Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Termodesinfekce teplé užitkové vody (TUV) - možnost odstranění mikrobiální kolonizace? I.

Nelze zapomenout, že určitá relativní zlepšení některých složek životního prostředí mohou přinášet na jiném pólu nová, dosud neznámá rizika. Člověk se totiž stává stále více závislým na používání rozsáhlých technických obslužných systémů zabezpečujících jeho život v průběhu téměř celého dne. Je to např. výměna vzduchu v prostorách pobytu, teplota prostředí, umělé osvětlení a také ohřev vody pro její široké hygienické používání.

Systém přípravy teplé užitkové vody nikoho nezajímá, pokud vše funguje. Technika ohřevu, která začala v dávné minulosti vkládáním ohřátých kamenů do nádob s vodou se teprve v historicky nedávné době dostala až k dnešní pestré nabídce zařízení pro ohřev a distribuci teplé vody potrubím. Zařízení pro ohřev a distribuci teplé užitkové vody se pouze povrchnímu pozorovateli může jevit jako jednoduchý systém. Ve skutečnosti je zabezpečení vhodné kvality TUV po chemické i fyzikální stránce, (zejména potřebné teploty v místě služby), složitý problém. Úroveň jeho řešení je dána souhrnem jakosti technických faktorů: návrhem - projektem, realizací systému ohřevu, distribučního okruhu, instalací koncových prvků atd. Vše musí být v souladu tak, aby používáním nabízené služby nedošlo k poškození uživatele v místě spotřeby, (opařením, bakteriální infekcí, poraněním), ale ani k ekonomickým "vykrvácením".

Musíme zde konstatovat, že již ve stádiu přípravy projektové dokumentace se neberou všechny nutné podmínky v potaz jednoduše proto, že některé nejsou známy, některým není dána patřičná váha, některým naopak až příliš velká. I v nedávné době se budovaly systémy přípravy teplé užitkové vody s využitím jednoduše stanovených tabulkových hodnot. Např. na nemocniční lůžko byla udávána spotřeba 1 100 litrů za den (stejné tabulky uváděly příkladně pro kadeřnictví spotřebu vody na kadeřnici....). Prostým vynásobením počtem jednotek se ukázala nutnost realizace zařízení s ohromnou kapacitou. Praktickým příkladem je nemocniční stavba, provozovaná nyní pátý rok. Pro ni byl navržen zásobník pro přípravu TUV o objemu 360 m3/den, avšak po instalaci vodoměru se ukázalo, že skutečná denní spotřeba je pouze 9 m3. Tedy jen 4% původního předpokladu. V tomto a podobných případech je pak ale připravená voda bez pohybu, řada koncových potrubí bez odběru a nastává bakteriální kolonizace. Mikrobiologická šetření nachází hojně legionely a objeví se jistě, (někdy nepoznaná), legionelóza. Je třeba také posuzovat konkrétní provedení cirkulačních okruhů. Ty by měla dosahovat co nejblíže k místů odběru. V distribučním potrubí bez cirkulace bylo mělo být méně než tři litry vody (v projektech z roku 1974 to lze nalézt, pro projekty o dvacet let mladších to byla zřejmě nepodstatná věc ...).

Může-li se vyskytnout problém, měli bychom jej řešit, eliminovat. Stačí si vzpomenout, že naše ČSN 060320 k přípravě TUV má pasáž o termodesinfekci u zásobníkových ohřívačů. Jiný podklad pro tento fyzikální postup není (mimo požadavků hygieniků). Zdá se tedy, že máme v rukou přímo nástroj na eliminaci mikrobiálního problému v TUV, ale to se nám opravdu jen zdá. Jestliže přehřejeme zásobníkové ohřívače, řešíme jen dílčí část problému. Bakteriální kolonizace je totiž v celém distribučním potrubí včetně cirkulace, v koncových prvcích - bateriích, v jejich perlátorech, ve sprchových hadicích i v růžicích. Musíme tedy použít daleko širšího přístupu, pro který skutečně není žádný legislativní podklad. Je zde jen cílový požadavek na "desinfekci" celého systému ohřevu a distribuce. A můžeme se ptát: Je to možné? Dá se to technicky provést? Odpověď po zkušenostech může znít: Ano, dá se to udělat, je to spojeno s řadou problémů a výsledek není úplně jistý!

Zkusme si tedy vysvětlit, jak na to jít, co je potřeba mít na zřeteli, jaké budou náklady a jaké technické problémy musíme za pochodu řešit a čeho si vůbec musíme všímat. Prosté nastavení regulace na ohřívači na 70 °C nestačí...

1. Možnost provedení termodesinfekce
Termodesinfekci je možno provádět tam, kde lze zabezpečit výtokovou teplotu TUV v každém distribučním místě dle požadavku hygienika (např. 80 °C) tak, aby byla obsloužena všechna výtoková místa na jednom zdroji TUV v celkovém součtovém čase co nejkratším (tedy od zahájení termodesinfekce do ukončení). Je to tedy na prvním místě otázka kapacity ohřevu. Protože běžně se TUV ohřívá na teploty do 60 °C, je tento požadavek velmi obtížně splnitelný. Příkladně v jednom případě při snaze o dodávku TUV o teplotě 80 °C na koncových spotřebních místech byla voda ohřívána na teplotu 105 °C. V podkladech německých autorů [1,3,4,9] i v práci KOPŘIVY [2], můžeme najít požadavek na pravidelnou termickou desinfekci, který stanovuje, že teplota v systému přípravy a distribuce TUV nemá klesnout pod 55 °C, jedenkrát denně že je třeba ohřát vodu na 60 °C a musí být možnost ohřát objem připravované TUV 1 x týdně na teplotu 70 °C s tříminutovým odtokem vody na distribučních místech. To už je poměrně jasná specifikace, i když se nepodařilo najít v žádném literárním prameni jasné porovnání takto ošetřeného ohřevu i distribuce a shodného systému kontrolního po mikrobiologické stránce.

2. Vhodnost systému přípravy a distribuce TUV k termodesinfekci
Veškeré rozvody i zařízení ohřevu jsou konstruovány na provozní teploty TUV nepřesahující 60 °C, výtokové baterie pak na 80 °C. V případě snahy o překročení těchto teplot se ukazují tyto problémy:

  • nutnost instalace havarijního programového vybavení pro regulaci teploty ohřevu
  • požadavek na informovanost všech uživatelů na výtokových místech o možnosti opaření
  • může dojít k poškození jakýchkoliv rozvodů a jejich izolací, ať již neúměrnou dilatací potrubí, namáháním uzavíracích prvků a jejich těsnění, poškozením distribučních výtokových baterií
  • nemožnost řádného provozu po dobu termodesinfekce
  • nutnost zevrubné přípravy organizovanosti samotné termodesinfekce v objektech, navázaných na zdroj TUV - dobrá znalost veškerých prostorů a přístupů, stavebních dispozic, je třeba se dostat ke všem výtokovým bateriím (tedy například potřeba zabezpečení klíčů), příprava formulářů protokolů, podchycení předem dalších provozních problémů - např. nemusí odtékat odpady, což se nám také stalo a vlastně nelze v tomto bodě termodesinfekci provádět. Také se třeba ukáže, že nelze v daném místě baterii vůbec otevřít. Takže z výše uvedených důvodů je nutná pečlivá rekognoskace terénu
  • školení pracovníků - jde o přípravu týmu, který musí být sehraný od prvního okamžiku, ale jde také o samotný výkon a cíle. Každý člen týmu musí znát, proč se uvedená akce dělá, jak zaznamenávat různé mimořádné situace (zda je či není perlátor, zda je to sprcha nebo přímý výtok, neteče nebo teče málo, neodtéká odpad, nelze otevřít dveře), jak evidovat místnosti a v nich třeba více výtokových míst, domluvit formu spojení a koordinačních setkání týmu i v průběhu práce, časový harmonogram postupu a konečně i vytvoření dvojic pro samotnou efektivní práci. Určitě narazíte třeba na problém, co s vanovou baterií: má se provést termodesinfekce samostatně u přímého výtoku a samostatně u ruční sprchy? Rozhodnutí nechám na Vás...
  • Lze doporučit: zkušebně s několika dvojicemi před skutečnou "udělat" jedno patro, s běžnými teplotami, doslova jako trénink. Na tomto je pak možnost vše lépe ukázat a koordinovat, informovanější jsou i samotní pracovníci, ověří se formuláře atd.

3. Technické problémy při termodesinfekci
Pokud vezmeme do úvahy - jako vzorový - zdravotnický objekt se 300 běžnými výtokovými místy (budeme uvažovat baterie s max. možností průtoku 15 litrů TUV za minutu), který má 5 podlaží a který má vlastní přípravu TUV ve výměníkové stanici v suterénu objektu, s potřebnou a instalovanou kapacitou ohřevu kolem cca 5 000 litrů za hodinu, tedy cca 300 kW. Znamená to, že na jednu výtokovou baterii připadá cca 19,0 litrů TUV o teplotě 55 °C (uvažujeme ohřev z 10 na 55 °C), ale jen 12,3 litru vody o teplotě 80 °C!!! Je tedy jasné, že otevřením všech baterií na jednu minutu spotřebujeme veškerou připravenou TUV, takže musíme termodesinfekci připravit jinak.
Základem by mohl být kapacitní monitoring systému ohřevu TUV v budově: budeme se snažit zjistit, kolik TUV jsme schopni z instalovaného zařízení dostat až do koncových výtokových míst.
Z "našeho" objektu se 300 výtokovými místy vybereme na nejvyšším podlaží nejvzdálenější výtoková místa, a to 10%, tedy 30 baterií. Připravíme si digitální stonkový teploměr s rozsahem do 100 °C a cca litrovou plastovou nádobku, hodinky s vteřinovým ukazatelem jsou samozřejmostí. Další člen týmu bude ve výměníkové stanici zaznamenávat každou "smluvenou" minutu stav vodoměru - obvykle je vodoměr na vstupu studené vody k ohřevu, takže měříme ještě vodu studenou, před ohřevem. S připraveným měřícím zařízením zaujmeme místo u nejvzdálenějšího výtokového místa, na povel otevřeme naplno vybraných 30 baterií, u té nejvzdálenější měříme a zapisujeme dosahovanou teplotu každou minutu a takto pokračujeme celých 15 minut. Šestnáctou minutu změříme teplotu vody studené - opět necháme celou minutu vytékat při plném otevření. Tedy v jedné minutě vypustíme kolem 450 litrů TUV o teplotě, kterou je schopno naše zařízení ohřát na nastavenou teplotu. Pokud jsme tedy ohřáli 6.750 litrů vody, získali jsme skutečný stav možnosti ohřevu a ze získané křivky poklesu teploty si můžeme odvodit možnost kapacity a tedy kolik TUV o potřebné termodesinfekční teplotě (podle požadavku hygienika) potřebujeme resp. máme k dispozici. Vzhledem k vyšším energetickým ztrátám lze doporučit již ze zkušenosti uvažovat pouze poloviční objem vody s termodesinfekční teplotou oproti objemu vody, u které byla "zajištěna" teplota 55 °C. Opět ze zkušenosti lze odhadnout, že osmou minutu při výše uvedené zkoušce klesla teplota TUV pod 55 °C (tedy odteklo 7 x 450 litrů = 3 150 litrů TUV o této teplotě), takže máme tedy k dispozici polovinu - v našem případě - 1 575 litrů TUV o teplotě 80 °C. Samozřejmě ohřev bude chvíli trvat - je třeba nastavit nově regulaci. Problémem ale je softwarové řízení ohřevu, kdy musíme nastavit speciální program.


Aby termodesinfekce měla dopad v požadovaném směru, je třeba vypouštět TUV o termodesinfekční teplotě na každém ošetřovaném místě po dobu 10 minut. Bylo by však zbytečné vypouštět z výtokového místa plný průtok - naším cílem je vyhřát potrubí a tedy přivádět k výtoku optimální objem vody. Při teplotě 80 °C jsme naměřili jako dostatečný průtok 4 litry za minutu, kdy teplota tohoto proudu neklesá, za deset minut tedy můžeme vypustit 40 litrů. Je vhodné, když plastovou nádobku na stěnách u dna navrtáme několika otvory (osvědčilo se: 4 x 5 mm, 4 x 3 mm) tak, abychom dosáhli právě průtoku 4 litry za minutu. Tuto upravenou nádobku s teploměrem pak použijeme pro termodesinfekci, čili bude takto vybavena každá dvojice.

Měřící nádobka
Měřící nádobka s otvory pro průtok 4 litrů vody za minutu a otvorem
v držadle pro umístění stonkového digitálního teploměru

Příloha:
Souhrnný protokol termodesinfekce a mikrobiologických šetření (protokol.zip 9 Kb - formát RTF)

Literatura:
[1]EXNER,M.: Institut für Umwelthygiene und Umweltmedizin am Hygiene-Institut des Ruhrgebiets. SHT 10, 1992
[2]KOPŘIVA,M.: Legionella Pneumophila. Topenářství a instalace, 5/93
[3]KRYSCHL,R.: Das Aachener Konzept.SANITÄR,1996
[4]MÜLLER,H.E.: Legionellen - ein klinischen und hygienitechnisches Problem. Sonderdruck KRAMMER Verlag, Düsseldorf 1988
[5]POLCAR,R.: osobní sdělení k monitorování fyzikálněchemických a chemických parametrů vody a distribučních systémů teplé užitkové vody
[6]POSPÍCHAL,Z.: vlastní práce autora od r. 1988 do 2001
[7]SEIDEL,K., SEEBER,E., HÖSSELBARTH,U.: Legionellen - Beiträge zur Bewertung eines hygienischen Problem. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart/New York 1987
[8]ŠAŠEK,J.: Minimum o legionelách. Zpravodaj Ústředí monitoringu a Centra hygieny životního prostředí, ročník V (1998)č. 4/1/
[9]WERNER,H-P., PIETSCH,M.: Legionella Pneumophila. Československý instalatér 5/92, s. 31 - 35