SANITAIR
Install Magazine 971 – september 2020
SWW-installaties: legionellaproblematiek en dimensionering
Recente onderzoeksprojecten van het WTCB
Het WTCB heeft de jongste jaren heel wat onderzoek verricht naar een optimaal ontwerp en beheer van SWW-installaties. In een eerste project werd nagegaan hoe legionellagroei op een energiezuinige manier te voorkomen. Dit gebeurde aan de hand van een proefopstelling op ware grootte. Een tweede initiatief was op te bepalen welke dimensioneringsmethode voor SWW-installaties het meest geschikt is voor België. Daarvoor werd een uitgebreide meetcampagne opgezet. Labohoofd Bart Bleys lichtte een en ander toe op een webinar dat georganiseerd werd door Atic, de vereniging van de HVAC-professionals.
Energiebesparing en legionellabestrijding
De meest zekere methode om legionella in SWW-installaties te voorkomen, is bekend: ervoor zorgen dat de temperatuur altijd minstens 60°C bedraagt. Dat is echter niet bepaald energiezuinig, vooral als men bedenkt dat sanitair warm water een steeds groter aandeel vormt van het totale energieverbruik van een woning. Daarom ging het WTCB op zoek naar een methode die voldoende veiligheid bood, maar minder energie zou verbruiken. Dit gebeurde in het kader van het VIS-traject Instal 2020. Het idee was om de installatie te laten werken aan een comforttemperatuur van 45°C, en dan de bacteriologische kwaliteit te verzekeren door regelmatige thermische schokken. De hygiënische waterkwaliteit blijft uiteraard steeds belangrijker dan een eventuele energiewinst.
Welk regime van thermische schokken men best zou aanhouden, werd onderzocht aan de hand van een praktijkopstelling, bestaande uit een boiler, circulatieleiding, keukentappunt en douche. De installatie werd besmet met legionella en dan werden verschillende methodes uitgeprobeerd om de concentratie aan bacteriën onder 1.000 KVE/l te houden. Na diverse pogingen kwam men tot het besluit dat een wekelijkse thermische schok van 65°C gedurende 24 h in combinatie met een standaardtemperatuur van 45°C voldoende was om de bacteriegroei onder controle te houden. Daarbij moest er wel een belangrijke voorwaarde vervuld worden: aan alle tappunten moest er minstens 150 seconden lang water stromen tijdens de thermische schok. Zonder watername heeft een thermische schok onvoldoende effect, zelfs als men de temperatuur zou verhogen tot 70°C. Het belang van een regelmatige doorspoeling blijkt ook uit de metingen van de concentraties aan de douchekraan en aan de keukenkraan. De keukenkraan kent typisch veel kortere tapbeurten (30 seconden of minder), en legionellabesmetting is hier dan ook het hardnekkigst.
We moeten hier wel opmerken dat deze resultaten bekomen werden aan de hand van een relatief eenvoudige proefopstelling, zonder dode leidingen, waarbij alle tappunten regelmatig gebruikt werden. Bijkomend onderzoek is nodig om de veiligheidsfactoren te bepalen die voldoende zekerheid bieden bij complexere installaties.
Aandachtspunten voor de installatie
Verder zijn er nog enkele aandachtspunten voor de rest van de installatie. Het is best dat men dode leidingen en andere bronnen van stagnatie vermijdt. Hierin kan legionella zich namelijk nestelen en zo de rest van de installatie weer koloniseren. Het is ook belangrijk dat de hele boiler op temperatuur kan gebracht worden. Uit metingen bleek dat met name de onderkant van de boiler een risicozone is. Hier wordt de insteltemperatuur niet altijd gehaald. Bovendien bevindt zich daar vaak nog slib of andere afzettingen, die een voedingsbodem kunnen vormen voor bacteriën. Om ook in deze zone een afdoende temperatuur te halen, bleek een aparte destratificatielus met een pomp noodzakelijk.
Expansievat of niet?
In de proefopstelling was het sanitair expansievat geplaatst op de koudwatertoevoer. In het expansievat bleek een legionella-ontwikkeling op te treden. Deze component moest uiteindelijk worden verwijderd om systematische herbesmetting te voorkomen. Als men dus zo een vat inbouwt, moet het op de warmwaterleiding gemonteerd worden. Het moet ook volledig doorstroomd kunnen worden. Men moet zich de vraag stellen in hoeverre het nut van een sanitair expansievat opweegt tegen de kans op legionellagroei. In de Duitstalige landen wordt het bijvoorbeeld vaak achterwege gelaten. Ook in België is er geen verplichting om een expansievat te plaatsen, een veiligheidsgroep volstaat.
Dimensioneren van SWW-installaties
Een tweede aandachtspunt van het WTCB betreft de dimensionering van SWW-installaties. Zoals gezegd, stijgt het belang van SWW-productie in het algemene energieverbruik van een woning, naarmate de behoefte voor verwarming daalt. Willen we het energieverbruik beperken, is een juist gedimensioneerde installatie een eerste vereiste. De huidige norm NBN EN 806-3 leidt tot overgedimensioneeerde installaties, zeker in grotere gebouwen. Om na te gaan hoeveel energie er nu werkelijk verbruikt wordt om water op te warmen, zette het WTCB een meetcampagne op. Daarbij werden tien eengezinswoningen en ruim dertig flatgebouwen bemeterd. De flatgebouwen varieerden van 7 tot 380 appartementen. De metingen duurden minstens 1,5 tot 2 maand, bij eengezinswoningen soms aanzienlijk langer. Er werd telkens het SWW-debiet gemeten, in combinatie met de temperatuur van het binnenkomende koud water en de vertrektemperatuur van het warm water. Als er een circulatieleiding was, werd ook het circulatiedebiet en de retourtemperatuur gemeten.
Als we de meetgegevens naast de verschillende normen leggen, blijkt dat de piekdebieten volgens de Duitse norm DIN 1988-300 het best met de metingen overeenstemt. Een andere vaststelling is dat er seizoenschommelingen zijn in het energieverbruik voor SWW. Die zijn voornamelijk in functie van de temperatuur van het koud water. Februari is dan ook de maand met het hoogste energieverbruik voor SWW. Voor het beoordelen van de behoefte nam het WTCB dus februari als referentie: als de behoefte voor deze maand gedekt is, zit men goed voor de rest van het jaar.
Uit al de verschillende tapprofielen kan men dan een cumulatieve curve afleiden. Dat is een curve die telkens het piekdebiet uit alle profielen weergeeft in functie van de tijd. Dit is een worst case scenario, en dus een goede maat om een installatie te dimensioneren. Zet men de cumulatieve curve uit tegen de productiecapaciteit van een SWW-toestel, dan krijgt men een aanduiding of en hoeveel opslag er nodig zal zijn.
Een ander dimensioneringsinstrument is de PV-curve. Dat zet het productievermogen voor een comfortdebiet uit tegen opslagvolume. Zo heeft men een zicht hoeveel vermogen er nodig is om alleen in doorstroom te werken, en hoeveel opslag er nodig is bij een minimaal productievermogen, en alles daartussen.
Huidige normen schieten tekort
In België zijn er op dit ogenblik geen recente normen voor de dimensionering van SWW-installaties die aansluiten bij de realiteit. De NBN EN 806-3 leidt, zoals gezegd, tot overdimensionering van verdeelinstallaties en directe SWW-productie. Een alternatief is de norm voor de dimensionering van verwarmingsinstallaties, de NBN EN 12381-3, die eveneens een deel voor sanitair warm water omvat. Voor de concrete toepassing wordt er gewerkt aan een nationale bijlage. De norm hanteert immers een standaard verbruiksprofiel dat niet met het werkelijk gebruikspatroon overeenstemt. Tot deze bijlage wordt opgesteld , raadt het WTCB dan ook aan om zich bij voorkeur te baseren op Duitse documenten, hetzij DIN 1988-300 voor doorstroomsystemen of DIN 4708-2 voor systemen met opslag.
Door Alex Baumans
Figuren: WTCB via Atic
