegenüber der Speicheraustrittstemperatur unterschritten wird. Mit dem System „AquaVip Solutions“ werden sich perspektivisch gesehen deutlich geringere Systemparameter realisieren lassen. In jedem Fall ist dafür ein hydraulischer Abgleich sämtlicher Steigestränge über Zirkulationsregulierventile notwendig. Denn nur so kann der geforderte hydraulische Abgleich in allen Strängen gewährleistet werden. Mit dem „AquaVip-Zirkulationsregulierventil elektronisch“ hat Viega dafür ein „intelligentes“ Ventil entwickelt, das über den integrierten Temperatursensor, die Elektronikeinheit sowie eine neuartige, verschleißfreie Keramikscheiben-Technologie die Zieltemperatur äußerst präzise einhält.
Und das ohne aufwendiges Einstellen und Nachjustieren am Zirkulationsregulierventil.
Dafür wird der per Einknopf-Bedienung am Ventil eingestellte Temperatur-Soll-Wert kontinuierlich durch die integrierte Elektronik überprüft. Kommt es zu Abweichungen, reguliert das Ventil motorisch über die Keramikscheiben-Technologie nach, bis der hygienisch einwandfreie Temperaturbereich wieder erreicht ist. Den bestimmungsgemäßen Betrieb des Ventils signalisiert dabei eindeutig erkennbar das grüne LED-Statusband. Rot zeigt eine Störung an. Selbst nach einem Stromausfall bleibt die Funktion des Regulierventils auf Basis der einmal gespeicherten Einstellwerte erhalten.
Das „AquaVip-Zirkulationsregulierventil elektronisch“ mit G3/4-Zoll-Gewindeanschluss kann eigenständig oder als Systembaustein von „AquaVip Solutions“ sowohl in Kalt- wie in Warmwasser-Zirkulationssystemen eingesetzt werden. Über beidseitige G1/8-Zoll-Anschlüsse ist zudem der Einsatz eines Probenahmeventils direkt am „AquaVip-Zirkulationsregulierventil elektronisch“ möglich.
