Ein guter Wasserboiler/Heizer stellt eine energieeffiziente thermische Barriere gegen opportunistische Krankheitserreger in Wasserverteilungssystemen von Gebäuden dar. Obwohl diese Herangehensweise einfach erscheinen mag, ist die Bewertung der Temperaturverteilung und der resultierenden Wasserdynamik während des Heizvorgangs komplex und hängt von der Konstruktion und dem Betrieb des Boilers ab. Es ist wichtig festzustellen, ob die Bakterien lange genug in einer kritisch heissen Umgebung verbleiben, um ausreichend deaktiviert zu werden, oder ob eine unerwünschte thermische oder hydraulische Vermischung ihren Transport zum Boilerauslass beschleunigt.
Im Rahmen des LeCo-Projekts haben Forschende der HSLU und der Eawag gemeinsam die Strömungsdynamik in Boilern unter verschiedenen Bedingungen visualisiert und getestet. Als Testobjekt diente ein transparenter Warmwasserspeicher an der HSLU, der mit mehreren thermischen Sensoren ausgestattet wurde. In einem ersten Experiment haben HSLU-Studierende eine Strategie umgesetzt, indem sie das Zulaufwasser einfärbten und anschliessend die Verteilung des gefärbten Wassers in Abhängigkeit von der Heizmethode und den gemessenen Temperaturen dokumentierten.
In einem zweiten Experiment hat eine Gruppe von Eawag-Forschern zusammen mit den HSLU-Forschern in Luzern den Einfluss der Strömungsdynamik auf die Bakterienverteilung und die Desinfektion mittels Durchflusszytometrie gemessen. Bei dieser Methode werden die Bakterienzellen mit zwei verschiedenen fluoreszierenden DNA-Farbstoffen gefärbt. Die emittierte Fluoreszenz kann dann mit einem Durchflusszytometer quantifiziert werden. Durch die Analyse der Fluoreszenzsignale und ihrer Intensitäten lässt sich feststellen, ob die Zellen durch die hohe Boilertemperatur geschädigt wurden.
Die Forschung ist noch nicht abgeschlossen und die Auswirkungen der Strömungsdynamik auf die Bakterienverteilung und die Desinfektion in Wasserboilern werden weiter untersucht. Diese Erkenntnisse werden direkt in die Weiterentwicklung der Gebäudetechnik einfliessen, insbesondere in die Optimierung der Auslegung von Heizungswassersystemen zur Verringerung des Risikos einer Kontamination mit Legionellen.
Nachfolgend einige erste Eindrücke:
