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Beratende Ingenieure SIA

Merkblatt 1

Naters, 21.09.2010

Seite 1/9

Hotelpower

Warmwasser

Energie- und Gebäudetechnik

Lauber IWISA AG

Bahnhofstrasse 8

CH-3904 Naters

info@lauber-iwisa.ch


Beratende Ingenieure SIA

Impressum

Auftraggeber

Hochschule Luzern - Technik & Architektur

Zentrum für Integrale Gebäudetechnik

Technikumstrasse 21

6048 Horw

Auftragnehmer

Lauber IWISA AG

Bahnhofstrasse 8

3904 Naters

Verfasser Cuno Alber LI

Matthias Sulzer

LI

Urs-Peter Menti

HSLU

Verteiler

Hotelpower.ch

Hochschule Luzern

Lauber IWISA AG

Version/Datum

04.10.2010 (definitive Version)

28.09.2010 (Vernehmlassung)

21.09.2010 (Entwurf)

Dateiname

1_Wamwasser.doc

© Dieser Bericht besteht aus oben genannter Anzahl Seiten einschliesslich

Deckblatt und darf nur vollinhaltlich, ohne Weglassung oder Hinzufügung,

veröffentlicht werden. Wird er auszugsweise vervielfältigt, so ist vorab die

Genehmigung der Firma Lauber IWISA AG, Naters einzuholen. Dieser Bericht

wurde nach bestem Wissen und Gewissen unter Bedachtnahme aller

bekannten und erhobenen Umstände erstellt. Für über die Aussagen des

Berichts hinausgehende Folgerungen und Konsequenzen übernehmen die

Aussteller keinerlei Haftung.

Merkblatt 1 Warmwasser Seite 2 von 9

Energie- und Gebäudetechnik

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Inhaltsverzeichnis

1. Ausgangslage ........................................................................... 4

2. Erkenntnisse ............................................................................. 5

3. Konsequenz .............................................................................. 9

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Dominierende Einflussfaktoren für den Energieverbrauch der

Warmwasser-aufbereitung .................................................................. 4

Abbildung 2: Energieverbrauch eines Aussenpools ohne / mit

Rollladenabdeckung (Quelle: Firma Grando) .......................................... 8

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1. Ausgangslage

Das Warmwasser stellt in einem Hotelbetrieb jeweils einen beträchtlichen Teil

des thermischen Energieverbrauchs dar. Nun gibt es innerhalb dieses

Energieverbrauchers weitere Unterteilungsmöglichkeiten bzw. Einflussfaktoren,

die schlussendlich den Energieverbrauch des Warmwassers besser

widerspiegeln. Mit der Unterteilung auf die verschiedenen Einflussfaktoren

lässt sich später einfacher und auch exakter eruieren, bei welchem

Einflussfaktor Optimierungsmöglichkeiten liegen, um den Energieverbrauch

des Warmwassers und schlussendlich auch den Gesamtenergieverbrauch zu

reduzieren.

Als Basis für die Überlegungen zur Ausgangssituation sind hier nur diejenigen

Zweige des Mind Maps aufgeführt, welche für den Energieverbrauch des

Warmwassers massgebend sind. Das gesamte Mind Map, in welchem alle

Einflussfaktoren festgehalten wurden, welche sich schlussendlich zum

Gesamtenergieverbrauch des Hotels zusammensetzten, ist im Bericht

„Analyse / Allgemeines“ zu finden.

Abbildung 1: Dominierende Einflussfaktoren für den Energieverbrauch der Warmwasseraufbereitung

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Die Einflussfaktoren wurden bereits im Bericht „Analyse / Allgemeines“

qualitativ beurteilt. Diese Erkenntnisse können im Sinne einer Vorabklärung

hier zu Rate gezogen werden. In den nachfolgenden Kapiteln soll deshalb

nochmals im Detail auf die einzelnen Faktoren eingegangen werden, um die

Machbarkeit der Umsetzung sicher zu stellen.

2. Erkenntnisse

Es wird im Folgenden nur auf diejenigen Einflussfaktoren eingegangen, die

von Seiten des Hoteliers beeinflusst werden können.

Verbrauch

Der Verbrauch an sich wird hier nicht berücksichtigt, da dieser vor allem vom

Verhalten der Gäste abhängt. Es können aber trotzdem einige wassersparende

Massnahmen getroffen werden. Dies sind zum Beispiel der Einsatz

von Duschsparbrausen oder automatische Handwascharmaturen.

Legionellen

Diese Bakterie kommt im Trinkwasser in der Regel nur in geringen Mengen

vor, kann sich aber unter geeigneten Bedingungen (25 – 45°C

Wassertemperatur) rasch vermehren. Vor allem im stehenden Wasser, wenn

nur selten ein Bezug gewährleistet ist, kann es zu gefährlichen

Konzentrationen kommen. Die Legionellen gelangen über Wasserdampf (z.B.

beim Duschen), das heisst über die Lunge, in den menschlichen Organismus

und kann zu Krankheiten ähnlich einer Lungenentzündung führen. Das

Wachstum der Bakterien wird bei Temperaturen unter 15°C und über 60°C

unterbunden. Grundsätzlich stehen mehrere Möglichkeiten (siehe Abbildung

1) zur Bekämpfung der Legionellen zur Auswahl, wovon im Rahmen dieser

Arbeit vier Möglichkeiten genauer untersucht wurden: Die thermische

Desinfektion, UV-Licht, chemische Zusätze oder eine Ionisierung des

Trinkwassers. In der untenstehenden Tabelle können die Varianten verglichen

werden.

Tabelle 1: Vergleich der Methoden zur Legionellenbekämpfung

Methode Vorteile Nachteile Kosten / m3

Wasser

thermisch

− einfachste Art

− zuverlässig, sofern

− erfordert hohe

Temperaturen

Zirka 0.17 Fr.

67 kJ / Liter

garantiert werden − weist hohe

Wasser

kann, dass das

Betriebskosten auf

(thermische

gesamte

− hohe

Energie)

Leitungsnetz

Anforderungen

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desinfiziert wird

− gängigste Methode

− schnell durchführbar

können kaum

eingehalten werden

(schnelle

Wiederverkeimung)

− hohe

Kalkausscheidung

UV-Licht

− einfache Installation

− elektrischer

Zirka 1.2 Rp

− Wartungsarm

− bewährte Technik

− verändert die

chemische

Zusammensetzung

nicht

− die Geräte werden

vom SVGW geprüft

und zertifiziert

− Die

Wassertemperaturen

können tiefer

ausgelegt werden

Anschluss

− Legionellen können

nach der Lampe bei

geeigneten

Temperaturen aufs

neue entstehen

− Auslegung der

Lampe muss

sorgfältig erfolgen

(Schwankungen

der Wasserqualität

müssen

berücksichtigt

werden)

230 kJ / Liter

Wasser

(elektrische

Energie)

Die Anschaffungskosten

des Strahlers

sind nicht

berücksichtigt

− Es wird weniger Kalk

ausgeschieden

− Lebensdauer der

Lampe ca. 2 Jahre

− Erbgut der Bakterien

wird geschädigt,

dadurch verläuft die

Vermehrung

langsamer

chemisch

− Die

− Unterhaltsarbeiten

Zirka 0.34 Rp

Wassertemperaturen

an der

können tiefer

Dosiereinrichtung

ausgelegt werden

− Nachfüllen des

− Es wird weniger Kalk

Desinfektionsmittel

ausgeschieden

s

− wirkt zusätzlich

− Zusammensetzung

gegen Biofilmbildung

des Wassers wird

− zerfällt komplett im

verändert

Wasser (geruchs-

− Wartung /

und geschmacks-

Unterhalt eher

neutral, keine

hoch

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Rückstände in Ara)

− Das gesamte

Leitungsnetz ist

desinfiziert

Berechnungsgrundlagen thermisch: Aufheizung erfolgt von 4auf 60°C; Dichte Öl 850 kg/m3;

Energieinhalt Öl 42,7 kJ/kg; Energiepreis 90 Rp/ Liter Öl; feuerungstechnischer Wirkungsgrad

94%

Berechnungsgrundlagen UV: Quellwasser mit 78% Transmission auf 5 cm; Anschlussleistung

Strahler 64 W für einen Durchsatz von 10 m3/h (Kaltwasser); Energiepreis 17 Rp/kWh; Quelle:

Firma Wedeco AG

Erfolgt die Desinfektion nicht chemisch, sollten die Warmwasserspeicher nicht

zu gross dimensioniert werden, damit eine gute Durchspülung gewährleistet

ist und das Brauchwarmwasser nicht zu lange Standzeiten aufweist. Dies führt

jedoch zu Einschränkungen bei der Wärmeerzeugung (siehe Merkblatt

„Heizung erneuern“ / „Alternative Energieträger“).

Bei der thermischen Behandlung kommen teilweise temperaturgesteuerte

Ventile zum Einsatz, welche bei einer Temperatur von >45°C schliessen und

so die Zirkulation verhindern. Dies ist im Prinzip sehr sinnvoll, da die

Zirkulation nur dann zum tragen kommt, wenn die Temperatur nicht

ausreichend hoch ist. Die Zirkulationsverluste sind so minimiert. Um eine

thermische Desinfizierung zu gewährleisten, müssen die Ventile mit der

Brauchwarmwasserpumpe kommunizieren können oder zusätzlich über eine

Zeitschaltuhr gesteuert werden. Dadurch werden die Ventile geöffnet, wenn

die Legionellenschaltung in Betrieb ist und die Durchspülung ist gewährleistet.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die geeignete Methode je nach

Anwendungsfall von der Fachperson definiert werden sollte.

Temperaturhochhaltung

An den Entnahmestellen muss eine Temperatur von 55°C gewährleistet

werden. Damit dies sichergestellt werden kann, kommen eine

Zirkulationsleitung, oder der Einbau eines Temperaturhochhaltebands in

Frage. Es sprechen jedoch drei Gründe gegen den Einsatz eines Heizbandes:




Es wird hochwertige Energie d.h., Strom gebraucht.

Zur Legionellenbekämpfung müssen sämtliche Armaturen geöffnet

werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass das gesamte

Warmwassernetz desinfiziert wird.

Die unterschiedlichen Materialien (Heizband, Leitung) weisen auch eine

unterschiedliche Lebensdauer auf. Es kann also sein, das die

Heizbänder vor der Warmwasserleitung ersetzt werden müssen, was

nur durch einen hohen Aufwand und mit enormen Kosten verbunden

ist. Durch ein Schutzrohr kann dieses Problem entschärft werden.

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Grundsätzlich müssen die Warmwasserleitungen gut gedämmt werden.

Besteht die Gefahr, dass sich Kaltwasserleitungen auf über 25°C aufwärmen

können, sollten auch diese gedämmt werden, da sonst die Legionellen vom

Kaltwasser her ins System gelangen. Weitere Schwachstellen im System sind

Wärmebrücken wie beispielsweise bei den Armaturen oder den Rohrschellen.

Diese können minimiert, aber nicht gänzlich eliminiert werden.

Wellness

Der Wellnessbereich ist grundsätzlich ein „Energiefresser“. Dies kann durch

Definieren von Betriebszeiten in Grenzen gehalten werden. Die Betriebszeiten

richten sich nach dem Hotelstandard und müssen in Absprache mit dem

Hotelier definiert werden. Es sollte aber in jedem Fall darauf geachtet werden,

dass Aussenbecken während den Standzeiten abgedeckt werden. Weisen

diese eine hohe Betriebszeit auf, kann auch ein Windschutz den

Energieverbrauch reduzieren. Für den Betrieb von Sprudelbädern können

Knöpfe vorgesehen werden, mit denen sich die Massagedüsen einschalten

lassen. Dadurch werden die Laufzeiten der Gebläse, welche die Luft in den

Whirlpool blasen, minimiert.

Wassertemperatur [°C]

Abbildung 2: Energieverbrauch eines Aussenpools ohne / mit Rollladenabdeckung (Quelle: Firma

Grando)

Die Berechungsgrundlagen für die Abbildung 2 sind wie folgt:

Beckengrösse: 4 x 8m Windegeschwindigkeit: 0.5 m/s

Badesaison: Mai – September Umgebungstemperatur: konstant

Öffnungszeit: 1 Stunde pro Tag

Abbildung 2 ist als Richtgrösse zu verstehen. Die Betriebszeiten sind im

Wellnessbereich gewöhnlich wesentlich länger. Die prozentuale Einsparung

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ändert sich dementsprechend. Ist die Wassertemperatur höher oder tiefer,

verschieben sich die Kurven parallel.

Lingerie

Die Möglichkeiten zur Energieeinsparung sind hier begrenzt. Es kann nur

darauf hingewiesen werden, das vom Hersteller vorgesehene Waschprogramm

zu nutzen, da diese heutzutage bereits optimiert sind. Zudem wird, bei einem

allfälligen Ersatz der Geräte, die Energieklasse A+ oder besser empfohlen.

Diese neuen Geräte besitzen eine interne Wärmepumpe, welche einen Teil der

Abwärme zurückgewinnt.

Die Nutzung des Abwärmepotentials der Lingerie wird im Merkblatt 2

„alternative Energieträger“ ausführlicher behandelt.

3. Konsequenz

Es ist nicht ganz einfach im Bereich des Warmwassers auf wirksame Weise

Energie einzusparen. Zumal diese Einsparungen keinesfalls weder zu Lasten

der Komfortansprüche der Hotelgäste, noch auf die des Hygienestandards

gehen dürfen. So beschränken sich die Massnahmen beim Verbrauch auf den

Einbau von verschiedenen wassersparenden Armaturen.

Die Legionellenbekämpfung ist ein sehr heikles Thema, hier gilt der

Grundsatz: Hygiene vor Energie. Die Beurteilung kann nach der obenstehenden

Tabelle gemacht werden, es wird jedoch in jedem Fall der Beizug

eines Experten empfohlen. Die Betriebskosten in der Tabelle 1 sind nur

rudimentär ermittelt worden und berücksichtigen nur die verbrauchte Energie;

Anschaffungskosten und Verschleissteile (z.B. UV-Lampe) sind in der

Berechnung nicht berücksichtigt.

Bei der Temperaturhochhaltung ist eine Zirkulationsleitung empfehlenswert.

Sie schneidet zwar aus energetischer Sicht schlechter ab, wird die Sichtweise

jedoch auf den Ressourcenverbrauch erweitert, so benötigt diese Variante

weit weniger Energie als die Begleitheizung.

Im Wellnessbereich lässt sich der Energieverbrauch hautsächlich durch die

oben beschriebenen Massnahmen reduzieren. Die Wärmetauscher sollten

jedoch stets optimal ausgelegt werden. Eine Grädigkeit von 1°C ist ohne

Weiteres machbar und zahlt sich bereits nach kurzer Zeit zurück, da die

Wärmetauscher nicht wesentlich teurer werden.

In den meisten Fällen ist es ausserdem nicht möglich, dass die Energieverbräuche

derart detailliert dokumentiert werden, wie dies im Merkblatt

„Analyse / Allgemeines“ beschrieben ist. Dazu fehlen vielfach die nötigen

Messeinrichtungen. Die Energieverbräuche können aber in den meisten Fällen

von der Fachperson über Kennzahlen bestimmt werden, wobei die

beschriebenen Erhebungen und Ablesungen vieles vereinfachen.

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