Evangelisches Diakonissenkrankenhaus Leipzig: im Bypass-Verfahren zum Heizungswasser nach VDI 2035
Links das denkmalgeschützte Diakonissenmutterhaus, rechts der Klinikneubau von 2004: Heizungsanlagen mit verschiedenen Anforderungen, aber demselben Kreislaufwasser (Bildquelle: Kay Zimmermann)
Mehrere Generationen von Heizungsanlagen unter einem Dach, vereint durch dasselbe Problem: Schadstoffhaltiges, nicht aufbereitetes Kreislaufwasser verringerte nicht nur die Effizienz der Komponenten, es drohte darüber hinaus der Totalausfall der Heizungsanlage. Eine Klinik ohne Heizung, unvorstellbar. Die einzig sichere, langfristige Lösung: der Austausch des kompletten Kreislaufwassers. Keine einfache Aufgabe bei einem Anlagenvolumen von ca. 140 m3. Mit dem Wiesbadener Wasserspezialisten Orben ging es im laufenden Klinikbetrieb zum regelkonformen Heizwasser nach VDI 2035.
Das Krankenhaus im Leipziger Stadtteil Lindenau ist ein akademisches Lehrkrankenhaus der Universität Leipzig. Im Jahr 1900 wurde das Diakonissenmutterhaus eingeweiht, das heute unter Denkmalschutz steht.
Sechs Kliniken, verschiedene Behandlungszentren sowie eine Notaufnahme gehören zum Leistungsspektrum. Außerdem gibt es Belegkliniken und mehrere Seniorenwohn- und Pflegeheime sowie eine Kurzzeitpflegestation. Vom Diakonissenmutterhaus über den Klinikneubau im Jahr 2004 bis hin zum Spatenstich für ein Hybrid-OP-Gebäude im April 2023 – jedes Gebäude sowie die dazugehörige Heizungsanlage hat einen anderen Stand der Technik.
Ineffizienz und Beschädigung der Heizungsanlage durch defekte Wärmetauscher
Zwei Kessel mit je 1350 kW und ein Blockheizkraftwerk mit zweimal 340 kW ergeben eine Heizleistung von ca. 3.400 kW. Über die Jahre gewachsene Materialvielfalt bei Wärmetauschern, Armaturen und Leitungen des Klinikums führte zu einem Mix aus alt und neu, der den Anforderungen der modernen Heizungstechnik nicht mehr entsprach. Die Qualität des Anlagenwassers erfüllte nicht die vorgeschriebene VDI Norm 2035, welche die Beschaffenheit des Heizungswassers regelt. Kalk und Korrosion in den Wärmetauschern waren die Folge. Die Beschädigung der kompletten Anlage drohte, bis hin zum Totalausfall. Um weiteren Schäden vorzubeugen, mussten nicht nur die defekten Teile erneuert, sondern auch das Anlagenwasser, der eigentliche Verursacher der Schäden, ausgetauscht werden. Mit dem gleichen Wasser weiter betrieben, würden innerhalb kürzester Zeit auch wieder die gleichen Probleme auftreten. Parallel zum Austausch musste der Klinikablauf aufrechterhalten werden, eine Herausforderung für eine Anlage dieser Größenordnung.
Unerlässlich für den langfristigen Betrieb: Heizungswasseraufbereitung nach VDI2035
Dauerbetrieb bedeutet eine dauerhafte Belastung der Komponenten und so muss die Anlage bis ins kleinste Detail pausenlos funktionieren. Um die Gefahr von Steinbildung und Korrosion in den Komponenten zu bannen, wurde die VDI 2035 verfasst. Sie gibt verbindliche Richtlinien für die Beschaffenheit des Heizwassers vor. Mit diesen Anforderungen an das Kreislaufwasser werden Wärmeerzeuger, Ventile, Pumpen und Rohre in der Heizungsanlage wirksam geschützt. Die korrekte Heizungswasseraufbereitung soll den langlebigen, störungsfreien Betrieb gewährleisten. Das Heizungswasser muss also bestimmte Eigenschaften bezüglich Härte, pH-Wert und elektrischer Leitfähigkeit aufweisen, um die Hauptursachen für Schäden an der Heizungsanlage zu bannen.
Die Aufbereitung des Anlagenwassers nach VDI 2035 begleitete das Wiesbadener Familienunternehmen Orben
Ein über Jahrzehnte erweitertes Heizungsnetz in verschiedenen Gebäuden stellte die Betreiber des Klinikums vor große Herausforderungen. Man konnte nicht einfach die Klinik „stilllegen“, um altes Wasser abzulassen und aufbereitetes Heizungswasser in die bestehende und teilerneuerte Anlage zu füllen. Auch war der zeitliche Rahmen der Maßnahme nicht genau abzuschätzen. Nach mehreren Vorgesprächen fiel die Wahl auf das Wiesbadener Familienunternehmen Orben, spezialisiert auf Produkte, Dienstleistungen und Services für die Heizwasser- und Kreislaufwasseraufbereitung. Von Deutschlands größtem Wärmespeicher mit 56 Millionen Liter Anlagenwasser bis hin zum privaten Pufferspeicher findet sich immer die passende Lösung für die Wasseraufbereitung. Für das Klinikum Leipzig entschied man sich für den Wasseraustausch ohne Entleerung der Anlage. So konnte der sensible Klinikalltag aufrechterhalten werden.
Mobile Wasseraufbereitung durch eigenes Klinikpersonal vor Ort
In Zusammenarbeit mit der Haustechnik des Klinikums wurde ein Ablaufplan erarbeitet, um das Heizungswasser in mehreren Schritten auszutauschen. Es musste je nach Anlage und Wasserqualität auch situativ reagiert werden. Da sich die Maßnahme über Monate hinziehen würde, erfolgte die Aufbereitung durch die Haustechnik des Klinikums vor Ort. Orben begleitete und überwachte den monatelangen Prozess. Das Zusammenspiel von Einweisung, Überwachung und Tausch der Infiltrationseinheiten erforderte viel Fingerspitzengefühl und eine gute, partnerschaftliche Zusammenarbeit.
Vorfiltration des bestehenden Anlagenwassers
In der Vergangenheit wurden die Wärmeerzeuger längst nicht so kompakt konstruiert wie es heute, in Zeiten der effizienten Heizungstechnik, der Fall ist. Damals hatten Schwebstoffe und Partikel in den großvolumigen Kesseln und Leitungen meist genügend Platz sich abzusetzen, ohne dass es zu Funktions- bzw. Leistungseinschränkungen bei der Wärmeerzeugung kam. Die Heizungsanlage des Diakonissenkrankenhauses wurde im Laufe der Jahre an unterschiedlichen Stellen und mit verschiedenem Wasser befüllt und nach Bedarf nachgefüllt. Dadurch war die Wasserqualität des Klinikum-Anlagenwassers nicht mehr nachvollziehbar; Kalk und Korrosion aus altem Anlagenwasser schädigte vor allem die neuen, gegen Härtebildner und Schmutz deutlich empfindlicheren Komponenten.
Die Maßnahme startete im Januar 2023 mit der Vorfiltration des kompletten Wassers im Heizungskreislauf. Dadurch wurde das Ionentauscherharz der Patronen, die danach eingesetzt werden sollten, vor groben Verunreinigungen geschützt und die Effizienz gesteigert. Im ersten Schritt wurden Magnetit, Fest- und Schwebstoffe mit Beutelfiltern als Schmutzfänger aus dem Anlagenwasser gefiltert.
Wasseraufbereitung im laufenden Klinikbetrieb durch Bypass-Verfahren
Der Klinikbetrieb musste störungsfrei aufrechterhalten werden. Deshalb wurde im nächsten Schritt das mit 5 µm vorfiltrierte Anlagenwasser im Bypass-Verfahren nach den Vorgaben der VDI 2035 Norm aufbereitet. Mit den von Orben entwickelten Aufbereitungseinheiten INLINE SELECT wurde ein Teilstrom des Hauptnetzes im laufenden Heizbetrieb über das Bypass-Modul geleitet und ermöglichte so eine unterbrechungsfreie Aufbereitung. Die mit der Einheit gelieferten Ionentauscher aus Edelstahl sind mit betriebsbereiten Qualitäts-Mischbettharzen, die speziell für den Einsatz in Wärme- oder auch Kälteanlagen konfektioniert sind, gefüllt.
Orben Ministil Ionenaustauscher-Patronen
Mit einer Reinwasserleistung von 2.400 Litern pro Stunde ging es weiter auf dem Weg zum regelkonformen Anlagenwasser. Während das Wasser durch das Harz fließt, erfolgt der Ionenaustausch, bei dem alle wasserlöslichen Salze, u. a. Calcium- und Magnesium, aus dem Wasser herausgefiltert und gegen H+ und OH- Ionen (H+ + OH- = H2O) getauscht werden. Ist die Harzkapazität erschöpft, kann die Patrone mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden: Die Koordination von Abholung und Austausch der Aufbereitungspatronen lief reibungslos, es entstand kein Leerlauf.
Die prozessbegleitende Wartung der Einheit INLINE Select ist von großer Bedeutung, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Das Klinikpersonal der Haustechnik erhielt eine ausführliche Einweisung und konnte den erforderlichen Austausch vornehmen, so dass eine unterbrechungsfreie Aufbereitung stattfand. In regelmäßigen Abständen war ein Mitarbeiter von Orben vor Ort in Leipzig, begleitete den Prozess, überprüfte die Filter und sorgte für den rechtzeitigen Nachschub an Patronen für den Ionentausch.
