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Hygiene-Anforderungen an Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen:
Die Richtlinien VDI 2047-2 und VDI 2047-3
Rainer Kryschi (VDI)41564 Kaarst
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Was kommt auf Sie zu?
1 Anlass für neue Regelungen
2 Warum Verdunstungskühlanlagen ?
3 Hygiene-Anforderungen und deren Umsetzung:Rechtliche Regelungen und Technische Regeln
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Gliederung VDI 2047-2 1 Anlass für neue Regelungen
2 Warum Verdunstungskühlanlagen ?
3 Hygiene-Anforderungen und deren Umsetzung:Rechtliche Regelungen und Technische Regeln
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aus: Freudenmann, Kurz, von Baum, Reick, Schreff, Essig, Lück, Gonser, Brockmann, Härter, Eberhardt, Embacher, HöllerBundesgesundheitsblatt 54, 1161-1169 (2011)
Ulm
Neu-Ulm
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?
Presse zum Fall Ulm / Neu-Ulm 2010
Nein !
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Entwicklung des Industrie-Standortes Deutschland
Kurzfristiger Beschluss zur Erarbeitung einer Richtlinie:
1. Sitzung des Richtlinienauschusses: Mai 2010
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3 Jahre später: Presse zum Fall Warstein Sept. 2013
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Aktuell und neu:2012 Zweibrücken 20 02014 Jülich 39 02014 Portugal ca. 400 162015 New York ca. 120 122016 Nordspanien ca. 300 3 2016 Bremen ca. 40 32017 Mülheim/ Ruhr 18 4
Hier: Liste aus VDI 4250, Tabelle 1
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Allgemeines Risiko:Legionellen: - pathogene Wasserbakterien
- kommen in allen Süßwässern vor- vermehren sich rasch bei Temperaturen
zwischen 25 und 45 °C
Dadurch
Schwere Lungenentzündungen mit Todesfolge durchFreisetzung von legionellenhaltigem Aerosol
FolgerungAlle warmwasserführenden Systeme müssen daher die Hygiene-Anforderungen zur Vermeidung von Gesundheitsgefährdungen zuverlässig erfüllen.
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Eindeutige Rechtslage seit Juli 2017 durch:
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Offener VerdunstungskühlturmOffener Kühlkreislauf
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Offener VerdunstungskühlturmGeschlossener Primär-Kühlkreislauf (Wasser oder andere Systeme z.B. Kondensatoren)Hier auch „trockener“ Saisonbetrieb
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Aerosolbildung von offenen Kühlsystemen
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Naturzugkühltürme: VDI 2047-3 (Richtlinie erscheint im Januar 2018
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Mit freundlicher Erlaubnis von BMU, Jürgen Kühn
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Eintrag von Schimmelpilzen, luftgetragene Sporenusw bei Wassertemperaturen um 35 °C
allgemeine mikrobiologischeBeschaffenheit
Koloniebildende Einheiten(KBE)
22 °C (20 °C)36 °C (36 °C)
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StoffeintragPlanungsaufgabe:
Erfassung und Berücksichtigung aller denkbaren Quellen und Arten von Stoffeintrag in die offenen Verdunstungskühlanlagen:
Wasser Füll- u. Zusatzwasser und Eindickung
Luft:Staub verkehrsreiche StrassenLaub, Pollen Kiefern, Pappeln, WiesenFortluft Sanitärabluft, Küchenabluft
ProduktionsemissionenTiere Vögel, Eichhörnchen, Mäuse usw.
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Gliederung VDI 2047-2 1 Anlass für neue Regelungen
2 Warum Verdunstungskühlanlagen ?
3 Hygiene-Anforderungen und deren Umsetzung:Rechtliche Regelungen und Technische Regeln
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MollierH,x-Diagramm
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Physikalische Grundlagen
Größe Verdampfungsenthalpie Qv (kJ/ kg)
Kältemittel
Wasser R-718 2.256
Ammoniak R-717 1.260
Kohlendioxid R-744 ca. 300
CKW, FCKW R-xxxx ca. 220
CH2F2 R-32 182 (25°C)
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25 kJ/kg
Trockenbetrieb: Winter
∆ h: 25 kJ/kg
∆ x: 0 g/kg
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10 kJ/kg
Trockenbetrieb: Sommer
∆ h: 10 kJ/kg
∆ x: 0 g/kg
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51 kJ/kg
131 kJ/kg
Nassbetrieb: Sommer
∆ h: 80 kJ/kg
∆ x: 30 g/kg
1 MW Kühlleistung durch Verdunstung von 0,4 Liter Wasser pro Sekunde
Das ist doch beachtlich !
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Gliederung VDI 2047-2 1 Anlass für neue Regelungen
2 Warum Verdunstungskühlanlagen ?
3 Hygiene-Anforderungen und deren Umsetzung:Rechtliche Regelungen und Technische Regeln
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VDI 2047-2:
Ziel: Gewährleistung der Betriebssicherheit Damit ist die Standortfrage zweitrangig.
Weg: - Dokumentation (Systemkenntnis und –beschreibung)- Gefährdungsbeurteilung- Kontrolle kritischer Parameter- weitere Festlegungen- Qualifikation des Personals durch
Schulungen
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VDI 2047-2: AnwendungsbereichDiese Richtlinie gilt für
Kühlanlagen und -apparate, bei denen Wasser - verrieselt oder versprüht wird oder - anderweitig in Kontakt mit der Atmosphäre kommen
kann
und zwar unerheblich, ob das Kühlwasser als Kühlmedium im Prozess direkt eingesetzt wird oder die Prozesswärme über Wärmeübertrager aus einem Primärkühlkreislauf auf einen Wasserkühlkreislauf übertragen wird
Diese Richtlinie gilt nicht für Anlagen und Apparate- mit Kondenswasserbildung durch Taupunktunterschreitung
(z.B. Kaltwassersätze)- geschlossene Kreisläufe (Trockenbetrieb)- Naturzugkühltürme ab 200 MW thermischer Leistung
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VDI 2047-2
7. Konstruktion von Verdunstungskühlanlagen
7.2 Hygieneanforderungen an die Konstruktion von Verdunstungskühlanlagen
Verdunstungskühlanlagen müssen so konstruiert werden, dass konstruktiv bedingte Gefährdungen im bestimmungs-gemäßen Betrieb ausgeschlossen werden
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VDI 2047-2 sieht keineHygiene-Konformitätsprüfung vor. Das Kühlkreislaufsystem ist insgesamt zu betrachten und zu bewerten (Gefährdungsanalyse)
Zusatzwasserbeschaffenheit?Nährstoffeintrag? Eindickung Abflutung?Überwachung?
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Planung, Errichtung, InbetriebnahmeVerdunstungskühlanlagen müssen so geplant werden, dass die denkbaren Gefährdungen sowohl im bestimmungsgemäßen Betrieb als auch bei Stillstandzeiten ausgeschlossen werden.
Grundanforderungen an die Planung:Die Planung ist von fachkundigen Personen auszuführen.
Als fachkundig gilt, wer aufgrund seiner - fachlichen Ausbildung, - Kenntnisse und Erfahrungen - Kenntnisse der einschlägigen Bestimmungen die ihm übertragenen Arbeiten beurteilen und mögliche Gefahren erkennen kann.
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Grundlage für Planung, Errichtung, Inbetriebnahme und Instandhaltung:
Gefährdungsanalyse > Gefährdungsbeurteilung
- Hygienische Sicherheit (Emissions-, Arbeitsschutz)
- Prozesssicherheit (Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit)
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Werkstoffe
Die Hersteller müssen die Anforderungen an die Wasserbeschaffenheit für ihre Anlagenteile benennen.
Hierbei erfolgt auch die Festlegung der zulässigen Eindickung
Auswahl nach Beschaffenheit des Kreislaufwassers.
Korrosionsfest gegen übliche oder geeignete (erforderliche) Reinigungs- und Desinfektionschemikalien
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Hygienerelevante Bereiche ?
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Das ist die „Errichtung“ einer Anlage
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Das Leben spielt sich im Wasser ab:
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8.7 Kreislaufwasser
Ziele:Vermeidung von Korrosion
Vermeidung von Ablagerungen
Begrenzung mikrobieller Vermehrung
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8.7.1 Wasseraufbereitung und -behandlung
Aufbereitung Zusatz- und FüllwasserEntfernung von FeststoffenDesinfektionEnthärtungVollentsalzung
Behandlung Kreislaufwasser (Nutzwasser)Entfernung von FeststoffenDesinfektionKorrosionsinhibitorenHärtestabilisatoren Dispergatoren
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9a Betrieb und Überwachung
Verdunstungskühlanlagen müssen so betrieben und überwacht werden, dass die denkbaren Gefährdungen sowohl im bestimmungsgemäßen Betrieb als auch bei Stillstandzeiten ausgeschlossen werden.
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Desinfektionsverfahren und Biozid-Einsatz
Zur Inaktivierung von Bakterien müssen geeignete Desinfektionsverfahren eingesetzt werden.
Diese wirken entweder als
chemische Mittel (Biozide) oder als
physikalische Verfahren (UV-Bestrahlung).
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Kontrolle des Einsatzes von Bioziden5.3 Verwendung von Bioziden
Die Verwendung von Bioziden unterliegt der Biozid- und der Gefahrstoff-Verordnung:
Auf die Verwendung von Bioziden ist, wann immer möglich,zu verzichten.
Dabei muss geprüft werden, ob ein Einsatz durch weniger gefährliche Stoffe oder Verfahren möglich ist.
Einsatzmengen müssen minimiert werden.
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Desinfektionsmittel und -verfahren
1. Chemische Verfahren:1.1 oxidative Biozide Kontrolle online möglich
- Chlorbleichlauge- Chlordioxid- Ozon- Wasserstoffperoxid- Percarbonsäure
1.2 nicht oxidative Biozide Kontrolle aufwendigzahlreiche Wirkstoffe
2. Physikalische Verfahren2.1 UV-Desinfektion Kontrolle online möglich
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Anforderungen an den Biozid-Einsatz:- Wirksamkeitsnachweis gegen Legionellen nach DIN EN 13623
- Kontinuierliche Dosierung ist nicht zulässig, nur Stossdosierung
- Unterbrechung der Absalzung während der Dosierung und der erforderlichen Nachwirkzeit ( evtl. unzulässige Aufsalzung !)
- Beim Einsatz nicht oxidativer Biozide:Quartalsweiser Wechsel des Wirkstoffs, um Resistenzen vorzubeugen.
- Bei unterbrochenem Wasserkreislauf (Betriebsunterbrechungenoder Stillstand) bis zu 7 Tagen:zusätzliche Hygiene-Schaltungen
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Nicht oxidierende Biozide
Wirkstoff Neutralisations-mittel
Bak-terien
Algen Pilze Anmerkungen
QuarternäreAmmoniumsalze
Lecithin, Saponin, nichtionische Tenside + + - Schaumbildung,
Allergien
Glutardialdehyd L-Histidin, Glycin + + - Allergien
Isothiazolone Na-Glykolat o + + Lange Einwirkzeit
2-Brom-2-nitro-propan-1,3-diol
Lecithin, Saponin,Polysorbat 80 + - - Allergien
Tetrakis(hydroxymethyl)phoshonium-sulfat (THPS)
Lecithin, Saponin,Polysorbat 80nichtionische Tenside
+ + - Allergien
Dibromnitrilo-propionamidDBNPA)
Lecithin, Saponin,Polysorbat 80 + - + Allergien
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2 Physikalische Desinfektion
2.1 UV-Desinfektion
kontinuierlich wirkende Desinfektionsstufe
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Überwachung der UV-Bestrahlung durch geprüfteUV-Sensoren
2 a Überwachung der UV-Bestrahlung E min
2 b Überwachung der Verschmutzung
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E o
E
E min,,,,,
,,
,
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Prozessteuerung Regelung und Überwachung MSR, z.B.
Wasserkreislauf- Mengenüberwachung- Temperaturen- Leitfähigkeit- UV-Überwachung- Desinfektionswirksamkeit
Betrieb - Kühlzonenbreite- Variation Ventilator (Luftmenge)- Variation Kreislaufwassermenge - individuelle Zellenschaltungen- Stillstand, Schwachleistungsbetrieb,
Entleerung, - Wiederanfahrgeschwindigkeit
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Betreiberpflicht:Hygiene-Anforderungen an die Instandhaltung
Verdunstungskühlanlagen müssen derart instandgehalten werden, dass ein dauerhaft verkehrssicherer Betrieb gewährleistet ist.
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Hygiene-relevante Bereiche dauerhaft beherrschen:Instandhaltung
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BGB § 823 SchadensersatzpflichtVerkehrssicherungspflicht
Urteil BGH 1996:• Die Verkehrssicherungspflicht erstreckt sich auf jede denkbare
Gefährdungsmöglichkeit und ist nur gegenüber Gefahren herabgesetzt, die offensichtlich sind und vor denen man sich aufgrund selbstverständlicher Vorsicht ohne weiteres selbst schützen kann.
• Der Unterlassende hat die Gründe für die Unterlassung zu rechtfertigen
• Die Verkehrssicherungspflicht ist eine Betreiberpflicht
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BGH zur Verkehrsicherungspflicht, Urteil vom 6. Mai 2015
In dem Verfahren war unstreitig, dass das Gebäude, in dem sich der Geschädigte die Legionellose zugezogen hatte, mit einer Trinkwassererwärmungsanlage ausgerüstet ist, die
- weder in der Dimensionierung - noch im Hinblick auf die erforderliche Temperaturhaltung den
anerkannten Regeln der Technik und den Erfordernissen der Trinkwasserverordnung entsprach
- und außerdem seit 8 Jahren nicht mehr gewartet worden war.
Dies stellt eine Verletzung der Verkehrssicherungspflicht der Vermieterin dar (BGH 2015, Az.: VIII ZR 161/14).
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Checkliste für regelmäßige Inspektionen (orientierend)Prüfungen auf
Bauteile/Komponenten
Maßnahme(n) Intervall
1Monat
3Monate
12Monate
Funktion Mess- und Regelorgane Instandsetzen Abflutung/Absalzung/Abschlämmung
Pumpen Filter
Mineralische Ablagerungen
Schmutz- und Schlamm-ablagerungen
Biofilm(biologische Ablagerungen)
Mess- und Regelorgane Entfernen der Ablagerungen
weitergehende Untersuchungen, gegebenenfalls mikrobiologische Bestimmung
Wärmeübertrager Filter Füllkörper Sprühdüsen Tropfenabscheider Rohrleitungen Kühlturmtassen
Beschädigung und Korrosion
alle Komponenten Instandsetzen
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Instandhaltung von Verdunstungskühlanlagen
Wartungsplan nach VDMA 24649: 2005-05
Instandhaltung (Beispiele) Inbetrieb-nahme
Monat-lich
Halb-jährlich
Außer-betrieb-nahme
Jährlich
Zustand der Anlage überprüfen X X X
Kühleinbauten überprüfen (Fouling) X X
Wasserverteilung überprüfen X X
Tropfenabscheider (Lage, Sauberkeit) überprüfen
X X
Sammelbecken überprüfen X X
Betriebswasserstand überprüfen X X
Wasseraufbereitung und Wasserbehandlung überprüfen
X X
Funktion Abflutung überprüfen X X
Becken und Saugsieb reinigen X X
Becken und Verrohrung entleeren X
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Folie Nr. 6723.10.2017© KRYSCHI Wasserhygiene
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Instandhaltungsanforderungen an Rückkühlwerke
Tropfenabscheider prüfenWasserwanne prüfen
1. Gehäuse2. Wasserverteilungssystem3. Hocheffiziente Tropfenabscheider4. Radiallüfterräder5. Lüfterwelle und Lager6. Lüftermotor7. Füllkörper8. Sieb9. Frischwasserventil
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Hygiene ist ein Erziehungsprozess:
Konrad Lorenz:
Einmal gehört heißt nicht verstanden
verstanden heißt nicht akzeptiert
akzeptiert heißt nicht umgesetzt
umgesetzt heißt nicht dauerhaft gelebt
Hygiene erfordert dauerhafte Umsetzung
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