VV09 572-577
11-09-2008
14:12
legionellapreventie
Ron Brands
Pagina 572
Zeer schone bevochtiging door omgekeerde osmose
Legionellaveilige adiabatische luchtbevochtiging
Drinkwater wordt in gebouwen gebruikt voor een groot aantal toepassingen, zoals koffiezetten, toiletten spoelen en tapwater. Het drinkwater wordt echter ook gebruikt als voedingswater voor processen, zoals in koeltorens en bevochtigingsystemen. In dergelijke situaties moet je extra alert zijn op de legionellaveiligheid.
55.3 uitgebracht ‘Legionellapreventie in klimaatinstallaties’. In Nederland is er een duidelijke trend waarneembaar om steeds meer te investeren in energiezuinige systemen. Een koudwaterluchtbevochtigingsysteem (adiabatisch) is daar een voorbeeld van. Investeringen in een dergelijk systeem bieden direct financieel voordeel en ontlasten bovendien het milieu. Adiabatische bevochtigingsystemen hebben wel een aantal aandachtspunten waarvan de behandeling van het leidingwater er een is. Voor alle aandachtspunten zijn er uitstekende oplossingen. Wat dat betreft zijn er geen investeringsbelemmeringen. 1. Isso-publicatie 55.3 en het Arbo-informatieblad 32.
TOEPASSING In het verleden zijn er verschillende besmettingen geweest met de legionellabacterie. Deze besmettingen hebben duidelijk gemaakt dat legionellapreventie geen vrijblijvende zaak is. Zowel bij het gebruik van drinkwater in koeltorens als in luchtbevochtigingsystemen kunnen situaties ontstaan waarin de bacterie zich kan ontwikkelen, met alle gevolgen van dien. De installatiesector bleek behoefte te hebben aan een nadere uitwerking van de beleidsregels die in het Arbo-informatieblad 32 zijn toegelicht. Isso heeft hiervoor de publicatie
2. Een gasgestookte stoombevochtiger.
572
september 2008 vv+
EN CAPACITEIT
Luchtbevochtiging in klimaatinstallaties wordt veel toegepast, voornamelijk in de grotere utiliteitsbouw, musea, grafische industrie enzovoort. De trend van de laatste jaren is dat de capaciteiten kleiner worden omdat er betere warmtewielen worden toegepast met een hoog temperatuur- en een hoog vochtrendement, evenals recupereerde wtw-systemen, zoals het Kantherm- en het Menerga-systeem. Als er een hoogrendement warmte- en vochtterugwinsysteem is geplaatst, wil dat nog niet zeggen dat de bevochti-
3. Een elektrische stoombevochtigersduo met linksonder een kleine waterontharder.
VV09 572-577
11-09-2008
14:12
Pagina 573
ging kan komen te vervallen. Als een gebouw ’s winters in een koud weekend uitdroogt tot een relatieve vochtigheid van 20 procent, dan is er gewoon geen vocht in de uitgaande lucht om terug te winnen. Een (beperkte) bevochtigingsinstallatie is dan ook altijd nodig om het gebouw op vocht te brengen en te houden. Er zijn in hoofdzaak twee soorten bevochtiging systemen: de isothermische systemen (stoombevochtigers) en de adiabatische systemen (waterbevochtigers).
ISOTHERMISCHE
SYSTEMEN
Bij isothermische systemen wordt het water aan de kook gebracht in een elektrisch verwarmde of een gasgestookte ketel, waarna vervolgens de stoom in de luchtstroom wordt gebracht. Bij dit proces blijft de lucht op gelijke temperatuur. Voorbeelden van isothermische systemen zijn de gasgestookte luchtbevochtigers en de elektrische luchtbevochtigers (afbeelding 2 en 3). Daar het leidingwater wordt gekookt, kan dit doorgaan voor legionellaveilige bevochtiging. Er wordt zelden waterbehandeling toegepast. Wel is het aan te bevelen een waterontharder te plaatsen om de verkalking van de bevochtiger tegen te gaan (afbeelding 3).
ADIABATISCHE
SYSTEMEN
Bij adiabatische systemen wordt water onder druk (of anderszins) in een zo fijn mogelijke nevel in de luchtstroom gebracht en aldaar verdampt. In dit proces koelt de lucht af door de verdamping van het water. Omdat het leidingwater
4. Een adiabatisch bevochtigingsysteem (uitgeschakeld).
zonder verwarming in de luchtstroom wordt gebracht, is er een (kleine) kans op besmetting. Het is dan ook wenselijk het water te behandelen. In principe zou het niet nodig moeten zijn het leidingwater te behandelen om het adiabatische bevochtigingsysteem legionellaveilig te laten functioneren. De kwaliteit van het leidingwater wordt immers gegarandeerd door het waterleidingbedrijf. Echter, deze garantie loopt maar tot aan het leveringspunt in het gebouw, daarna is het de verantwoording van de gebouwbeheerder. Leidingwater is in principe legionellaveilig, dat houdt in dat het minder is dan 100 kve/l (kve = kolonievormende eenheid). Dit houdt dus ook in dat het leidingwater niet legionellavrij is. Bij ongunstige omstandigheden kan er dus een verdere groei ontstaan en dus een risico als het water onbehandeld in een LBK wordt verneveld. In de Isso-publicatie 55.3 wordt dan ook klip en klaar gesteld dat leidingwater dat wordt gebruikt voor processen, zodanig moet worden behandeld dat het legionellaveilig is.
WATERBEHANDELING Behandeling van het water kan plaatshebben door de bacteriën te doden (UV-C-bron), door toevoeging van chemicaliën (koper-zilverionisatie) of door ze te verwijderen (omgekeerde osmose). Water bestaat voor het grootste deel natuurlijk uit water, maar er zitten ook allerlei andere stoffen in. De bekendste stoffen zijn kalken, zouten en bacteriën. Daarnaast zitten er ook allerlei ander onzuiverheden in, zoals aluminium, magne-
5. Een werkend adiabatisch bevochtigingsysteem.
september vv+
2008
573
VV09 572-577
11-09-2008
14:12
Pagina 574
sium, chroom, ijzer, koper en lood. Het waterleidingbedrijf zorgt ervoor dat bij levering aan het gebouw deze onzuiverheden allemaal onder de norm liggen. De (mate van) aanwezigheid van kalken en zouten heeft direct invloed op de toe te passen waterbehandeling voor het verwijderen van legionellabacteriën. Een uitstekende manier om legionellabacteriën te doden is UV-C . Als dit echter de enige vorm van bacterieverwijdering is, dan moet je wel zeker weten dat de bron functioneert. Verder ontstaat bij langdurig gebruik ook de kans op kalkafzetting op de bron, waardoor de werking vermindert. Het is dan ook noodzakelijk het water met regelmaat door een geaccrediteerd laboratorium op legionella te laten controleren. Met de UV-C-methode worden de bacteriën alleen gedood, ze worden niet verwijderd. Ook andere verontreinigingen blijven gewoon in het water aanwezig. De achterliggende bevochtigingseenheid moet deze verontreinigingen wel kunnen verwerken. Tevens zullen bij verdamping van het water deze verontreinigingen overblijven (kalken, zouten en dode bacteriën) en als grijs stof neerslaan in de te ventileren (bevochtigen) ruimten. Over koper-zilverionisatie staat in Isso-publicatie 55.3: ‘Tevens is het mogelijk de bacteriën te doden met stoffen die door bacteriën als giftig worden ervaren. Een bekende, maar nog niet door het Ctgb toegelaten techniek voor luchtbe-
6. UV-C-units.
Kiwa terugstroombeveiliging met lekfunctie
waterontharder
leidingwater
zacht water
fijnfilter
omgekeerde-osmose
schoon en zacht water
voorraadvat met spuiinrichting
osmosewater (permeaat)
hogedrukpomp
hogedruk-osmose water naar bevochtigers
afvalwater naar riool met alle kalken, zouten en bacteriën (concentraat) Opmerkingen: • Waterontharder wordt toegepast nij grotere cpaciteiten om het rendement van de omgekeerde-osmose-unit te verbeteren. • Fijnfilter wordt altijd toegepast voor het verwidjeren van zwevend vuil ter bescherming van de osmosemembranen. • Bij bepaalde systemen wordt de omgekeerde-osmose-unit gecombineerd met de hogfedrukpomp (Combi-Compact). • Voorraadvat met niveauregeling. Soms is dit een expansievat. Bepaalde systemen werken zonder een voorraadvat. • Hoeveelheid water is afhankelijk van de waterkwaliteit en of er een waterontharder is opgenomen in het systeem.
7 Het principeschema van omgekeerde osmose.
574
september 2008 vv+
VV09 572-577
11-09-2008
14:12
Pagina 575
handeling is koper-zilverionisatie. Door middel van elektrolyse worden koper- en zilverionen vrijgemaakt die een desinfecterende werking hebben. Het toelaten van biocides is vastgelegd in het Besluit gewasbeschermingsmiddelen en biociden (www.ctgb.nl)’.
OMGEKEERDE
OSMOSE
Met membraantechniek kan met zeer dichte materialen (membranen) heel zuiver water worden geproduceerd. In aflopende dichtheid kan worden onderscheiden: hyper-, nano-, ultra- en microfiltratie. Hyperfiltratie wordt ook wel omgekeerde osmose genoemd. De meeste adiabatische bevochtigingsystemen hebben momenteel een waterbehandeling via omgekeerde osmose. Niet alleen worden hiermee zo goed als alle legionellabacteriën verwijderd, tevens worden ook alle kalken en zouten verwijderd waardoor een zeer schone bevochtiging wordt gerealiseerd. Bij omgekeerde osmose wordt het water onder druk door een semi-permeabel membraan geperst waarbij zo goed als alle onzuiverheden worden gescheiden van het water. Het schone water (het permeaat) gaat naar de bevochtigers. Tegelijkertijd gaat een continue waterstroom naar de riolering (het concentraat) waarmee alle onzuiverheden worden verwijderd. Hoe beter het systeem, hoe hoger het rendement of hoe lager het percentage concentraat. Let wel: als het concentraat waterstroom te laag is ingesteld, zullen de membranen langzaam dichtslibben en moeten ze worden schoongemaakt of vervangen.
8. Een compleet bevochtigingsysteem met ontharder, omgekeerde osmose-unit en HDpompen.
bevochtiging in LBK’s is dit niet aan te raden. Demiwater kan corrosie in een LBK veroorzaken. De zuiverheid van water wordt gemeten met de elektrische doorlaatbaarheid en wordt uitgedrukt in microSiemens/m (μ S/m) of microSiemens/cm (μ S/cm). Zeewater zit rond de 5.000 μ S/cm, gewoon kraanwater zit tussen de 200 en 800 μ S/cm, omgekeerde-osmosewater voor bevochtiging tussen de 5 en 20 μ S/cm en demiwater zit onder de 1 en kan zelfs dalen tot 0,055 μ S/cm.
WATERONTHARDER
AANDACHTSPUNTEN
Door een waterontharder voor te schakelen kan het rendement van omgekeerde osmose worden verbeterd. Bij kleinere capaciteiten kan in plaats van een waterontharder ook een ander ontkalkingsysteem worden gekozen. Hierbij gaat het niet alleen om een verbetering van het rendement, maar ook om de levensduur van de membranen. Een verkeerde of geen voorbehandeling kan de levensduur van de membranen verkorten. Het te kiezen systeem zal meestal een economische onderbouwing nodig hebben, bestaande uit investering en jaarlijkse onderhoudskosten ten opzichte van de te besparen waterstroom. Bij grotere systemen (boven de 200 l/h) wordt meestal de waterontharder gekozen. Daarnaast moet het behandelsysteem worden gescheiden van de rest van het leidingsysteem door een terugstroombeveiliging met lekfunctie. Het water kan na de omgekeerde osmose nog verder worden gezuiverd door demineralisering. Voor toepassing van
Na de waterbehandeling is het water volledig legionellaveilig. Het is echter wel de bedoeling dat het dat blijft. Bij langere
9. Een Kiwa-klep met filter en ontkalker.
september vv+
2008
575
VV09 572-577
11-09-2008
14:12
Pagina 577
stilstand bestaat namelijk toch weer de kans op verontreiniging. In de wintersituatie zal dat geen probleem opleveren daar de bevochtiging werkt en er voldoende doorstroming is. Tevens liggen de omgevingstemperaturen lager wat de groei negatief beïnvloedt. In de zomersituatie ligt dat heel anders. De bevochtiging staat af zodat er geen doorstroming is en de omgevingstemperaturen liggen hoger wat de groei positief beïnvloedt. Het bevochtigingsysteem moet daarom worden voorzien van systemen voor aftappen en/of doorstromen. Vooral als er een voorraadvat en/of expansiebuffer is geplaatst. Volgens Isso-publicatie 55.3 moeten deze dan ook voorzien zijn van een automatische spui-inrichting met regelmatig (eens per 14 dagen) een volledige spui. Ook het leidingsysteem tussen het voorraadvat en de bevochtiger zelf moet regelmatig worden gespoeld of watervrij worden gemaakt. Nergens in de installatie mag stilstaand water voorkomen.
ENERGIEGEBRUIK
EN MILIEUBELASTING
Laat één ding duidelijk zijn: het verdampen van 1 liter water kost – ongeacht het gebruikte systeem – altijd evenveel energie, namelijk 0,75 kWh. De soort energie die hiervoor wordt gebruikt, kan echter wel een groot verschil uitmaken, evenals de locatie waar de energie wordt opgewekt. Een elektrische stoombevochtiger gebruikt bij voorbeeld elektrische energie om het water te verwarmen en daarna te laten koken. Op die manier wordt stoom gemaakt dat in de luchtstroom wordt gebracht. De elektrische energie komt doorgaans van een elektriciteitscentrale. Het totale rendement van deze centrale ligt, inclusief de distributieverliezen, iets onder de 40 procent. Voor een adiabatische bevochtiger is zo goed als geen elektrische energie nodig voor de waterbehandeling en de hogedrukpomp. Wel is energie nodig om het adiabatische koeleffect te compenseren. Deze energie komt uit een hrketel. Het totale rendement, inclusief de distributieverliezen, ligt ruim boven de 80 procent. Een adiabatisch bevochtigingsysteem gebruikt dus ruim de helft minder primaire energie, met andere woorden halveert de CO2-uitstoot.
LIFE
CYCLE COST
In een LCC-analyse (life cycle costs) worden niet alleen de kosten van de investering meegenomen, maar ook de kosten van instandhouding en onderhoud, vervanging en sloop. Uit voorbeelden van duurzame oplossingen blijkt dat de LCC
10. Osmonics-filterspectrum.
vaak aanzienlijk lager is dan van minder duurzame oplossingen. Gerekend over de totale levensduur vormen de energiekosten het grootste aandeel in de LCC van bevochtigingsystemen. Om de LCC te beperken is het belangrijk bij het ontwerp van de klimaatinstallatie naar het energiezuinigste concept te zoeken. Nog steeds worden er veel elektrische stoombevochtigers geplaatst. Deze systemen vergen een lagere investering dan adiabatische systemen. Echter, deze meerinvestering wordt zeer snel terugverdiend (1 á 2 jaar) door de lagere energiekosten en de lagere onderhoudskosten.
SAMENVATTING Hogedruk adiabatische bevochtigingsystemen zijn zeer energiezuinig, maar de behandeling van het leidingwater verdient wel extra aandacht. Leidingwater is wel legionellaveilig, maar niet legionellavrij. Bij adiabatische bevochtiging moeten dus wel extra maatregelen worden genomen. Omgekeerde osmose biedt een goede oplossing. Daarnaast moet het water in het systeem periodiek worden ververst. Hoe kleiner het watervolume hoe beter. Systemen die een kleine waterinhoud hebben en die regelmatig zelfstandig spoelen, verdienen dan ook de voorkeur. Auteur Ron Brands, Cumulus Nederland, Cuijk. Informatie www.isso.nl, www.ctgb.nl, www.ctb.agro.nl.
september vv+
2008
577
